图1 钼钙矿的晶体结构 纯钼钙矿没有独特的工业价值。它往往与辉钼矿或白钨矿共生。在硫化钼或白钨矿选别时可考虑综合回收。 在硫化钼矿床中的钼钙矿主要为辉钼矿氧化产物,往往分布在硫化钼矿床的氧化带内,与辉钼矿共生。辉钼矿在气-水介质的氧化-还原相态转化参照图2及图3。在氧化灰件,辉钼矿首先氧化成MoO2·SO4络离子,它与重碳酸钙溶液接触,会反应沉淀出钼酸钙: 2MoS2 + 9O2 + 2H2O=2(MoO2SO4)+ 2H2SO4 MoO2SO4 + Ca(HCO3)2=CaMoO4↓+ H2SO4 + 2CO2 随辉钼矿氧化程度的不同,钼钙矿占总钼量的5%~40%不等。
图2 Mo—Fe—S—H2O体系Eh—PH图解
图3 水介质中钼随Eh—PH状态变化25℃,0.1MPa 钼钙矿系典型含氧酸盐,晶格内由强极性键紧密键合,不具备天然可浮性。在烃油捕收辉钼矿时,单体的钼钙矿难以上浮,经尾矿而损失。 钼矿石中,钼钙矿与辉钼矿共生关系密切,有时会呈皮膜状包裹在辉钼矿晶粒表面,形成表层钼钙矿化的辉钼矿而失去浮游活性。 据测定,前苏联巴尔哈什选矿厂在处理东科恩拉德硫化钼矿石时,最终尾矿含钼约0.01%~0.02%,其中,60%左右的钼呈钼钙矿存在,其余的钼则以表面钼钙矿化了的辉钼矿、贫辉钼矿连生体、泥化了的辉钼矿存在。[next] 唐顺英测定,杨家杖子钼选厂在选别辉钼矿所产出最终尾矿里,一般含钼0.013%~0.015%,其中,60%左右也是钼钙矿或钼钙矿化了的辉钼矿。由于它们难上浮,约50%~55%在粗选尾就已损失,另外5%~10%则在再磨精选后,由精尾遗出。按此推算,原矿钼含量的7.7%~11.3%是钼钙矿或钼钙矿化了的辉钼矿。给钼钙矿的回收带来一定困难的原因是: (1)氧化带矿石受表生成矿作用,矿物晶格受到一定程度破坏,磨矿时易泥化。 (2)矿石通常伴生有其它含钙矿物,如方解石(CaCO3)、萤石(CaF2)、磷灰石(Ca(PO4)2)等,它们与钼钙矿(CaMoO4)同为含相同阳离子(Ca2+)的含氧酸盐(CaF2例外,不含氧),浮游性质很接近,使钼钙矿浮选时,难与含钙脉石分离。 回收钼钙矿的实践或研究还不多见,仅见于前苏联矿业研究所对东科恩拉德矿石的研究,巴尔哈什选矿厂对钼钙矿回收实践,钼钙矿浮选工艺分作分别浮选与混合浮选两种。 分别浮选是从辉钼矿浮选尾矿中回收钼钙矿的工艺。1950年前苏联И·A·思特里金特等人首先研究并首次用于巴尔哈什选矿厂,以东科恩拉德硫化钼浮选尾矿中回收钼钙矿。 钼钙矿捕收剂通常用油酸(约100g/t)为同时回收辉钼矿,还须加入煤油(200g/t),起泡剂采用二甲酚。浮选生产工艺包括粗选、扫选,粗精矿加水玻璃(1300g/t),经蒸吹(温度85℃下处理30~40min),再过滤、脱药,并用新鲜水调浆后进行四次精选。煤油、油酸捕收力较弱,选择性较差,所以泡沫产品中钼钙矿的品位和回收率都较低,无法产出合格的钼精矿,只能获取含钼7.5%~15%、铜2%~3%、钙30%~35%、铁3%~8%、硫4%~6%的钼中矿。该中矿还须经焙烧-浸出提取工艺制成钼酸钙(CaMoO4)后应用。 前苏联矿业研究所研究了用烷基硫酸钠作油酸、煤油的分散剂。效果见图4及图5。
图4 乳化剂(烷基硫酸钠)对钼钙矿浮选影响
图5 有无分散剂对钼钙矿浮选影响 显然,加入少量分散剂烷基硫酸钠可以提高钼钙矿的回收率和浮游速度。 “分别”浮选无法获合格钼精矿,而且浮选设备增加。为此,前苏联矿业研究所研究了“混合”捕收硫化钼与氧化钼的工艺。[next] “分别”浮选与“混合”浮选动力学曲线对比,如图6及图7。
图6 氧化钼的浮选动力学曲线
图7 全钼浮选动力学曲线 从图可见,“混合”与“分别”浮选工艺指标相同,但浮选速度加快,浮选时间缩短。显然,硫化钼和氧化钼矿物可混合浮选而不降低精矿质量。 辉钼矿、钼钙矿混合浮选在1963年进行工业试验。试验在原硫化矿浮选系列上进行,球磨机添加苏打(600g/t)、煤油(200g/t),扫选加入油酸钠(l00g/t)与硫酸烷酯(10g/t)混合液,粗选、扫选还补加了煤油,因油酸钠与硫酸烷酯也具起泡性,起泡剂二甲酚用量减少了50%。蒸吹、精选工艺变化不大。试验证实,混合浮选比“分别”浮选,钼回收率平均提高5%。 对是否采用混合浮选,首先要看能否获取合格的混合钼精矿,“分别”浮选产出的钼钙矿精矿含钼7.5 %~20%,按此计算,混合精矿中钼钙矿部分不能超过钼总最的13%~18%。也就是原矿石中钼钙矿比例不能太高,否则,混合精矿就难以保证质量。 钼矿床中的钼钙矿主要为钼类质同象取代白钨矿(CaWO4)中钨的产物,极少见不含钨的纯钼钙矿。钼进入钨矿物晶格取代钨,随取代量的增加,形成白钨矿、钨钼矿、钼钨矿、钼钙矿。其晶形与白钨矿、钼钙故相同;浮游性能也与白钨矿、钼钙矿相似。含钼钙矿的钨矿石在浮选中,钼钙矿与白钨矿无法分离,同时进入钨精矿,再经浸出-提取工艺以分离,提纯出钼产品。





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