某滑石型钼矿石高效分选新技术研究

2023-11-26常富强孙志健

现代矿业 2023年10期

常富强孙志健

（1.洛阳栾川钼业集团股份有限公司；2.矿冶科技集团有限公司）

辉钼矿晶体为六方晶系，属标准的六方层状，由二层硫原子和一层钼原子组成S-Mo-S 的三重层构造，层内是原子间的化学键力，层间是相邻原子间的分子键。因而辉钼矿易沿层片间裂开，呈现出具有弱分子键的表面。矿物表面的极性及化学活性弱，对水分子吸引力弱，接触角在60°～90°，为非极性矿物，可浮性好［1］。

滑石是一种典型的非极性层状硅酸盐矿物，单元层由二层六方硅氧四面体网层和位于其中间的一层镁阳离子配位八面体层（氢氧镁石层）构成。在单元层内主要靠离子键力结合，层间主要是微弱的分子键力。滑石极易沿单元层方向解离，暴露出具有良好疏水性的表面［2-3］。在正浮选过程中极易随气泡上浮至精矿中，造成精矿含镁高，影响精矿质量。

由于滑石和辉钼矿相似的可浮性，含滑石的钼矿石的浮选历来是选矿工作者关注的焦点和难点，迄今在实际生产中还未有很好的解决方案。但在长期的研究与实践中，还是取得了一定的成果，常被优先选择的工艺：①预先脱除滑石，脱滑石后进行钼浮选［4］。这种工艺流程钼浮选相对稳定，缺点是脱除的滑石中含有一定量的钼，造成钼的损失，尤其是使用回水时，回水中的残余药剂会加剧钼的损失。②抑制滑石浮钼［5］。到目前为止，还未有特效的滑石抑制剂不对辉钼矿产生影响，另外原矿中的滑石含量的波动会对药剂的添加量有较苛刻的要求，添加不够不足以抑制滑石，添加过量钼浮选受到抑制。③滑石与钼等可浮［6］，获得相对较高品位的钼与滑石的混合精矿后，采用特殊的方法分离或者冶金分离，还未见有工业应。④抑钼浮滑石，对原矿采用此方案的较少，有学者在精选段对此进行过研究［7］。⑤重选脱除滑石后然后进行钼浮选［5］。

本研究将结合以前的成果，采用预先脱除滑石的方案，使用新的药剂体系，实现了某滑石型钼矿石资源的高效开发利用。

1 矿石性质

某滑石型钼矿石主要化学成分分析结果见表1，主要矿物组成见表2，氧化镁在各矿物中的平衡配分见表3。

从表1 可见，矿石Mo 品位为0.11%，MgO 含量高达为15.28%，因此，矿石属于典型的高镁型钼矿石。

从表2 可见，矿石中钼矿物为辉钼矿，其他金属矿物主要为磁铁矿，非金属矿物主要为滑石、金云母和阳起石。因此，矿石中的钼赋存状态较简单，以独立矿物辉钼矿的形式存在。

从表3可见，矿石中的镁主要赋存在硅酸盐矿物中，其中滑石和金云母为主要载体矿物，其次为阳起石和蛇纹石，少量镁赋存在透辉石、绿泥石、白云石等矿物中。

钼浮选捕收剂选择试验在按2.1.1 节工艺脱除滑石后，采用1 次粗选浮钼流程，各浮钼捕收剂用量均为80 g/t，MIBC用量为40 g/t，试验结果见表5。

2 试验结果与分析

2.1.1 调整剂BK-J用量试验

2.1 条件试验

在现场生产中，由于采用CMC 作为滑石的抑制剂会影响钼的回收和企业的经济效益。而预先脱除滑石后进行钼的浮选是工业应用比较可靠的工艺，但是该工艺存在2个问题：①辉钼矿的天然可浮性较好，尤其是结晶好的辉钼矿，在脱除滑石时容易上浮，从而损失在脱滑石的产品中，生产中进行回水再用时钼的损失更高；②由于钼浮选中添加了较多的非极性捕收剂，增大了可浮性相对较差而未被脱除的滑石和易泥化脉石的疏水性，导致滑石等脉石进入钼浮选作业中，影响了钼的精矿品质。本研究将围绕这2个问题的解决开展试验。

2.1.3 钼浮选调整剂BK-D用量试验

为确定BK-J 的合适用量，在磨矿细度为-0.074 mm80%，脱除滑石用起泡剂MIBC 用量为40 g/t 情况下进行了1次粗选试验，试验结果见表4。

为了评估管长对纸瓦楞管的影响，选用压缩速率12 mm/min的正五边形纸瓦楞管分析，其吸能特性参数值与轴向压缩载荷-位移曲线如表4与图7所示。X向与Y向正五边形纸瓦楞管在管长为110 mm时，初始峰值载荷、平均压溃载荷皆最高，管长过大反而引起承载力降低。由于纸瓦楞管的承载面积不变，管长的增加使得管的可压缩距离增加，X向纸瓦楞管与Y向纸瓦楞管的总吸能、单位面积吸能、行程利用率都增大，但由于结构总质量也增加，比吸能变化不大，管长为110 mm时纸瓦楞管的比吸能稍优。

何宝宏，毕业于中国科学院计算技术研究所，获计算机博士学位，目前担任中国信息通信研究院云计算与大数据研究所所长；从事互联网研究20余年，现主要研究方向为互联网技术哲学；出版《互联网的基因》等书。

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2.1.2 钼浮选捕收剂选择试验

非极性油如煤油、柴油、变压器油等都是常用的辉钼矿浮选捕收剂，但是这类捕收剂也易吸附在滑石表面，增强滑石的疏水性。虽然脱滑石阶段可以脱除大部分滑石，但仍有部分可浮性略差的滑石及其他易泥化的脉石矿物在添加非极性油后可浮性显著增强，大大增大了它们与辉钼矿同步上浮的可能性。为此开展了钼浮选捕收剂优选试验，其中BK-F是一种新型离子型捕收剂，易溶于水，极性基与辉钼矿表面作用强而与滑石表面作用弱，有望增大辉钼矿与滑石的可浮性差异。

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从表5可见，与其他捕收剂相比，采用BK-F为捕收剂浮钼，钼粗精矿品位和回收率均最高，因此，后续试验选择BK-F为浮钼捕收剂。

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大量的实验室试验和工业试验表明，仅添加起泡剂即可脱除大量的滑石。常见起泡剂的对比试验表明，采用水溶性的醇类起泡剂脱除滑石的效果较好，钼损失也较低。但是工业上磨浮作业需要使用一定比例的生产回水，回水中残余的捕收剂使得脱除的滑石中钼损失率较高，有时达15%，这对生产指标影响较大。实验室筛选出高效分散剂BK-J，在脱除滑石过程中添加少量BK-J可以降低钼的这种损失。

肾癌发病率占全部肿瘤的3%～5%，在泌尿系统肿瘤中排第3位[1]。其中25%～30%肾癌患者就诊时已有远处转移[2]，即使行根治性肾切除术后，30%患者也会出现转移复发[3]。而且，肾癌对传统细胞毒性药物和激素治疗均不敏感。近年来，由于分子靶向药物的临床应用，转移性肾癌患者无进展生存期(progression free survival，PFS)显著提高，其总体生存期(overall survival，OS)从细胞因子治疗时代的12个月提高到分子靶向治疗时代的26个月[4]。

虽然采用BK-F 为浮钼捕收剂可以提高钼粗精矿指标，但是钼粗选段起泡剂的添加仍可导致较多的残余滑石上浮，从而影响后续钼的精选。为此需要在钼粗选阶段添加对滑石及其他易泥化脉石矿物抑制效果较好的抑制剂。CMC 作为滑石的有效抑制剂，需要根据滑石含量精确添加。工业生产实践表明，受矿石中滑石含量波动的影响，CMC 不能精确添加导致辉钼矿被抑制或滑石抑制不足，尾矿钼损失和精矿品质波动较大。BK-D 为在大量抑制剂中筛选出来的复合抑制剂，在抑制滑石及其他易泥化脉石矿物的同时，可保护辉钼矿的可浮性。

从表4 可见，随着调整剂BK-J 用量的增大，滑石产品产率、Mo 和MgO 回收率均下降，表明过量添加BK-J 虽然可以减少钼损失，但MgO 脱出效果也不理想。综合考虑，确定后续试验的BK-J用量为80 g/t。

钼浮选调整剂BK-D 用量试验在按2.1.1 节工艺脱除滑石后，采用1次粗选浮钼流程，捕收剂BK-F用量为80 g/t，MIBC用量为40 g/t，试验结果见表6。

从表6 可见，随着BK-D 用量的增大，钼粗精矿品位明显上升、回收率小幅下降。综合考虑，确定后续试验的BK-D用量为100 g/t。

2.2 闭路试验

在条件试验和开路试验基础上进行闭路试验，试验结果见表7，流程见图1。

从图1 和表7 可见，矿石在磨矿细度为-0.074 mm80%的情况下1 次浮选脱滑石，然后1 粗2 精2 扫浮选流程预富集钼，预富集精矿再磨至-0.038 mm80%，再6 次精选3 次精扫选流程选钼，中矿顺序返回，最终获得Mo 品位为45.15%、回收率为76.81%的钼精矿，较好地实现了钼与镁的分离。