超导磁选铜钼分离试验研究

王群迎，刘观发，黄万抚，夏 青，王泽凯

(1.烟台黄金职业学院，山东 烟台 265401) (2.江西理工大学资源与环境工程学院，江西 赣州 341000)

0 引 言

黄铜矿是最常见的铜矿物，是炼铜的主要原料。辉钼矿为分布最广的钼矿物，是提炼钼的最主要矿物[1-4]。铜钼多为伴生矿，尤其是辉钼矿常伴生于黄铜矿，各矿山选厂在浮选回收铜过程中，常把辉钼矿一并富集在铜精矿中，有些矿山就以铜精矿销售，而一些大型矿山则进行了铜精矿中浮选钼，最终产出铜精矿和钼精矿，实现了经济效益提升。但这种铜钼分离方式一直存在问题，黄铜矿和辉钼矿可浮性接近，而且伴生紧密，要求磨矿细度高，导致浮选分离效果差[5-6]，一般在浮选前采用旋流器脱除细粒级，由于辉钼矿呈片状，在这一过程中造成辉钼矿损失，此外，采用大量的浮选药剂导致了水污染[7-8]，需严格进行处理，增加了生产成本[9-11]。如某铜矿采用抑铜浮钼，仅硫化钠用量就超过30 kg/t，旋流器脱药导致细粒钼矿物损失，最终钼回收率不到50%，排水COD含量近2 000。因此，开发铜钼分离的新工艺，特别是无污染，低成本的高效分离工艺迫在眉睫。本文采用超导磁选技术对某铜矿生产的铜精矿进行了铜钼分离试验研究，试验表明，超导磁选可有效进行黄铜矿与辉钼矿的分离，显著提高钼回收率。

1 试样和分选设备

试验用样分别取自德兴铜矿的两个生产选矿厂的铜精矿矿浆(原矿)，经缩分制样后备用。大山选厂原矿含铜28.09%、钼0.63%；泗州选厂原矿含铜18.60%、钼0.40%。虽然，两个试样的铜和钼品位有差异，但主要性质相同，试样粒度全部为-0.075 mm。

矿物组成分析表明试样中主要为铜矿物，且均为黄铜矿；钼矿物为辉钼矿，还有少量黄铁矿。这3种矿物的比磁化系数为黄铜矿比磁化系数136×10-9～900×10-9m3/kg，平均67×10-9m3/kg；辉钼矿比磁化系数0.00～-0.28×10-9m3/kg，平均-0.098×10-9m3/kg；黄铁矿比磁化系数70.36×10-9～11.30×10-9m3/kg，平均26.98×10-9m3/kg。可见，黄铜矿、辉钼矿、黄铁矿间完全可能采用强磁场磁选进行分离。

试验分选设备为山东华特股份有限公司生产的7.0T/100CGC低温超导磁选机。采用菱形钢棒介质网作为分选介质[12]。

2 超导磁选分离铜钼精矿试验

根据黄铜矿具弱磁性，辉钼矿为非磁性的性质差异，人们早在高梯度强磁选机应用后，就考虑将强磁选应用于铜钼分离，但因高梯度强磁选机磁场强度还是太低，一直没有达到较好分离效果。本文基于超导磁选的强磁场特性，创新采用超导磁选进行黄铜矿、黄铁矿与辉钼矿分离试验研究。

2.1 探索性试验

对大山选厂原矿进行超导磁选探索性试验研究，试验设备采用7.0T/100CGC低温超导磁选机，试验工艺流程见图1。原矿先经0.8 T中磁场进行除铁质，磁场强度设为5.5 T，矿浆浓度20%，流速16 cm/s，进行两次超导磁选分离试验，试验结果见表1。

图1 试验工艺流程图

由表1可见，获得铜精矿铜品位达30.45%，铜回收率大于81.33%，含Mo率由0.57%降至0.15%以下，表明超导磁选可以实现黄铜矿与辉钼矿分离。

表1 试验结果 %

表2 扫码试验结果 %

2.2 粗扫选流程试验

为进一步提高铜钼分离效率，对大山选厂的铜精矿(原矿)又在粗选基础上增加了扫选试验，同时磁场强度提高至7.0 T，工艺流程见图2，试验结果见表2。

图2 扫选试验工艺流程图

由表2可见，试验获得铜精矿(铜精矿Ⅰ+铜精矿Ⅱ)铜回收率为91.63%，钼精矿钼回收率为84.20%。增加扫选有利于进行铜钼分离,但铜精矿中含钼仍偏高，大于0.1%。

3 磁场强度对超导磁选铜钼分离的影响

在探索试验研究基础上，为了进一步降低铜精矿中钼，提高钼回收率，又开展了优化试验。

3.1 磁场强度试验

改变超导磁选的磁场强度，进行铜钼分离试验，对两个选厂的铜精矿都进行了铜钼分离，试验工艺流程见图1，试验结果分别见表3和表4。

表3 磁场强度对大山选厂铜精矿铜钼分离的影响

表4 磁场强度对泗州选厂铜精矿铜钼分离的影响

由表3可见，就大山选厂的铜精矿而言，随磁场强度提高铜精矿中铜回收率提高，由46.83%提高至80.90%，铜品位基本不变，而含钼显著降低，由0.48%降至0.085%；钼精矿回收率明显提高，由72.30%提高至89.96%。即提高磁场强度有利于铜钼分离。

由表4可见，就泗州选厂的铜精矿而言，随磁场强度提高铜精矿中铜回收率提高，由71.66%提高至82.96%，铜品位基本不变，钼品位在0.04%～0.05%，也基本不变，其原因可能是该矿样中铜钼矿物解离充分，所以，达到了较理想的铜钼分离效果，钼精矿回收率均在90.31%以上。表明高磁场强度有利于铜钼分离。

3.2 验证试验

选择最佳试验条件，即磁场强度7.0 T分别对上述两个铜精矿进行铜钼分离验证试验，试验结果见表5。

由表5可见，大山选厂的铜精矿经铜钼分离后获得铜精矿产率为77.82%、铜品位29.60%、钼品位0.09%、铜回收率81.99%、钼损失率11.70%。钼精矿产率22.18%、钼品位2.48%、铜品位22.18%、回收率88.30%、铜损失率18.01%。泗州选厂铜精矿进行铜钼分离后获得铜精矿的产率为63.40%、铜品位24.51%、钼品位0.05%、铜回收率83.53%、钼损失率8.14%。钼精矿产率36.60%、钼品位1.00%、铜品位8.37%、回收率91.86%、铜损失率16.47%。铜钼分离效果良好。

表5 验证试验结果 %

4 结论与展望

超导磁选完全可以实现黄铜矿与辉钼矿分离。而且具有工艺简单，流程短，特别是铜精矿无需脱泥，无论粗细粒级，全部的铜和钼都进入超导磁选分离，有利于降低铜精矿含钼量，及提高钼精矿回收率。

由于超导磁选无污染，并具有运行成本低等优点，采用超导磁选分离铜钼将可获得较好技术经济和环境效益。

即使后续对超导磁选获得的钼精矿再采用浮选进一步分离，其进入浮选作业的矿量也仅为原矿量的1/3左右，因此，直观估计可减少达2/3的浮选设备和药剂用量，将显著降低浮选药剂对环境的影响。