廣東某銅鉬多金屬硫化礦混合精礦中鉬的高效分離

楊凱志，陳紅兵，胡真，李沛?zhèn)?/p>

（1.廣東省資源綜合利用研究所，稀有金屬分離與綜合利用國家重點(diǎn)實驗室，廣東省礦產(chǎn)資源開發(fā)和綜合利用重點(diǎn)實驗室，廣東 廣州 510651；2.云南錫業(yè)股份有限公司卡房分公司，云南 個舊 661400）

作為一種重要的稀有元素和戰(zhàn)略儲備資源，金屬鉬具有高密度、高熔點(diǎn)、高強(qiáng)度、耐研磨、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于合金鋼的生產(chǎn)，飛機(jī)的金屬構(gòu)件、機(jī)車和汽車上的耐蝕零件的制造，同時也是電子工業(yè)的重要原材料[1-2]。根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局統(tǒng)計，2016年中國鉬礦儲量840萬噸（金屬量），占世界的56%處于第一位，但我國鉬礦品位達(dá)到鉬礦坑采工業(yè)品位上限的資源儲量不足總量的一半[3-4]。中國鉬礦多伴生很多復(fù)雜的有用組分，許多大中型礦床共伴生鎢、銅、鉛、鋅、硫、鐵、鉍、鈷、錸等黑色、有色金屬，金、銀、鉑族金屬，以及硒、碲、銦等稀散金屬，綜合回收利用價值可觀，但對選別工藝的提升也提出了巨大挑戰(zhàn)[5]。針對多金屬硫化礦物，常見的選別方法有優(yōu)先浮選法、混合浮選再分離法、等可浮再分離法等。本試驗以廣東某銅鉬多金屬礦混合浮選所得到的硫化礦混合精礦為研究對象，通過一系列的脫藥方式、抑制劑及捕收劑條件試驗，確定了適合從該硫化礦混合精礦中優(yōu)先分離出鉬的選礦條件和選礦工藝流程，獲得了較為理想的技術(shù)指標(biāo)。

1 混合精礦性質(zhì)及粒度組成

1.1 化學(xué)多元素分析

化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1，結(jié)果表明，該混合精礦中主要有價元素為銅、鉬、鉍、銀，含量分別為銅15.46%，鉬1.62%，鉍5.23%，銀445 g/t，礦石中還含有少量含硅鋁的脈石礦物。礦物銅的含量最高，高效分離鉬的關(guān)鍵在于如何有效的抑制銅。

1.2 粒度組成分析

混合精礦粒度組成分析結(jié)果見表2。

粒度組成分析結(jié)果表明，該混合精礦的粒度較細(xì)，-0.074 mm粒級已占85.36%，-0.043 mm粒級已占76.23%。銅在各粒級中的品位差別不大，且在粗粒級中含量相對略高，鉬在+0.074 mm粒級中的品位明顯高于其他粒級，占42.01%，鉍在-0.043 mm微細(xì)粒級品位明顯較高，超過90%的鉍集中在這一粒級。

2 選礦試驗研究

2.1 脫藥方式試驗

溫度、氧化、機(jī)械攪拌、礦漿pH值、脫藥劑等因素均是影響脫藥效果的好壞的重要因素[6]。按照黃藥解吸率由高到低的順序，脫藥方式可排序為Na2S處理、升溫脫藥、pH值調(diào)整、KMnO4氧化、Ca(C1O)2氧化、超聲波處理、過氧化氫氧化等幾種方法[7]。其中，硫化鈉可解吸礦物表面的捕收劑薄膜，且還有沉淀礦漿中游離銅離子的作用，活性炭吸附能力較強(qiáng)，可吸附礦漿中的過剩藥劑，加溫預(yù)處理更容易實現(xiàn)各礦物之間的有效分離[8-9]。此次試驗分別考查上述三種脫藥方式下的浮選效果。見圖1、3、5，在考察三種方式的脫藥效果時均采用一粗一掃浮選流程，粗選采用浮鉬烴油類捕收劑MY，用量為120 g/t，掃選捕收劑MY用量為20 g/t。試驗結(jié)果見圖2、4、6。

圖1 硫化鈉脫藥方式試驗流程Fig .1 Na2S de-reagent flowsheet

圖2 硫化鈉脫藥方式試驗結(jié)果Fig. 2 Text results of Na2S de-reagent

圖3 活性炭脫藥方式試驗流程Fig. 3 Activated carbon de-reagent flowsheet

圖4 活性炭脫藥方式試驗結(jié)果Fig .4 Text results of activated carbon de-reagent

圖5 加溫脫藥方式試驗流程Fig. 5 Heating de-reagent flowsheet

圖6 加溫脫藥方式試驗結(jié)果Fig. 6 Text results of heating de-reagent

由試驗結(jié)果可知，硫化鈉脫藥后，尾礦鉬品位明顯下降，說明脫藥對鉬的浮選回收是有利的，同時隨著脫藥硫化鈉用量的增加，鉬粗精礦的產(chǎn)率在下降，品位提高，同時回收率也有所上升。加入活性炭脫藥，獲得的粗精礦產(chǎn)率均達(dá)到25%以上，說明活性炭脫藥的效果不甚理想。加溫脫藥的效果最好，品位和回收率也相對較高，鉬粗精礦品位達(dá)到12.11%，回收率達(dá)到87.48%。綜合考慮，最終采用加溫脫藥方式，加溫時間確定為2.5 h。

2.2 磨礦細(xì)度試驗

磨礦細(xì)度試驗采用一粗一掃的浮選流程，磨礦前的加溫脫藥溫度確定為90℃，加溫時間確定為2.5 h。試驗結(jié)果見圖7。

圖7 磨礦細(xì)度試驗結(jié)果Fig. 7 Text results of grinding degree

結(jié)果表明，磨礦后粗精礦產(chǎn)率增加，鉬品位降低，但鉬回收率并沒有明顯變化，說明增加磨礦細(xì)度反而不利于鉬的浮選，綜合考慮，混合精礦經(jīng)脫藥后不進(jìn)行磨礦作業(yè)。

2.3 硫化鈉用量試驗

混合精礦中分離鉬的試驗中，抑制劑的選擇及用量至關(guān)重要。國內(nèi)外生產(chǎn)中也常采用氰化物來抑制銅，同樣取得了較好的選礦指標(biāo)，但氰化物的藥劑使用成本是硫化鈉的兩倍，且氰化物屬于劇毒藥劑，一旦用于生產(chǎn)還會在生產(chǎn)安全、藥劑儲存、環(huán)境保護(hù)等方面帶來問題[10]，另外，本次混合精礦中還含有一定量的鉍和銀，若使用氰化物作為抑制劑，還會造成對鉍和銀的溶解。因此，選擇硫化鈉作為抑制劑較為合適。硫化鈉用量試驗流程見圖8，試驗結(jié)果見圖9。最終的硫化鈉用量為20 kg/t。

圖8 硫化鈉用量試驗流程Fig. 8 Fowsheet on dosage of Na2S

圖9 硫化鈉用量試驗結(jié)果Fig. 9 Text results on dosage of Na2S

2.4 捕收劑用量試驗

烴油類捕收劑是浮選鉬較為常用的捕收劑，本次試驗研究中所使用的MY捕收劑是廣東省資源綜合利用研究所自主研發(fā)的一種合成類浮鉬藥劑，尤其對輝鉬礦具有良好的選擇性補(bǔ)收效果。捕收劑用量試驗見圖10，試驗結(jié)果見圖11。最終的捕收劑用量為120 g/t。

圖10 捕收劑用量試驗流程Fig. 10 Fowsheet on dosage of collectors

圖11 捕收劑用量試驗結(jié)果Fig. 11 Text results on dosage of collectors

2.5 閉路試驗

混合精礦浮鉬條件試驗確定的選別條件為：脫藥溫度為90℃，加溫時間為2.5 h，硫化鈉用量為20 kg/t，MY捕收劑用量為120 g/t，另外，混合精礦分離前無需進(jìn)行磨礦作業(yè)。在條件試驗和開路試驗的基礎(chǔ)上，各中礦產(chǎn)品采用順序返回進(jìn)行閉路試驗，試驗流程見圖12，試驗結(jié)果見表3。

圖12 閉路試驗流程Fig. 12 The closed circuit process

表3 分離鉬的閉路試驗結(jié)果Table 3 Results of closed-circuit process of Mo flotation

鉬浮選閉路試驗獲得了鉬品位為45.24%，作業(yè)回收率86.88%的鉬精礦，銅、鉍可富集至浮鉬尾礦中。

3 結(jié) 論

（1）該硫化礦混合精礦中主要有價元素為銅、鉬、鉍、銀。其中主要有價鉬的品位為1.62%，且以輝鉬礦等硫化礦的形式存在；混合精礦的粒度范圍符合選礦要求，浮選前無需進(jìn)行磨礦。上述礦石性質(zhì)均為將有價元素鉬從混合精礦中分離提供了有利條件。

（2）針對該硫化混合精礦，首先采用加溫預(yù)處理的方法脫除該混合精礦表面的殘留藥劑，脫藥溫度為90℃，加溫時間為2.5 h，然后采用硫化鈉作為抑制劑，以及廣東省資源綜合利用研究所自主研發(fā)的一種合成類選擇性捕收劑MY作為鉬浮選捕收劑，通過一粗-四精-一掃的鉬浮選分離工藝，實現(xiàn)了混合精礦中鉬的高效分離，獲得了合格的鉬精礦，并使銅、鉍盡可能的富集至浮鉬尾礦中。