福建某石英脉型钼矿选矿试验

晏全香 蒋丰明

(福州大学紫金矿业学院，福建福州350108)

钼是一种有色金属，主要用作冶金工业各种合金钢的添加剂，在能源、航天、钢铁工业中有着广泛的应用。由于钼的良好性能，近年来钼的应用已朝着多元化发展，除主要用于钢铁工业外，还被用作催化剂、润滑剂、颜料、缓蚀剂、阻燃剂、汽车气袋、陶瓷和超导材料等［1］。福建省蕴藏着丰富的钼资源，目前的钼资源超过3万t以上［2］。试验对福建石英脉型钼矿石进行选别试验，以期为福建省大型石英脉型钼矿的开发提供技术支持。

1 矿石性质

试验原矿来自福建某石英脉型矿，钼品位0.19%。矿样的矿石多元素分析结果见表1，矿物物相分析结果见表2。

矿样化学多元素分析结果表明:矿石钼品位为0.19%，其他金属元素含量均较低，主要非金属元素为二氧化硅，除钼外其他元素在现有工艺下回收价值不大。

表1 矿石多元素分析结果Table1 Chem ical analysis ofmulti-elements in ore%

矿石矿物组成及含量分析结果可见，矿石中有用矿物主要以辉钼矿形式存在，具有较好的可浮性［3］;脉石矿物主要是石英，绢云母次之;同时含少量黄铁矿、绿泥矿和斜长石等次要矿物及黄铜矿、闪锌矿、铜兰、方铅矿、磁铁矿、萤石、白云母、石榴石、锆石、磷灰石、褐帘石、褐铁矿、金红石、钼钙矿、闪石矿等10余种微量矿物。

组成矿石的主要脉石矿物石英呈他形粒状，颗粒间镶嵌分布。褐铁矿、黄铜矿、闪锌矿及大部分黄铁矿均呈他形粒状分散分布于矿石之中。少部分黄铁矿、磁铁矿呈自形—半自形晶粒状，黄铁矿为立方体晶形，磁铁矿呈等轴粒状，分散分布。有些黄铁矿受构造应力作用，破裂成碎粒状，沿裂隙可充填辉钼矿等细脉。辉钼矿叶片由于硬度低，具挠性，故表现为晶形弯曲。可见石英包裹辉钼矿、黄铜矿包裹辉钼矿，个别黄铁矿包裹辉钼矿、闪锌矿包裹黄铜矿等。

对原矿进行粒度筛分分析，结果见表3。

表3 粒度筛分分析结果Table3 Result of particle size sieve analysis

由表3可见，按粗、中、细粒级分级，粗粒级(＞0.3 mm)占17.41%;中粒级(0.3～0.2 mm)占16.14%;细粒级(0.2～0.02 mm)占65.69%;微粒级(≤0.02 mm)占0.76%。该矿以细粒级为主，中、粗粒级次之，微粒级极少，不足1%。

原矿工艺矿物学研究表明，该矿石辉钼矿属细粒不均匀嵌布类型，嵌布状态以粒间型和裂隙型为主，占96.75%，包裹型辉钼矿仅占3.25%，此外该矿区的辉钼矿主要与石英相关，占71.81%，石英含量较高，磨矿过细，易泥化，严重影响钼矿物回收率，其次原矿中易泥化矿物绢云母含量较高，同时绢云母易浮，影响钼精矿质量，多次精选钼精矿品位仍难以提高。根据原矿矿石性质特点，适宜采用一段磨矿后粗精矿再磨再选获得钼精矿的工艺流程［4］。

2 选矿试验研究

2.1 粗选条件试验

2.1.1 粗选探索试验

辉钼矿天然可浮性好，选矿富集比较高。我国钼矿选矿工艺经多年生产实践和改进已经基本成熟，绝大多数钼选厂均采用原矿一段粗磨抛尾，粗精矿经2次或3次再磨精选后获得钼精矿的工艺流程。辉钼矿的赋存特点一般为高度分散与细粒浸染，一般要磨到400～600目后，才能充分解离，这一矿石性质特点决定钼粗精矿要经过多段再磨才能获得较高品位的合格精矿［5-8］。

针对该矿石性质特点，探索试验重点是原矿粗磨后通过添加作用能力较强的捕收剂及起泡剂以获得较高的钼矿物粗选回收率。试验工艺流程见图1，试验结果见表4。

图1 粗选探索试验工艺流程及条件Fig.1 Exp loratory test process and conditions in rough concentration

表4 粗选探索试验结果Table4 Result of rough exploratory test

粗选探索试验结果表明，在原矿磨至－0.074mm占65%时，捕收剂选用煤油+柴油能够提高钼回收率，改善粗粒辉钼矿及其脉石连生体的可浮性，调整剂选用石灰、水玻璃，试验选用此条件进行粗选条件试验。

2.1.2 原矿磨矿细度试验

原矿自身呈弱酸性，辉钼矿浮选一般在弱碱性条件下进行，选用石灰为pH值调整剂，水玻璃作为脉石矿物抑制剂。固定石灰用量1 000 g/t，水玻璃用量500 g/t，煤油用量160 g/t，柴油用量50 g/t，2#油用量100 g/t，进行粗选磨矿细度条件试验，试验结果见图2。

图2 磨矿细度试验结果Fig.2 Result of grinding fineness test

由图2试验结果可见，随着磨矿细度的提高，钼回收率也有明显提高，但细度达到 －0.074mm占65%时，再提高细度，钼回收率提高的幅度不大，考虑到矿石可磨度和一段磨矿可能达到的细度，原矿磨矿细度确定为－0.074mm占65%。

2.1.3 石灰用量条件试验

固定试验条件为磨矿细度－0.074mm占65%，水玻璃用量500 g/t，煤油用量160 g/t，柴油用量50 g/t，2#油用量100 g/t，进行石灰用量条件试验，试验结果见图3。

图3 石灰用量试验结果Fig.3 Result of lime dosage test

由图3试验结果表明，随着石灰用量的增加，钼粗精矿的品位在2.2%左右波动，回收率则先明显提高，在石灰用量1 000 g/t达到最高值后缓慢下降。原因是尽管原矿石中黄铁矿含量较低，但极易浮，适量加入石灰，可提高钼矿物的回收率，但过高的石灰用量导致钼回收率下滑。石灰用量为1 000g/t，品位和回收率综合指标较好。

2.1.4 水玻璃用量条件试验

该矿石为石英脉型钼矿，水玻璃作为硅酸盐矿物的常用抑制剂，在抑制硅酸盐矿物上浮的过程中起主要作用。固定试验条件为磨矿细度－0.074 mm占65%，石灰用量1 000 g/t，煤油用量160 g/t，柴油用量50 g/t，2#油用量100 g/t，进行水玻璃用量条件试验，试验结果见图4。

由图4试验结果表明，随着水玻璃用量的增加，钼粗精矿的品位和回收率逐渐提高，在水玻璃用量500 g/t时达到最高值后开始下降。原因是当水玻璃过量时，产生的泡沫黏性太大不利于浮选，会导致钼品位和回收率下滑。试验结果显示，水玻璃用量控制在500 g/t时，品位和回收率综合指标较好。

图4 水玻璃用量试验结果Fig.4 Result of sodium silicate dosage test

2.1.5 煤油用量条件试验

煤油作为钼矿物的主要捕收剂，其用量增加后，回收率明显提高。固定试验条件为磨矿细度－0.074 mm占65%，石灰用量1 000 g/t，水玻璃用量500 g/ t，柴油用量50 g/t，2#油用量100 g/t，进行煤油用量条件试验，试验结果见图5。

图5 煤油用量试验结果Fig.5 Result of kerosene dosage test

由图5试验结果表明，随着煤油用量的增加，钼精粗矿的品位和回收率逐渐提高，在煤油用量160 g/ t时达到最高值后开始下降。煤油用量为160 g/t时，品位和回收率综合指标较好。

2.1.6 柴油用量条件试验

固定试验条件为磨矿细度－0.074 mm占65%，石灰用量1 000 g/t，水玻璃用量500 g/t，煤油用量160 g/t，2#油用量100 g/t，进行柴油用量条件试验，试验结果见图6。

由图6可见，柴油添加至50 g/t为宜，柴油用量少时，钼矿物回收率较低，而再增加柴油量时，钼矿物回收率增加幅度不大，但大量的硫化铁矿物上浮，势必影响精选作业的效果。故综合考虑品位和回收率，确定较适宜的柴油用量为50 g/t。

图6 柴油用量试验结果Fig.6 Result of diesel dosage test

2.1.7 2#油用量条件试验

固定试验条件为磨矿细度－0.074 mm占65%，石灰用量1 000g/t，水玻璃用量500 g/t，煤油用量160 g/t，柴油用量50 g/t，进行2#油用量条件试验，试验结果见表5。

表5 2#油用量试验结果Table5 Result of 2#oil dosage test

由表5可见，2#油添加至100 g/t时为宜，增加2#油的用量，浮选泡沫发黏，而钼矿物回收率相应地有所降低，故确定较适宜的2#油用量为100 g/t。

2.2 精选条件试验

将浮选粗选所得粗精矿作为精选条件试验的给矿进行精选条件试验。选用巯基乙酸钠、水玻璃，作为黄铁矿和脉石抑制剂进行精选条件试验，选矿工艺流程见图7。

图7 精选探索试验工艺流程Fig.7 Discovery test＇s process and condition in concentration

2.2.1 调整剂硫化钠与巯基乙酸钠对比试验

在再磨细度为－0.038 mm占80.1%，石灰用量500 g/t，水玻璃用量1 500 g/t，煤油用量100 g/t，2#油用量50 g/t条件下，进行精选调整剂对比试验，试验结果见表6。

表6 调整剂对比试验结果Table6 Result of regulator contrast test

由表6可见:巯基乙酸钠比使用硫化钠浮选效果好。这是因为巯基乙酸钠氧化黄铁矿，使其可浮性降低，从而达到抑制易浮硫化铁矿物的目的。使用硫化钠调整剂组合，硫化钠的用量较大，但仍有部分硫化铁矿物难以抑制，同时浮选泡沫虚而黏，严重影响精矿质量及精选作业回收率。使用巯基乙酸钠调整剂组合可明显改善浮选坏境，浮选泡沫稳定，精矿质量及精选作业回收率都有较大的提高。

2.2.2 再磨细度试验

由于辉钼矿嵌布粒度较细，呈细粒不均匀嵌布类型，嵌布状态以粒间型和裂隙型为主，同时辉钼矿与黄铁矿嵌布关系密切，且黄铁矿易浮，要使辉钼矿达到充分单体解离，必须要达到较高的磨矿细度。对粗选后的精矿，在石灰用量500 g/t，水玻璃用量1 500 g/t，巯基乙酸钠用量500 g/t，煤油用量100 g/t，2#油用量50 g/t条件下，进行精选再磨细度条件试验，试验结果见图8。

图8 精矿细度试验结果Fig.8 Result of regrinding fineness test for concentrate

由图8试验结果表明:当再磨细度达到－0.38 mm占80.1%时，精选作业回收率达到94.40%，多数脉石及黄铁矿甩入中矿，再提高磨矿细度，尽管钼精矿品位上升，但回收率降低，确定再磨细度为－0.38 mm占80.1%为宜。

2.2.3 水玻璃用量试验

在再磨细度达到－0.38mm占80.1%，石灰用量500 g/t，巯基乙酸钠用量500 g/t，煤油用量100 g/t，2#油用量50 g/t条件下，进行精选水玻璃用量试验，试验结果见表7。

表7 水玻璃试验结果Table7 Result of sodium silicate dosage test for concentrate

由表7试验结果可见，随着水玻璃用量的增加，钼精矿的品位逐渐提高，回收率逐渐降低。原因是此矿石中SiO2高达89.13%，而水玻璃作为石英矿物的主要抑制剂，适宜的用量对改善精矿质量有重要的作用，但其用量过大，又会影响到精选作业回收率。故综合考虑，试验选用水玻璃用量为1 500 g/t。

2.3 开路试验

在粗选和精选条件试验基础上进行全开路试验，全开路试验工艺流程见图9，试验结果见表8。

图9 开路试验工艺流程及条件Fig.9 Flowsheet of open-circuit test and conditions

表8 开路流程试验结果Table8 Result of open-circuit test %

由表8开路试验结果可见，经过6次精选后，钼精矿的品位达到了42.25%，回收率达到56.25%，达到了目的指标。

2.4 闭路试验

在全开路试验基础上进行闭路试验，闭路试验工艺流程见图10，闭路试验结果见表9。钼精矿化学成分分析结果见表10。

图9 闭路试验工艺流程Fig.9 Flowsheet of closed-circuit test

表9 闭路浮选试验结果Tble 9 Results of closed-circuit flotation test %

表10 钼精矿多元素分析结果Table1 0 Chem ical analysis ofmulti-elements in concentrate %

由表9和表10试验结果，钼品位为0.19%的原矿，经过1粗2扫6精闭路浮选流程，可以获得钼品位为46.23%，回收率为86.20%的钼精矿，精矿中硫品位36.53%，精矿中有害杂质As等含量均较低，该精矿为优质钼精矿。

3 结论

(1)矿石主要金属矿物为辉钼矿，主要脉石矿物为石英、绢云母，属细粒不均匀嵌布型。辉钼矿浮选速度较慢，而易浮硫化铁矿物与绢云母是影响钼精矿品位的主要因素。

(2)矿石中石英矿物含量高达83.50%。粗选磨矿虽较粗(－0.074 mm占65%)，但较高的石英含量决定磨矿过程中辉钼矿易硅化、泥化，是钼矿物损失的主要原因。

(3)使用巯基乙酸钠代替硫化钠，抑制易浮硫化铁矿物，取得了较好的效果。巯基乙酸钠无毒，可原液添加，现场添加方便。

(4)试验采用柴油与煤油作为主捕收剂，柴油有助于提高钼粗选作业回收率，同时使得浮选泡沫稳定。

(5)试验确定的工艺流程能较好地适应矿石性质特点，其中钼回收率达86.20%。钼精矿中钼品位46.23%，含铜0.05%，硫36.53%，达到国家钼精矿产品标准。

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