(一)辉钼矿浮选的两个特点
1.辉钼矿的天然疏水性
辉钼矿为天然疏水矿物,其天然疏水性主要由其结晶构造和键的本质引起。
辉钼矿的结晶构造为标准层状构造。在辉钼矿的结晶构造中,一钼离子网面夹在平行于六方条晶(本底面的两个硫离子网面之间),这样三个网面形成一个“构造层”,即“硫—钼—硫”层。这一构造层内部的钼离子与硫离子是以共价键(化学)结合在一起的,故一层内的诸离子系结构坚密。但是,诸构造层间是以残余键(荡德华氏键)结合在一起,故层与层间的吸引力却十分松驰。
当辉钼矿晶体受到外力作用时,极易沿构造层间的残余键解裂,成为平行的极完全的解离面,即0001面,并使晶体呈片状、板状,这是辉钼矿晶体能够完全解离的原因。矿的解离面为残余键断裂后的强疏水性的疏原子网面所组成,这是辉钼矿晶体表面具有天然疏水性引起天然可浮性的原因,经测得有润湿接触角为75°。美国克莱马克斯钼选厂测得,粗选给矿中28目(0.6毫米)部分,石英颗粒中有1%辉钼矿的暴露表面,即能浮出;而在100目(0.15毫米)部分,石英颗粒中只要有0.2%辉钼矿的暴露表面,就足以保持浮出。
2.辉钼矿的富矿比
钼在地壳中的丰度不高,按A•n•维诸哥拉多夫资料,小壳中钼的克拉克值平均等于1.7×10-4%(1.7克/吨)。
辉钼矿在矿石中的含量较低,一般为0.1~0.4%。但对选矿的钼精矿品位要求却很高,国际上一般MoS2大于90%,我国一般为75%。
在常用的十种主要有色金属选矿生产中,辉钼矿的富矿比最大。现将1981年我国九种主要有色金属选矿富矿比的比较列于下表。
九种有色金属富矿比比较 | ||||||||||
金属名称 | 镍 | 锑 | 锌 | 铜 | 铅 | 汞 | 锡 | 钨 | 钼 | 杨矿相 |
原矿品位% | 0.76 | 2.8 | 3.81 | 1.03 | 2.14 | 0.32 | 0.28 | 0.255 | 0.1 | 0.09 |
精矿品位% | 4.67 | 19.9 | 51.4 | 22.7 | 55.8 | 29 | 44.3 | 67.7 | 46.3 | 46.4 |
富矿比 | 6.1 | 7.1 | 13.5 | 22 | 26.1 | 90.6 | 158.1 | 265.5 | 424.8 | 515.6 |
(二)原矿性质对精矿质量的影响及提高精矿质量的研究
尽管辉钼矿的可浮性具有上述两个共同特点,但由于各地辉钼矿矿石成矿条件,成矿作用、地质作用以及外部影响的不同,在可浮性上仍然存在着明显的差异。
1. 矿床类型对钼精矿质量的影响
我国目前开发的钼矿床或铜钼共生矿床有四种类型。各种不同矿床,其钼精矿的质量有着明显的差异。第一类为矽卡岩矿床,该矿床的特点是钼的原矿品位较高,辉钼矿的结晶颗粒也比较大。该类矿物易选,钼精矿质量较好,如河南的栾川三道庄钼矿。第二类为细脉浸染型钼矿床,该类矿床的特点是:钼的原矿品位比矽卡岩矿床低,辉钼矿的嵌布粒度比较细,选矿指标不如矽卡岩矿床。如陕西省的金堆城钼矿。第三类为铜钼过渡带矿石,由于过渡带的断层解理发育,因此矿石泥化严重比较难选,选矿指标偏低。如河北上寺沟钼矿的铜钼过带矿石。第四类为含碳质页岩的铜钼床,如江苏沟容的铜山铜钼矿,2号铜钼矿体,顶底为含碳硅质角岩,局部呈龙潭煤系变质角岩(碳质页岩)。这类矿石钼精矿质量很低,很难达到合格的钼精矿质量(45%含Mo).各种类型矿床的选矿指标如下表。[next]
各种类型矿床矿石的选矿指标 | |||||
矿床类型 | 矿山名称 | 再磨细度 | 选矿指标 | ||
钼原矿品位% | 钼精矿品位% | 钼回收率% | |||
砾卡岩型 | 栾川三道庄 | 87%一0.074毫米 | 0.234 | 56.55 | 98.34 |
细脉浸染型 | 金堆城 | 95%一0.034毫米 | 0.107 | 53.93 | 88.09 |
过渡带型 | 小寺沟 | 85%一0.053毫米 | 0.035 | 38.96 | 66.79 |
碳质页岩型 | 铜山 | 90%一0.074毫米 | 0.1096 | 42.57 | 83.79 |
从上表中可以看出,前两种矿床经过科研与生产实践的努力可以获得高质量的钼精矿,钼的回收率也比较高。我国四大钼矿主要是属于前两种矿床,在中小钼矿山中,后两种矿床有一定也将影响全国的钼精矿质量。目前已引起选钼工作者的重视,开始着手研究,也取得了一定的成绩。
2.地质构造 作用对钼精矿质量的影响
钼矿床中受地质构造作用比较强烈常常产生断裂和揉碎带。在国内的钼矿山中部有数条宽窄不一、大小不等的压碎带。压碎带矿石与原矿相比,不论在物理性质、氧化程度、结晶、颜色,光泽甚至在化学性质方面都有比较明显差别。地质构造作用,往往破坏了辉钼矿原来典型的层片状结晶构造。晶格受到破坏常有扭转、拉长、弯曲、粉碎而导致矿改变了原来的特性。压碎带辉钼矿结晶构造的变化,严重地影响了钼精矿的质量,同时也影响了钼的选矿回收率。
压碎带矿石在物质组成上与正常的辉钼矿也有较大的差异,处于构造断裂压碎带中的矿石,围岩往往发生强烈的蚀变。脉石矿物主要为蚀变了的片状、易碎、易浮的颗粒细小的颗粒细小的粘土矿物和长石、石英、云母、并且这类脉石非常容易泥化,泥化了的脉石矿物和一部分细小的辉钼矿颗粒互相粘附,使得辉钼铜矿难于和这类脉石分离,这就严重地影响了辉钼矿的质量。下表为三个矿山正常矿石和压碎带矿石的选矿指标比较表。
正常矿石和压碎带矿石选矿指标 | ||||||
矿山名称 | 矿样名称 | 磨矿细度一0.074毫米(%) | 产率(%) | 钼原矿品位(%) | 钼精矿品位(%) | 钼回收率(%) |
杨家杖子 | 八号矽卡岩矿体 | 56 | 1.6 | 1.246 | 46.37 | 97.1 |
九号压碎带 | 52.35 | 0.4 | 0.524 | 7.06 | 57 | |
金城堆 | 东堡子山矿石 | 55 | 0.187 | 0.103 | 50.34 | 91.27 |
东保子压碎带 | 55 | 4.74 | 0.061 | 0.63 | 49.13 | |
小寺沟 | 石英岩2号脉 | 65 | 0.132 | 0.084 | 53.94 | 84.99 |
压碎带 | 70 | 0.114 | 0.035 | 38.96 | 66.79 |
从上表中可以看出:地质构造作用造成的压碎带矿石,严重地影响钼精矿质量和钼回收率。
3.辉钼矿的嵌布粒度对钼精矿质量的影响
辉钼矿的嵌布粒度对精矿质量影响极大。精矿质量的好坏,在很大程度上取决于物料的单体般矿床中,有用矿物嵌布粒度是不均匀的,这就要求在精选前采用多段磨矿。如美国克莱麦克斯钼选厂的粗精矿经三段再磨五次精选。我国钼精矿质量低,就是与再磨细度不够有关。[next]
取金堆城现场的混合精矿在试验室内进行多段再磨,经过八次精选,不同的磨矿细度时,精矿品位如下图所示。
由上图可见,对于细粒嵌布的辉钼矿,必须经过多段再磨,才能获得满意的精矿质量。
相反,对于粗粒嵌布的杨家杖子辉钼矿,过粉碎对浮选是不利的。这由下面的试验可以说明。
从杨家杖子钼矿中挑出辉钼矿的单矿物。磨至-180目后,筛分为四个级别,分别与-200目的石英混合,用相同的条件进行了浮选,得到下图的曲线。
又如栾川三道庄钼矿为粗嵌布的辉钼矿矿石,平均粒度为64微米,+74微米占70%,+20微米占92%,混精一次再磨,-74微米占87%就可以获得钼精矿56.56%,钼总回收率为98.30%。而金堆城为细嵌布矿石,平均粒度为30微米,-20微米占29.95%,混精采用三段再磨,最终麻细度-34微米占95%。出二个中矿可以获得钼精矿品位53~55%,钼回收率86~88%。
4.碳和易浮脉石对钼精矿质量的影响
国内外的钼选矿过程中,由于碳和易浮脉石(绢云母、高岭土、滑石、蒙脱石等)的存在,经常影响钼精矿的质量,使精矿不合格。因为辉钼矿的可浮性与这些碳可浮性十分相近,这些碳及脉石即使是单体,也极易混入到钼精矿中去。如美国的特温比尤特选矿厂所处理的矿石含有大量的滑石和粘土,该厂试图在粗选中抑制滑石和粘土没有成功后来采用了木质素磺酸盐和石灰混合抑制钼反浮脉石的办法才取得了进展。