河南某钼铅混合精矿分离试验研究

2024-03-26葛虎胜高静波

现代矿业 2024年1期

刘峰江旭李杰葛虎胜高静波

（1.洛阳有色矿业集团嵩县矿业有限公司；2.长沙矿山研究院有限责任公司）

钼矿是一种重要的战略金属资源，因其具有耐热、耐腐蚀、耐磨的特点，被广泛应用在冶金、化工、农业等各个领域［1-3］。我国钼矿资源较为丰富，主要以辉钼矿的形式存在，常与方铅矿、黄铜矿等硫化矿伴生。由于辉钼矿与方铅矿具有相似的可浮性，在实际生产中分离较为困难，钼精矿中铅极易超标，导致钼精矿质量下降。目前，针对钼铅混合精矿的分离主要采用优先浮选法，即“抑铅浮钼”，其重点在于方铅矿的抑制剂选择［4-5］。俞国庆等［6］针对金堆城高铅钼矿开展了钼、铅分离试验，运用鞣酸和磷诺克斯作为方铅矿抑制剂，通过阶磨阶选，最终将钼精矿中的铅含量控制在0.18%以下。唐平宇等［7］针对某钼铅硫化矿进行了系统的选矿试验研究，通过混合浮选得到了钼铅混合精矿，并对其进行再磨，以水玻璃为调整剂，巯基乙酸钠和磷诺克斯为非钼硫化矿物抑制剂，成功得到了合格的钼精矿产品。王国栋等［8］对陕西某钼铅矿进行了可选性试验研究，发现水玻璃、硫化钠和巯基乙酸钠作为组合药剂对方铅矿有较好的抑制作用，钼精矿中铅含量可降至0.082%以下。

河南某钼铅混合精矿含钼7.14%、含铅28.47%，为获得合格的钼精矿产品对该混合精矿进行了工艺矿物学和选矿试验研究，并通过正交试验对粗选抑制剂进行了优化，取得了较好的浮选指标，同时为高铅钼矿的选别提供了新的技术方法。

1 矿石性质

矿样为河南某钼铅选厂的混合精矿产品，对矿样进行化学多元素及钼、铅物相分析，结果见表1～表3。

由表1～表3 可知，样品中的主要目的元素为钼和铅，含量分别为7.14%和28.47%；其他有价金属元素含量相对较低，目前技术条件下综合利用价值不大；矿样杂质组分主要为SiO2、CaO，其次为Al2O3和K2O，少量MgO、Na2O等；有害元素S和C含量高，前者主要赋存在方铅矿、辉钼矿、黄铁矿、硫化矿中，后者主要赋存在碳酸盐矿物中而非有机碳，F、P 含量低。钼主要为辉钼矿，占比89.22%，其余的钼赋存在氧化钼中；含铅矿物主要为方铅矿，占比93.01%，其次为白铅矿、铅矾及其他等。

经显微镜下观察，该混合钼铅矿中的主要金属矿物为方铅矿、辉钼矿、黄铁矿，少量磁黄铁矿、闪锌矿、白铅矿，微量黄铜矿、磁铁矿等，脉石矿物以石英、长石、方解石为主，少量白云石、云母、萤石等矿物。目的矿物辉钼矿主要呈叶片状或弯曲叶片状，片长一般为0.01～0.17mm；方铅矿多呈自形-半自形粒状，粒径一般为0.012～0.100 mm。该混合精矿中，方铅矿和辉钼矿单体解离度一般，两者部分以单体形式产出，部分紧密连生，少量与脉石矿物连生，微量与黄铁矿或闪锌矿等连生（图1、图2）。

2 试验研究

2.1 磨矿细度试验

有用矿物的充分解离对浮选分离至关重要，该矿样钼铅矿物的共生关系较为密切，部分辉钼矿呈包含结构与方铅矿紧密连生，需对该混合精矿进行再磨，磨矿细度试验流程和药剂制度见图3，试验结果见图4。

由图4 可见，随着磨矿细度的增加，钼回收率先升高后下降，钼粗精矿中的铅品位先下降而后升高，这主要是因为随着磨矿细度的增加，钼和铅连生体得到充分解离，继续增加磨矿细度，导致大量粗粒铅矿物过磨，难以被一次有效抑制，从而影响钼的选矿指标；综合考虑，混合精矿再磨细度选择-0.038 mm82%为宜。

2.2 活性炭脱药试验

混合精矿分离前一般都需要进行预先脱药，为确定在钼、铅分离作业前是否需要脱药，对该混合精矿进行活性炭脱药试验。固定磨矿细度-0.038 mm82%、抑制剂水玻璃+巯基乙酸钠+DP-1 用量（5+15+5）kg/t、煤油用量20 g/t，进行活性炭用量1 次粗选试验，试验结果见图5。

由图5 可见，添加活性炭进行脱药后，指标相差不大，随着活性炭用量的增加，还需要另外补加20 g/t的起泡剂，说明此时活性炭已经过量，分析原因为前端钼铅混合浮选作业药剂制度相对简单，在进入分离作业前还要经过摇床作业冲洗脱药，所以此处不再进行活性炭脱药。

2.3 抑制剂种类试验

方铅矿抑制剂的有效选择是解决钼铅分离的关键，常见的方铅矿抑制剂主要分为无机抑制剂和有机抑制剂两大类。无机抑制剂主要有重铬酸钾、亚硫酸钠、磷诺克斯和巯基乙酸钠等，有机抑制剂主要有纤维素、淀粉、瓜尔胶和腐殖酸钠等。试验选取水玻璃+巯基乙酸钠+磷诺克斯、水玻璃+巯基乙酸钠+DP-1、鞣酸+磷诺克斯、亚硫酸钠+CMC 4种组合抑制剂和单一药剂重铬酸钾作为钼铅分离时方铅矿的抑制剂，试验流程及药剂制度见图6，试验结果见表4。

由表4可知，各组抑制剂均对方铅矿有一定的抑制作用，其中重铬酸钾对方铅矿的抑制效果最好，钼粗精矿中含铅最低，但重铬酸钾对环境危害较大，试验仅以此作为参考；相对于其他3 种组合抑制剂，水玻璃+巯基乙酸钠+DP-1 对方铅矿的抑制效果最接近重铬酸钾，且钼回收率最高，其中DP-1 为试验室自主研发药剂，无毒环保；综合考虑，选取水玻璃+巯基乙酸钠+DP-1作为方铅矿的组合抑制剂，可有效替代重铬酸钾实现钼、铅的分离。

2.4 捕收剂用量试验

煤油属于直链烃类，是钼矿最常用的捕收剂，对辉钼矿具有较好的选择性。固定磨矿细度-0.038 mm82%、抑制剂水玻璃+巯基乙酸钠+DP-1 用量（5+15+5）kg/t，进行煤油用量粗选试验，试验结果见图7。

由图7可见，随着煤油用量的增加，钼粗精矿钼回收率和铅品位升高；继续增加煤油用量，钼回收率和铅品位增加趋势趋于稳定，这是因为煤油具有一定的消泡作用，用量过大会使泡沫变脆，从而不利于目的矿物的上浮；综合考虑，确定粗选煤油用量25 g/t。

2.5 粗选抑制剂正交试验

单因素条件试验确定混合精矿磨矿细度为-0.038 mm82%，选取粗选水玻璃、DP-1 和巯基乙酸钠用量作为自变量因素（依次为因素A、B、C），选矿效率作为因变量，每个因素取3个水平，选用L9（33）正交表进行试验［9］。试验因素水平安排见表5，试验结果见表6。

对表6试验结果进行极差分析，结果见表7。

由表7 可知，DP-1 药剂用量的极差最大，说明DP-1 药剂用量对选别效果的影响最显著，其次为巯基乙酸钠用量，水玻璃用量对选别效果的影响最小，各因素的主次影响顺序为B＞C＞A；粗选抑制剂用量较好方案为A1B2C2，即粗选药剂水玻璃用量3 kg/t、DP-1 用量5 kg/t、巯基乙酸钠用量18 kg/t 时，选矿效率最优，为66.51%。