某难选辉钼矿可浮性的影响因素分析及新型剥片机的研制

吕子虎，卫 敏，吴东印，刘长淼，赵登魁

(1.中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所，河南 郑州 450006；2.国土资源部多金属矿评价与综合利用重点实验室，河南 郑州 450006)

某难选辉钼矿可浮性的影响因素分析及新型剥片机的研制

吕子虎1,2，卫 敏1,2，吴东印1,2，刘长淼1,2，赵登魁1,2

(1.中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所，河南 郑州 450006；2.国土资源部多金属矿评价与综合利用重点实验室，河南 郑州 450006)

本文详细研究了某滑石型难选辉钼矿的矿物特性，运用扫描电子显微镜及俄歇电子能谱分析了该辉钼矿的晶体结构、结晶度及表面氧化程度，并讨论了以上因素对其可浮性及浮选效果的影响。根据层状矿物的晶体结构特性及影响该辉钼矿可浮性的影响因素，研制了一种新型剥片机，该机具有良好的剥片和磨矿作用，不但能够保护矿物的片状结构，且能显著地改善磨矿效果，应用于该辉钼矿精选作业，效果显著。

辉钼矿；可浮性；剥片机；影响因素

辉钼矿浮选多采用阶段磨矿多段选别工艺流程，首先将矿石粗磨到适当粒度后进行粗选，以获得最高的钼回收率，再对含有大量连生体的粗精矿进行再磨多次精选，最终获得高质量的钼精矿[1-3]。某难选辉钼矿粗精矿采用一段再磨八次精选和两段再磨四次精选流程均未获得理想指标的钼精矿，为此，结合工艺矿物学研究，详细探讨了辉钼矿的晶体结构、结晶度和表面氧化对其可浮性的影响，并研制了新型剥片机，应用于钼精选作业，取得了预期的效果。

1 矿石矿物组成及辉钼矿的堪布特性

试验样品为某滑石型难选辉钼矿，矿石中金属矿物主要有磁铁矿、黄铁矿、褐铁矿、辉钼矿、钨钼钙矿等，脉石矿物主要有透闪石、滑石、黑云母、阳起石、石英、长石等。矿石中矿物堪布粒度很细，且各种矿物相互交织在一起。

辉钼矿是矿石中的主要含钼矿物，占钼矿物的95.51%，主要呈细脉—网脉状、薄膜状产出，少数呈浸染状分布于脉体附近的裂隙中。辉钼矿主要与石英、黄铁矿组成辉钼矿石英细脉(图1a)和黄铁矿辉钼矿石英细脉(图1b、图1c)，或单独沿裂隙呈薄膜状分布，形成纯辉钼矿细脉(图1d)。80%以上的辉钼矿与石英紧密共生，有毗邻关系；辉钼矿与磁铁矿关系不密切，仅有少部分辉钼矿与磁铁矿共生(图1e)。辉钼矿粒度主要分布在0.074mm以下和0.1～0.25mm两个区间，差异较大，平均粒度为0.03mm，整体显示粒度较细，电子探针分析显示矿石中还存在大量几到十几微米的辉钼矿，更加增大了辉钼矿的浮选难度。

矿石中主要的有害矿物——滑石，含量为11.6%，它与辉钼矿可浮性十分相似，两者被称为“等可浮性矿物”。滑石主要呈细脉状沿岩石裂缝和矿物裂隙晶粒边缘分布，粒度较细，与方解石、萤石等矿物共生(图1f)。

2 影响辉钼矿可浮性的因素分析

2.1 辉钼矿的晶体结构

辉钼矿的可浮性与其晶体结构及表面性质密切相关。辉钼矿属六方晶系，具有典型的层状结构，晶胞内由钼离子组成的面网夹在互相平行、由硫离子组成的两面网间，构成辉钼矿单元层(图2)。层内S与Mo是以共价键(化学键)紧密地结合在一起，层间为吸引力较弱的分子键，因而晶体极易沿其构造层解理，露出由疏水性强的硫原子组成的解理面，这就是辉钼矿晶体能够完全理和具有天然可浮性的原因。但在层片体断裂所暴露出来的边部，钼原子与硫原子之间的离子键，是亲水的。当辉钼矿被细磨时，会增强这种“边部效应”，增加辉钼矿的亲水性，降低可浮性。因此，在磨矿过程中，尤其是粗精矿再磨，既要使矿物充分解离，又要避兔辉钼矿过磨。

2.2 辉钼矿的结晶度

晶体结构相同的同种矿物，结晶度不同，也会对矿物的浮选产生直接影响，因为矿物的结晶度直接影响矿物表面不均匀性、矿物表面溶解性等性质。该矿石扫描电子显微镜(SEM)图像显示辉钼矿结晶度较差，矿物颗粒表面不平整(图3)。辉钼矿层间(以下称为：面)以非极性的分子键结合，表现为疏水性，在矿浆中易浮；垂直层面(以下称为：棱)则主要为极性键，表现为亲水性，在矿浆中难浮。因此辉钼矿面棱比越大，其可浮性越好。该矿石中辉钼矿表面不平整会造成其面棱比降低，可浮性降低，同时也容易使辉钼矿表面附着杂质矿物，降低辉钼矿的可浮性和辉钼矿精矿品位。而浮选效果较好的三道庄钼矿中辉钼矿，结晶度高，晶形好，矿物表面较平整，所以该矿石中辉钼矿晶形不好也是其选矿难度较大的原因之一。

图2 辉钼矿晶体结构

2.3 辉钼矿表面的氧化

应用俄歇电子能谱(AES)表面分析技术研究该矿石原矿、浮选精矿及尾矿中辉钼矿表面的氧化，分析结果见表1。

从表1可知：辉钼矿表面剥蚀(离子溅射)一定深度后，Mo和S的含量几乎达到辉钼矿中Mo 和S的理论含量，表明已经基本消除了样品表面污染，分析主体为辉钼矿。AES分析结果显示辉钼矿表面含有一定量的O，说明表面有部分氧化，这会破坏其表面电性平衡，改变表面疏水性，降低可浮性；而且尾矿中辉钼矿表面O含量高于精矿，说明尾矿中辉钼矿表面氧化程度较高，精矿中辉钼矿为易浮辉钼矿、尾矿中辉钼矿为难浮辉钼矿，间接反映了辉钼矿表面氧化程度是影响其选矿效果的主要因素之一。

从以上分析可知，滑石与辉钼矿可浮性相近，且堪布粒度细及该矿辉钼矿结晶程度较差，矿物颗粒表面不平整，表面有部分氧化，是影响其选矿的主要因素。

3 新型剥片机的研制及应用

影响该辉钼矿精矿品位提高的原因主要是层间夹杂的脉石矿物及少量的连生体、细泥和微细粒易浮滑石。为了使辉钼矿更好的单体解离，使用球磨机或棒磨机时，难以剥离层间夹杂的脉石矿物，且容易造成在辉钼矿单体解离时产生泥化，给精选作业带来负面影响。根据辉钼矿的层状结构特点，研制的新型剥片机(结构示意图见图4)，其搅拌器为多层圆盘，为了增强矿物和介质的垂直循环，圆盘上刻有多个均匀分布的循环孔，圆盘边缘均匀分布4个导角，筒体内壁均匀分多个垂直阻尼板，当搅拌器带动物料和介质转动时，因差速关系，介质与矿物相互摩擦形成以剪切力为主的剥磨作用，实现层状物料的有效解离，同时能够脱除脉石矿物和细泥，打开泡沫聚团，恢复新鲜矿物表面。

为考察新型剥片机的磨矿效果，以该辉钼矿粗精矿+0.045mm级别为原料，在相同条件下，进行棒磨机和新型剥片机磨矿产品细度的对比，试验结果见表2。

对比试验结果显示，在相同磨矿条件下，新型剥片机的磨矿效率高，新生成的-0.045mm级别产品，主要为脉石矿物，增加磨矿时间，该级别产率几乎不变，+0.045mm级别主要为片状矿物，试验表明该剥片机具有很好的选择性剥片磨矿作用，且很好地保护了辉钼矿的片状结构，显著降低辉钼矿的过磨现象。

图4 新型剥片机结构示意图

为考察新型剥片机在钼精选中的应用效果，以含Mo 2.97%的辉钼矿粗精矿为入料，在相同的药剂条件下，进行棒磨机和新型剥片机的应用效果对比，试验结果见表3。

应用效果表明，新型剥片机的剥磨效果优于常规磨机，既保护了辉钼矿的原有晶格形状，又能使辉钼矿与脉石矿物高效地解离，同时避免了辉钼矿的过磨；还可有效去除辉钼矿表面吸附的杂质、细泥及油药，改善浮选分选条件，显著提高了钼精矿的产品质量。

4 结论

某滑石型难选辉钼矿，有用矿物辉钼矿和主要有害矿物——滑石，可浮性相似，矿物堪布粒度很细，以及辉钼矿结晶程度较差，矿物颗粒表面不平整，表面有部分氧化，导致其选矿难度较大。在钼精选再磨作业中，应用常规磨机难易剥离层间夹杂的脉石矿物，且容易造成在辉钼矿解离时泥化；研制的新型剥片机，选择性高，能使辉钼矿与脉石矿物有效解离及去除辉钼矿表面污染，同时保护了辉钼矿的片状结构，改善了矿物选别环境，有效地提高了钼精矿质量。新型剥片机的研制及成功应用为层状矿物的剥片和磨矿提供了一种新的选择。

[1] 张艳娇,赵平,吴东印,等.某低品位钼矿选矿试验研究[J].金属矿山，2010(5):60-63,116.

[2] 张成强,李洪潮,张颖新,等.我国复杂难选钼矿资源选矿技术进展[J].中国矿业，2009，18 (10):64-66,86.

[3] 邱丽娜,戴惠新.钼矿的浮选工艺及药剂现状[J].现代矿业，2009，(7)7:22-23,38.

Influence factors of the floatability of a refractory molybdenite and the development of a new stripping machine

LV Zi-hu1，2，WEI Min1，2，WU Dong-yin1，2，LIU Chang-miao1，2，ZHAO Deng-kui1，2

(1.Zhengzhou Institute of Multipurpose Utilization of Mineral Resources，Chinese Academy Geological Sciences，Zhengzhou 450006，China;2.Key Laboratory of Evaluation and Multipurpose Utilization of Polymetallic ore of Ministry of Land and Resources，Zhengzhou 450006，China)

In this paper，the mineralogical characteristics of a refractory molybdenite containing talc were investigated in detail.Crystal structure，crystallinity and surface oxidation of the molybdenite were analysed by using scanning electron microscopy and Auger electron spectroscopy.The influences of the above factors on its floatability and flotation effect were also discussed.Furthermore，a new stripping machine was made based on the structural characteristics of layered minerals and the influence factors discussed above.It has good exfoliating and grinding effect，not only can keep the laminated structure of molybdenite，but also markedly improve grinding efficiency.The beneficiation effect was obvious when the stripping machine was adopted in the cleaning of this molybdenum.

molybdenite;floatability;stripping machine;influence factor

2014-03-17

国土资源部地质调查项目资助(编号:1212010816038);国土资源部公益性行业科研专项资助(编号:201211069)

吕子虎(1980-)男，河南信阳人，硕士，工程师，从事矿物加工与综合利用研究工作。 E-mail:lvzihu1980@163.com。

TD954

A

1004-4051(2015)01-0120-04