西藏某多金属矿综合回收选矿试验研究

秦华江

(金堆城钼业股份有限公司，陕西 渭南 714102)

0 引 言

钼是一种难熔稀有金属，具有许多优良物理化学性质和机械性能。钼的膨胀系数小，导电率大，导热性能好，化学性质稳定，在常温下不与盐酸、氢氟酸及碱溶液反应[1,2]。因此，钼及其合金应用广泛，是国民经济中一种重要的原料和不可替代的战略物资[3-6]。辉钼矿是钼的二硫化物，是最重要的钼矿资源，辉钼矿与其脉石矿物的分离主要采用浮选法[7-14]。辉钼矿也是自然界中已知的30余种含钼矿物中分布最广并具有现实工业价值的钼矿物[15-18]。

钼和铜具有相似的天然可浮性，这一原因会使铜钼分离困难。此外，由于钼矿物与其他矿物解离不充分、嵌布粒度细、易氧化等原因使我国的钼矿资源更加复杂难处理，易采易选的原生钼矿资源已面临枯竭。研发新型高效的选矿药剂、不断改进钼选矿工艺流程是解决这一问题的关键[19-20]。西藏某多金属矿含Mo 0.092%、Cu 0.055%、S 1.96%，钼主要赋存于辉钼矿中，占原矿总钼的87.00%，其余主要为钼华等氧化钼。由于钼金属的氧化率高，磁黄铁矿含量较高和部分目的矿物辉钼矿的嵌布粒度细小等原因均会对浮选过程造成不利影响，从而对钼精矿品位产生影响。在大量试验的基础上，对该矿采用钼硫等可浮浮选作业，等可浮精矿再磨后进行钼/铜硫分离，获得钼精矿，钼精尾综合回收铜等有价元素。等可浮精矿再磨既可以避免回收细粒级钼所致原矿磨矿细度的提高，也可以使钼矿物充分单体解离，提高钼精矿品位和回收率，还可以低成本综合回收铜等其他有价元素。

1 原矿工艺矿物学研究

1.1 化学多元素分析

原矿化学多元素分析结果见表1。

表1 原矿化学多元素分析结果 %

由表1可见：矿石主要的非金属矿物是SiO2(占60.36%)，其次为CaF2、Al2O3、Fe、S、CaO及Na2O、K2O等。S含量1.96%，主要有价金属Mo的含量为0.092%，WO3的含量为0.25%。Cu、Pb、Zn含量较低，Au、Ag含量甚微。

1.2 矿物组成及钼的赋存状态

原矿中主要矿物组成及其相对含量见表2。由表2可见：试样中主要的金属矿物是赤铁矿、褐铁矿、磁黄铁矿、磁铁矿、黄铁矿，少量的辉钼矿、黄铜矿等，微量的方铅矿、闪锌矿、重晶石、钼华、黑钨矿、毒砂等；脉石矿物主要是石英、绿帘石、萤石、石榴子石、方解石等，其次为白云石、蛇纹石、角闪石、高岭石、透闪石、透辉石、黑云母等；微量的磷灰石、电气石、炭质物等。

表2 矿石中主要矿物的含量 %

2 选矿试验研究

2.1 钼粗选试验

2.1.1 钼粗选磨矿细度试验

在进行浮选药剂种类和用量试验前，首先进行了磨矿细度试验，工艺流程见图1，试验结果见图2。

图1 钼硫等可浮方案试验工艺流程

由图2可见：随着磨矿细度的提高，尾矿中钼的品位呈先逐步下降再升高的趋势，当磨矿细度-0.074 mm占80%时，指标出现拐点，因此该多金属矿粗选磨矿细度为-0.074 mm占80%为宜。

图2 磨矿细度试验结果

2.1.2 钼粗选捕收剂试验

2.1.2.1 钼粗选捕收剂种类试验

对钼硫等可浮粗选的捕收剂种类进行了广泛的试验研究，采用水玻璃为调整剂，试验结果以钼硫粗精矿中的钼回收率和钼品位表示。试验工艺流程见图3，试验结果见表3。

图3 粗选药剂制度试验流程

表3 捕收剂组合试验结果

由表3可见：采用TB7000(煤油和柴油的混合物)药剂为浮选捕收剂，钼硫粗精矿中Mo品位与使用煤油或者柴油相当，但回收率较高；钼硫粗精矿Mo回收率与使用25#黑药和丁铵黑药相当，但品位较高，综合考虑选矿指标，确定采用TB7000药剂作为该钼矿的浮选捕收剂。

2.1.2.2 钼粗选TB7000用量试验

磨矿细度固定-0.074 mm 80%，进行钼粗选TB7000用量试验，试验工艺流程见图3，试验结果见图4。

图4 TB7000用量试验结果

由图4可见：随着TB7000用量的增加，钼硫粗精矿中的钼回收率有所增加，但TB7000用量达到70 g/t以后，钼回收率增幅不大，因此TB7000用量以70 g/t左右为宜。

2.1.3 钼粗选pH调整剂及用量试验

在pH值调整剂试验中分别考查了碳酸钠、石灰等药剂对钼浮选的影响。固定磨矿细度-0.074 mm 80%，TB7000用量70 g/t，2#油用量70 g/t，试验工艺流程见图3，试验结果见表4。

表4 粗选调整剂用量试验结果

由表4可知：随着石灰用量的增加，钼硫粗精矿中钼的品位有所提高，回收率略有下降；随着碳酸钠用量的增加，钼硫粗精矿中钼的品位也有所提高，但回收率与不加调整剂相当，因此，确定不加调整剂进行钼硫粗选。

2.1.4 钼粗选水玻璃用量试验

磨矿细度固定-0.074 mm80%，TB7000用量70 g/t，2#油用量70 g/t。水玻璃用量试验工艺流程见图3，试验结果见图5。

图5 Na2SiO3用量试验结果

从图5可知：适当添加水玻璃可以提高粗精矿中钼的回收率和品位，水玻璃过量则会导致钼回收率的降低。适宜的水玻璃用量为100 g/t左右。

2.1.5 钼粗选闭路流程试验

根据生产现场浮选要求，钼硫等可浮粗选试验矿浆浓度为30%左右，粗选时间为5 min左右时，浮选效果最佳。在上述试验的基础上，进行了钼硫等可浮浮选闭路流程试验。钼硫闭路试验工艺流程与药剂用量见图6。钼硫等可浮粗选闭路试验可获得含钼4.19%，钼回收率为84.26%的钼硫精矿。据岩矿鉴定结果可知，试样中钼华含量占总钼的13.00%左右，由此可知钼硫等可浮闭路钼的回收率接近理论回收率。钼回收流程对于本矿石是适宜的。

图6 钼硫等可浮闭路试验工艺流程

2.2 钼精选试验

2.2.1 钼硫精矿分离流程方案试验

影响本矿样钼选矿的矿物学因素主要是部分辉钼矿的嵌布粒度较为细小，钼硫精矿必须经过再磨后才能分离出合格的钼精矿产品。以钼硫等可浮闭路试验获得的钼硫精矿(以下简称为等可浮精矿)为给矿,从钼硫精矿中用铜硫抑制剂抑制黄铜矿和黄铁矿优先浮出钼精矿，再进一步考虑进行铜硫分离。等可浮精矿经浓缩脱水后进行再磨，再磨细度暂定为95.42%-0.038 mm，在分离作业均选用煤油作为钼矿物的捕收剂，试验工艺流程与药剂用量见图7。

图7 抑铜硫浮钼+铜硫分离试验工艺流程

对该等可浮精矿采用抑铜硫浮钼+铜硫分离试验工艺流程，先用硫化钠抑制黄铜矿和黄铁矿，经一次粗选获得的钼粗精矿含Mo为13.81%、Cu 3.50%，钼作业回收率为84.43%，经一次钼扫选后用石灰抑制黄铁矿，铜硫分离经一次粗选三次精选后获得铜精矿含Cu为7.73%、Mo 0.94%，铜作业回收率为21.53%，浮铜粗选尾矿经一次扫选后获得槽内产品即为硫精矿。抑铜硫浮钼分离试验进行了脉石抑制剂六偏磷酸钠用量、抑铜硫浮钼的抑制剂种类与用量等条件试验，并进行了抑铜硫浮钼分离闭路流程试验。

2.2.2 钼精选脉石抑制剂用量试验

LP(六偏磷酸钠，一种脉石抑制剂)是片状硅酸盐矿物(绿泥石、绢云母、黑云母等)和粘土矿物最有效的抑制剂，固定再磨细度为92.75%-0.038 mm，LP用量试验工艺流程与药剂用量见图8，试验结果见图9。

图8 脉石抑制剂LP用量试验工艺流程

LP在矿石浮选中有两个主要作用[21]，一方面LP能在矿物表面与捕收剂形成竞争吸附，抑制捕收剂在矿物表面的吸附作用，从而改变矿物的亲疏水性；另一方面，LP的加入会引起矿物表面电荷发生改变，矿物颗粒间相互作用力随之发生改变，增加矿物颗粒的分散性。从图9结果可知:添加脉石抑制剂LP明显地提高了分离粗选钼粗精矿的钼品位，脉石抑制剂LP的用量为70 g/t·原矿左右较为适宜。

图9 脉石抑制剂LP用量试验结果

2.2.3 铜硫抑制剂种类及用量试验

在抑铜硫浮钼试验中，对抑制剂种类及用量进行了试验。硫基乙酸钠作为一种新型的硫化矿有效抑制剂在选钼生产中也成功应用多年，可以替代剧毒抑制剂氰化钠。通过试验研究表明亚硫酸纳与硫基乙酸钠配合使用，对提高钼粗精矿的钼品位和回收率以及降低铜在钼粗精矿中的损失具有协同效应，硫基乙酸钠和亚硫酸纳的适宜用量均为100 g/t·原矿。铜硫抑制剂种类试验工艺流程与药剂用量见图10。

图10 抑铜硫浮钼试验工艺流程

2.2.4 抑铜硫浮钼分离闭路流程试验

在上述试验基础上，进行了抑铜硫浮钼分离闭路流程试验。闭路试验时为了保证钼精矿的品位和钼的回收率，采用一次粗选三次扫选八次精选作业。采用部分含钼品位相对较低而含铜品位较高的钼精选中矿1～3集中返回到钼分离的粗选作业，其余的钼精选中矿顺序返回到前一作业的抑铜硫浮钼的选矿分离工艺流程处理某多金属钼矿的钼硫等可浮精矿，试验流程见图11。共进行了3次闭路流程试验，闭路试验结果见表5。

图11 抑铜硫浮钼分离闭路试验工艺流程(部分钼精选中矿集中返回)

表5 抑铜硫浮钼闭路试验结果 %

由表5可见：获得的试验指标重现性较好，其平均指标为钼精矿含Mo 49.95%、Cu 0.14%，钼作业回收率为96.79%。该方法可使钼硫等可浮精矿中的铜以及黄铁矿尽快地进入到分离作业的钼精尾中，可获得较好的试验指标。

2.2.5 钼精尾综合回收铜试验

对该抑铜硫浮钼分离闭路试验的钼精尾进行了铜的回收探索试验研究。该钼精尾含Cu 1.71%、Mo 0.15%、S 24.84%、Pb 0.17%、Zn 0.77%、Au < 0.5 g/t、Ag < 5 g/t，钼精尾中的铜在钼铜分离作业已经受到抑制，可通过对钼精尾进行漂洗来恢复铜的可浮性。钼精尾经漂洗浓缩脱水后，抑硫浮铜分离开路流程试验采用一次粗选二次精选三次扫选的工艺流程。在开路试验的基础上，对钼精尾综合回收铜进行了抑硫浮铜分离闭路流程试验。在开路试验中，获得的铜精矿含锌较髙，所以在抑硫浮铜分离闭路流程试验中添加了ZnSO4，目的是将锌抑制到铜尾矿中，再考虑从铜尾矿中回收锌；同时，为了保证铜精矿的质量，铜的精选作业增加了一次精选即三次精选。抑硫浮铜分离闭路试验工艺流程与药剂用量见图12。闭路试验获得的铜精矿含Cu 22.07%，铜作业回收率为90.90%。该铜精矿含Pb 1.57%、Zn 8.08%、Ag 22.71 g/t。从铜精矿含锌的情况来看，添加ZnSO4未能将锌抑制到铜尾矿中。锌的回收有待于在以后的选矿连续扩大试验或生产实践中进一步研究。

图12 抑硫浮铜闭路试验工艺流程

3 选矿产品检查

3.1 钼精矿多元素分析

以TB7000为钼硫等可浮捕收剂，采用钼硫等可浮+再磨+钼/(铜)硫分离的选矿工艺流程回收钼。闭路试验可以获得钼精矿含Mo 50.19%，钼回收率为82.57%，钼精矿质量达到GB3200-82中的一级品一类标准；钼精尾进行抑硫浮铜，闭路试验获得的铜精矿含Cu 22.06%，铜回收率为45.11%，铜精矿质量达到YB112-82中的九级品标准。对闭路试验所获得的选矿产品进行了如下的产品检查。

钼精矿、多元素分析结果见表6。由表6可知：经钼精选试验后，可使原矿中钼品位0.092%提高至钼精矿中钼的品位50.19%，回收率为82.57%，达到合同要求。

表6 钼精矿多元素分析结果 %

3.2 钼精矿粒度分析

钼精矿粒度分析结果见表7。由表7可知：粒级为-0.025 mm的细粒级精矿含量最多，其产率为34.14%，其中钼的品位为46.58%。其次是粒级为+0.074 mm和-0.074+0.037 mm的钼精矿，产率相当，分别为27.23%和28.41%，-0.074+0.037 mm的钼精矿钼品位略高于+0.074 mm，分别为54.57%和52.47%。

表7 钼精矿筛析结果

4 结 论

(1)西藏某多金属矿中含Mo 0.092%(其中辉钼矿占87.00%)。矿石中伴生元素Cu、Pb、Zn、S、Fe、Ag、Re含量均较低，Cu 0.055%，S 1.96%，Fe 15.85%，Ag 1 g/t，Re<0.1 g/t，Pb 0.055%，Zn 0.043%。试样中主要的金属矿物是赤铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿、磁铁矿，少量的褐铁矿、辉钼矿、白钨矿、黄铜矿等，微量的方铅矿、闪锌矿、重晶石、钼华、毒砂等；脉石矿物主要是石英、绿帘石、萤石、石榴子石、方解石等，其次为白云石、蛇纹石、角闪石、高岭石、透闪石、透辉石、黑云母等；钼矿物是主要的目的回收矿物，铼可富集到钼精矿产品中，铜、锌、铁、银可以综合回收。

(2)钼浮选试验研究表明:当原矿中Mo品位为0.092%时，采用钼硫等可浮方案，将原矿磨至细度为-0.074 mm含量占80%，使用TB7000为钼硫捕收剂，等可浮钼硫精矿再磨(-0.038 mm占92.75%)后，进行钼/铜硫分离和8次钼精选作业，可获得回收率为82.57%，品位为50.19%的钼精矿。

(3)铜浮选探索试验研究表明：钼硫分离尾矿即钼精尾中含铜1.71%、Pb 0.17%、Zn 0.77%、Au<0.5 g/t、Ag<5 g/t，对钼精尾进行抑硫浮铜，闭路试验获得的铜精矿含Cu 22.06%，对原矿铜回收率为45.11%。该铜精矿含Pb 1.57%、Zn 8.08%、Ag 22.71 g/t。锌的回收有待于在以后的选矿连续扩大试验中进一步研究。