某石英巖型高硫銅鉬礦石選礦試驗研究

李 慧，王宇斌，靳建平

(1.西安建筑科技大學(xué)，陜西 西安 710043；2.西安西北有色地質(zhì)研究院有限公司，陜西 西安 710054)

某石英巖型高硫銅鉬礦石選礦試驗研究

李 慧1，王宇斌1，靳建平2

(1.西安建筑科技大學(xué)，陜西 西安710043；2.西安西北有色地質(zhì)研究院有限公司，陜西 西安710054)

對云南某高硫銅鉬礦石的化學(xué)成分、礦物組成、嵌布粒度等工藝礦物學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：該鉬礦原礦鉬含量為0.43%，鉬礦物主要以輝鉬礦形式賦存，礦石鉬氧化率較低，嵌布粒度較粗；銅礦物主要以黃銅礦形式賦存，嵌布粒度較細(xì)。在工藝礦物學(xué)研究的基礎(chǔ)上，對比3種常規(guī)選別流程，最終確定采用銅鉬硫混選再分離流程，獲得鉬品位58.03%，回收率92.17%的鉬精礦和銅品位15.59%，回收率64.84%的銅精礦，以及硫品位37.78%，回收率57.93%的硫精礦。

銅鉬礦石；工藝礦物學(xué)；浮選；綜合回收

鉬在地殼中的平均含量為0.00011%，全球鉬資源儲量約為1 100萬t，探明儲量約為1 940萬t。由于鉬具有高強度、高熔點、耐腐蝕、耐研磨等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電氣和電子技術(shù)等領(lǐng)域[1-2]。隨著鉬礦資源的開發(fā)，高品位的鉬礦資源愈加匱乏，對低品位鉬礦石及含鉬多金屬礦石的高效開發(fā)利用逐漸受到重視[3-4]。

目前，銅、鉬硫化礦的選礦，根據(jù)其可浮性通常采用三種流程進(jìn)行試驗，分別是銅鉬混合抑硫試驗流程、銅鉬硫混合試驗流程、優(yōu)先選鉬-銅硫混選試驗流程[5-7]。多數(shù)銅鉬礦采取混合浮選-銅鉬分離工藝，原因在于輝鉬礦與黃銅礦可浮性相近、伴生嚴(yán)重，此工藝成本較低、流程較簡單；而對于銅鉬硫混合試驗流程，一般較易獲得高品位的鉬精礦，但銅、硫不易得到有效的回收；對于低品位的鉬銅礦石，在保證鉬精礦的品位和回收率的同時，還要考慮銅、硫的綜合回收，有時采用優(yōu)先浮選更為適宜[8]。本文針對云南某高硫銅鉬礦石，在深入研究其礦石性質(zhì)的基礎(chǔ)上，嘗試用三種試驗流程進(jìn)行探索和對比，最終確定銅鉬硫混選再分離流程作為該鉬礦石選礦工藝推薦流程，該流程不僅鉬精礦品位和回收率高于優(yōu)先選鉬流程，而且浮選總藥劑用量相對少，精礦產(chǎn)品總附加值高，流程的選擇為該礦石的開發(fā)利用提供依據(jù)。

1 原礦性質(zhì)

1.1 礦石成分及礦物組成

該礦石類型為石英巖型鉬礦石，原礦多元素分析見表1，原礦鉬物相分析結(jié)果見表2。

從表1中可以看出：Mo是主要的回收金屬元素，Cu的含量較高，為0.126%，達(dá)到綜合評價要求，可以考慮綜合回收。其他金屬元素的含量均很低。SiO2、Al2O3是主要脈石礦物。

原礦中礦石礦物為輝鉬礦，其他主要金屬礦物為黃鐵礦、白鐵礦、黃銅礦等，其次還有褐鐵礦、磁黃鐵礦、黑鎢礦、方鉛礦、閃鋅礦等。脈石礦物主要有石英，其次為長石、方解石、黑云母、絹云母、磷灰石等。

表1 原礦多元素分析結(jié)果

注：帶*單位為10-6。

表2 鉬物相分析結(jié)果

表3 銅物相分析結(jié)果

1.2 輝鉬礦粒度分析

在顯微鏡下利用面測法(以輝鉬礦短徑計算)對礦石中輝鉬礦的粒度進(jìn)行了系統(tǒng)測定，并詳細(xì)地做了統(tǒng)計分析，其結(jié)果見圖1。

圖1 輝鉬礦粒級變化趨勢圖

但在鏡下觀察銅礦粒度較細(xì)，一般為0.002～0.03 mm，浸染狀分布于脈石礦物中，與輝鉬礦、黃鐵礦、白鐵礦關(guān)系密切，因此，欲獲得合格的銅精礦，必須要細(xì)磨。

2 選礦工藝的確定

礦石中輝鉬礦粒度較粗，一般為0.03×0.01～0.6×0.25 mm，比較容易解離。而黃銅礦粒度(0.002～0.03 mm)微細(xì)，呈浸染狀分布于脈石礦物中，因此，在粗磨條件下，優(yōu)先選出輝鉬礦，再細(xì)磨選銅是比較合理的。

根據(jù)礦石性質(zhì)可知，該礦石含硫較高，黃鐵礦、白鐵礦、磁黃鐵礦廣泛存在，部分硫鐵礦可浮性好，會影響到鉬精礦和銅精礦的質(zhì)量，因此，選礦過程中確定適宜的磨礦細(xì)度和著重尋找有效的硫化鐵抑制劑[9]，來改善浮選過程，方能取得較佳的選別指標(biāo)。對銅鉬混合抑硫試驗流程(流程1)、銅鉬硫混合試驗流程(流程2)、優(yōu)先選鉬-銅硫混選試驗流程(流程3)三個試驗流程進(jìn)行探索試驗對比，試驗結(jié)果見表4。

表4 探索流程對比試驗結(jié)果

由表4可知，三種試驗流程方案對比結(jié)果表明，鉬銅混合抑硫試驗流程采用的石灰對輝鉬礦和黃銅礦均有抑制作用，尤其是對輝鉬礦抑制性更強，故該礦石不宜采用鉬銅混選抑硫試驗流程；銅鉬硫混選再分離流程較易獲得高品位鉬精礦，但鉬精礦含銅偏高，會影響后續(xù)銅精礦的綜合回收。優(yōu)先選鉬-銅硫混合再分離鉬粗精礦含銅低，且已得到銅精礦，但硫化鈉和石灰對輝鉬礦也有抑制作用，造成鉬回收率不高。因此，后續(xù)對優(yōu)先選鉬-銅硫混選流程和銅鉬硫混選再分離兩個流程分別進(jìn)行試驗。

2.1 優(yōu)先選鉬-銅硫混選再磨分離流程試驗

2.1.1 磨礦細(xì)度試驗

磨礦主要目的是使輝鉬礦等礦物從礦石中充分解離，以保證其有效地回收。 因此，首先對試驗礦石進(jìn)行了磨礦細(xì)度試驗，試驗流程見圖2。

圖2 磨礦細(xì)度試驗流程

表5 磨礦細(xì)度試驗結(jié)果

-0.074mm含量/%產(chǎn)品名稱產(chǎn)率/%品位/%回收率/%MoCuMoCu50鉬粗精礦5.337.260.53491.2123.88銅粗精礦5.270.251.453.1164.1260鉬粗精礦4.608.490.74591.1128.04銅粗精礦5.800.241.273.2560.6970鉬粗精礦4.278.560.6092.4823.33銅粗精礦5.670.191.292.7366.8080鉬粗精礦4.378.570.93891.9334.51銅粗精礦6.510.191.033.0456.4890鉬粗精礦5.337.220.90993.6341.16銅粗精礦6.100.110.9641.6349.06

隨著磨礦細(xì)度的增加，尾礦中銅、鉬品位逐漸降低，但鉬精礦含銅呈上升趨勢，當(dāng)-0.074 mm含量為70%時，鉬粗精礦鉬回收率和銅粗精礦銅回收率都最高，因此確定磨礦細(xì)度為-0.074 mm含量70%。

在色彩上，我選擇了一些跳出固有思維的色彩，例如我在花園內(nèi)花草色彩上的選擇，就選擇了一些日常生活中并不常見的色彩，例如紫色、寶藍(lán)色、檸檬黃色等。我希望這一些跳脫的色彩能夠給觀眾帶來新穎的感受。此外，為了保持畫面色彩的呼應(yīng)，我將藍(lán)天和海洋用同一組色彩來表現(xiàn)，正好兩者在畫面的一頭一尾，形成首尾呼應(yīng)。畫面中部的一些人物的服裝色彩也是提取與花園里花草一致的色彩來表達(dá)，做到整個畫面都同一在一個色調(diào)內(nèi)。

2.1.2 粗選藥劑種類及用量試驗

粗選階段確定適宜的硫化礦抑制劑是關(guān)鍵；硫化鈉是大多數(shù)硫化礦的抑制劑，因此進(jìn)行硫化鈉用量試驗。試驗流程采用一次粗選試驗流程，試驗條件：磨礦細(xì)度-0.074 mm含量70%，煤油60 g/t，松醇油25 g/t，硫化鈉用量試驗結(jié)果見表6。

表6 硫化鈉用量試驗結(jié)果

隨著硫化鈉用量增加，精礦中含銅逐漸降低。確定硫化鈉用量為3 000 g/t，另外添加少量TGA(TGA為黃銅礦的輔助抑制劑)對黃銅礦抑制作用不明顯，還造成鉬回收率有所下降，故確定粗選不加TGA。

煤油是輝鉬礦的有效捕收劑，通過用量試驗確定煤油用量30 g/t為宜。

2.1.3 鉬精選抑制劑

鉬粗精礦產(chǎn)品從鏡下觀察看，主要金屬礦物為輝鉬礦和黃鐵礦，單用硫化鈉或TGA，均難以使鉬粗精礦品位提高，因此進(jìn)行了精選段硫化鈉與TGA混合抑銅硫試驗(TGA為黃銅礦的輔助抑制劑)，試驗流程為一粗兩精浮選流程。添加1 000 g/t硫化鈉，50 g/t TGA時鉬精礦品位較高，確定該組合用量。

2.1.4 銅粗精礦再磨試驗

銅礦粒度較細(xì)，一般為0.002～0.03 mm，浸染狀分布于脈石礦物中，與輝鉬礦、黃鐵礦、白鐵礦關(guān)系密切，因此，欲獲得合格的銅精礦，須進(jìn)行細(xì)磨。

表7 銅粗精礦再磨試驗結(jié)果

再磨可提高銅精礦品位，這與黃銅礦嵌布粒度微細(xì)，且呈浸染狀分布于脈石礦物中的結(jié)論相符，因此，確定再磨細(xì)度為-0.037 mm含量為90%。

2.1.5 閉路試驗

在磨礦細(xì)度、粗精選藥劑種類及用量等條件試驗和開路試驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)先選鉬-銅硫混選再磨閉路試驗，試驗流程見圖4，試驗結(jié)果見表8。

圖3 銅粗精礦再磨試驗流程

產(chǎn)品名稱產(chǎn)率/%品位/%回收率/%MoCuSMoCuS鉬精礦0.7349.170.175.7886.321.020.91銅精礦0.390.44820.043.450.4164.120.29硫精礦9.450.1860.31834.994.2324.6171.11尾礦89.430.0420.0141.449.0410.2527.69原礦100.000.4160.1224.65100.00100.00100.00

2.2 銅鉬硫混合再分離流程

2.2.1 捕收劑試驗

從可浮性試驗結(jié)果可以看出，輝鉬礦的可浮性優(yōu)于黃銅礦，在只添加煤油時，銅的回收率只有57.13%，鉬的回收率93.85%。因此，要最大限度的回收黃銅礦(和部分黃鐵礦)，須添加適量銅礦物的捕收劑，使鉬、銅、部分硫同時充分上浮。因此進(jìn)行兩種藥劑組合捕收輝鉬礦、黃銅礦和黃鐵礦，藥劑組合及用量見表9，捕收劑種類試驗流程見圖5。

煤油與乙黃藥混合應(yīng)用粗精礦銅、鉬回收率最高。高于其他兩種藥劑組合的指標(biāo)。故確定在銅鉬硫混選粗選段添加煤油與乙黃藥捕收輝鉬礦、黃銅

圖4 優(yōu)先選鉬-銅硫混選再磨閉路試驗流程

礦和部分黃鐵礦。通過煤油和乙黃藥的用量試驗，確定煤油用量為50 g/t，乙黃藥用量為20 g/t。

表9 捕收劑組合及用量

圖5 捕收劑種類試驗流程

藥劑組合產(chǎn)品名稱產(chǎn)率/%品位/%回收率/%MoCuMoCu①鉬精礦0.9740.100.46788.463.56②鉬精礦0.6751.440.31781.711.66

2.2.2 其他浮選條件的確定

銅礦粒度較細(xì)，因此銅鉬硫混合再分離流程也須進(jìn)行細(xì)磨，磨礦細(xì)度同優(yōu)先選鉬-銅硫混選再磨試驗流程，為-0.037 mm含量占90%。

2.2.3 閉路試驗

在捕收劑種類及用量、再磨試驗等其他浮選條件試驗和開路試驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行銅鉬硫混選再分離閉路試驗。試驗流程見圖6，試驗結(jié)果見表11。

表11 銅鉬硫混選再分離閉路試驗結(jié)果

圖6 銅鉬硫混選再分離閉路試驗流程

3 結(jié) 論

1) 該礦石為石英型鉬礦石，含硫較高，為4.65%，輝鉬礦是主要的回收礦物，黃銅礦也達(dá)到了綜合回收標(biāo)準(zhǔn)。鉬礦嵌布粒度較粗，以大于74 μm的為主，占總量的90.49%，比較容易單體解離；銅礦粒度較細(xì)，一般為0.002～0.03 mm，浸染狀分布于脈石礦物中，必須要細(xì)磨，再磨細(xì)度為-0.037 mm含量占90%。

2) 優(yōu)先選鉬-銅硫混選再磨分離流程可獲得鉬品位49.17%，回收率86.32%的鉬精礦和銅品位20.04%，回收率64.12%的銅精礦；銅鉬硫混選再分離流程可獲得品位鉬58.03%，回收率92.17%的鉬精礦和銅品位15.59%，回收率64.84%的銅精礦。優(yōu)先選鉬流程和銅鉬硫混選流程分別獲得了硫品位34.99%，回收率為71.11%和硫品位37.78%，回收率57.93%的硫精礦，均綜合回收了該礦石中的黃鐵礦。

3) 綜合比較，確定銅鉬硫混選再分離流程作為該鉬礦石選礦工藝推薦流程，該流程不僅鉬精礦品位和回收率高于優(yōu)先選鉬流程，而且浮選總藥劑用量相對少，精礦產(chǎn)品總附加值高。

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Studyonthemineralprocessingofaquartz-typecopper-molybdenumorewithhighsulfur

LI Hui1，WANG Yubin1，JIN Jianping2

(1.Xi’an University of Architecture and Technology，Xi’an 710043，China;2.Xi’an Northwest Geological Institute of Nonferrous Metals Co.，Ltd.，Xi’an 710054，China)

The chemical composition,mineral constituent,and dissemination size of a high sulfur copper molybdenum ore in Yunnan were studied．The results show that the grade of molybdenum ore is 0.43%.The molybdenum minerals are mainly in the form of molybdenite and the oxidation rate of molybdenum is low,with granularity coarser.Copper minerals are mainly hosted in chalcopyrite form with finer size.On basis of the research of process mineralogy，comparing three kind of conventional flowsheet,ultimately the flowsheet of copper-molybdenum-sulfur mixed pick separation process was determined,and obtain the molybdenum concentrate with molybdenum grade 58.03% and recovery 92.17%， copper concentrate with copper grade 15.59% and recovery 64.84%,sulphur concentrate with sulphur grade 37.78% and recovery 57.93%.

copper-molybdenum ore;process mineralogy;flotation;comprehensive recovery

TD923

A

1004-4051(2017)10-0136-06

2017-07-14責(zé)任編輯宋菲

陜西省科技廳項目資助(編號：2014SJ-04)

李慧(1984-)，女，漢族，山東日照人，碩士，講師，主要從事礦物資源綜合利用的教學(xué)與研究工作，E-mail：276728309@qq.com。