钼矿选矿厂选别工艺流程改造实例

赤峰金鑫矿业鸡冠山钼矿始建于2005年4月，为单－钼矿。矿山采用地下开采方案，平铜开拓系统，浅孔留矿法开采。当时设计采选规模为1000 t/d，采矿目的矿物为地下原生高品位钼矿，其他的低品位矿石废弃。2007年，中钢集团对该矿山进行股权收购，考虑到已探明地质储量为6728万t，储量较大，但矿石地质品位仅为0.072％，品位较低。为综合利用资源，决定加大开发力度。经统一规划，决定扩建原有采、选，采矿由地下开采改为露天开采，矿山规模由原来的1000t/d扩建到10000t/d.选矿厂在扩建过程中，由于要求的进度较紧，在未进行选矿试验的情况下，按原来的1000t/d的选矿厂工艺流程进行了设计和施工。后来，为了节能降耗又重新补做了实验，对原来的工艺流程进行了优化，即由原来的阶段磨矿改为了一段磨矿，在产品质量和回收率不变的情况下，简化了选矿工艺流程，提高了选矿厂的经济效益。

一、矿石性质

赤峰金鑫矿业鸡冠山钼矿为隐伏矿体，矿体主要赋存在白垩纪火山岩－粗面质角砾凝灰岩、石英粗面岩和流纹岩中。矿床成因类型为次火山热液细粒浸染型钼矿床。矿石自然类型主要为粗面质角砾凝灰岩和细粒辉绿岩型钼矿石。

矿石中金属硫化物主要为黄铁矿、辉钼矿、黄铜矿、闪锌矿和方铅矿；金属氧化物主要为磁铁矿和半假象赤铁矿；脉石矿物主要为石英，其次为绢云母和白云母、角闪石及少量长石、方解石和绿泥石。

矿体中钼矿化比较均匀，品位变化不大。工业矿体铝品位介于0.06％～0.117％之间。辉钼矿嵌布粒度范围为0.0035-1.0mm，嵌布粒度属中细粒。矿石中其他金属矿物呈不规则粗、中、细粒状嵌布在脉石中。

矿石中氧化钼占有率，根据离地表深浅变化较大，变化幅度由上到下约为8%～30％。

二、选矿厂原有工艺流程

赤峰金鑫矿业选矿厂原有规模为1000t/d，选矿破碎工艺为两段－闭路，磨选为阶段磨矿阶段选别，工艺流程见图1。

图1  原有1000t/d选矿工艺流程图

矿石入选品位为0.08％左右，由于原有企业采用首采富矿方案，且采矿方法为地下开采，氧化钼含量较低，约为8％～9％。矿石经选矿厂处理后，精矿品位为42％～45％，选矿回收率为82％。

中钢集团对该矿山进行股权收购后，为了综合利用资源，加大开发力度，实现规模效益，经统一规划，决定对原有采选进行扩建，采矿由地下开采改为露夭开采，矿山规模由原来的1000t/d扩建到10000t/d。选矿厂相应移地重建，建设规模为10000t/d，分为两个系列，选矿厂在设计过程中，沿用了原有的选矿工艺流程，只是将原有的粗磨的两段连续磨矿改为了一段磨矿，选厂建设依照设计进行建设，并于2008年10月建成。建成后的选矿厂工艺流程，如图2所示。

图2  原设计10000t/d选矿厂工艺流程图

三、选矿试验

考虑到工艺流程的可靠性，2007年8月，矿方委托北京矿冶研究总院对该矿体矿石进行了选矿试验。矿样取自小选矿厂球磨给料皮带，为地下采矿所得，矿样钼化学物相分析见表1。

表1  原矿钼化学物相分析表

实验室进行了磨矿细度、石灰用量、抑制剂、捕收剂种类（煤油、SCL、PJ、MC、异丙黄、异丁黄）及用量试验。

（一）磨矿细度试验

通过对矿石磨矿至－200目占52％、63％、74％、85％的粗选试验。试验结果显示，随着磨矿细度的增加，精矿钼品位呈下降趋势，回收率则呈上升趋势。当磨矿细度超过－200目占68％后，尾矿钼品位下降趋缓，钼回收率增加幅度变小。同时，进行了不同磨矿细度下的浮选闭路试验，实验证明，磨矿细度为－200目占68％时，试验效果较好。

（二）捕收剂种类试验

通过对煤油、SCL、PJ、MC、异丙黄、异丁黄这几种捕收剂的试验，实验证明：MC捕收剂具有较好的选择和捕收性能。

（三）实验室小型闭路试验

采用一段磨矿和一粗二扫三次精选的浮选工艺流程，闭路浮选流程及药剂制度见图3。

通过选别获得的选矿指标为：精矿产率0.17％，精矿品位46.15％，钼回收率84.11％，考虑到再选别的工程中，氧化钼不能得到有效的选别，折合硫化钼回收率约为91.22％(0.17×46.15÷0.086）。

图3  钼浮选工艺闭路试验流程及药剂制度

四、选矿厂改造实施方案及实践

选矿试验完成后，万吨选矿厂主体土建及安装工程已经完成，考虑到选矿试验流程短、磨矿细度粗、药剂成本较低，选矿产品品位及回收率均较好，决定在试验研究的基础上，对安装完成的选矿厂工艺流程进行改造。

主要改造内容为：①取消第二段球磨机及分级作业；②取消第二段磨矿后的所有浮选作业；③将原流程的粗精选(SF－4浮选机3台）、粗精扫选I (SF－4浮选机3台）和粗精扫选11 (SF－4浮选机3台）改为四段精选(3－3－2－1台）。

改造后的工艺流程如图4所示。

图4  10000t/d选矿厂改选后工艺流程

改造后，选矿厂于2009年3月正式生产。综合2009年改造后的选矿生产技术指标见表2。

            表2  改造后选矿厂生产技术指标

由表2中可以看出，原矿石氧化率较高，这主要是因为采矿采用了露天采矿方法，先期进行的上部矿石开采，氧化率高，钼总回收率较低，但硫化钼中钼的回收率基本达到了试验指标。随着开采深度的降低，氧化率会随之降低，钼总回收率会得到提高。

五、选矿厂改造前后效益分析

通过试验研究和选矿厂改造，选矿厂减少了第二段磨矿和后续的浮选设施，缩短了工艺流程，节省了动力、钢球、药剂、人员和管理成本。

（一）动力消耗

选矿厂改造后，原来的二段磨矿(MQY2130球磨机2台）及分级设备（两组旋流器配15kW渣浆泵4台）和后续的浮选设施(SF－2.8浮选机14台）得到了闲置。这些设备如果运行，其总运行额定功率＝210×2＋15×2＋11×14＝604kW，折合日用电量＝604×0.8×24＝11596.8度，当地电价为0.55元／度，则日节电6378元，单位矿石节电0.64元。

（二）钢球费用

按原有选矿厂的实践，第二段磨矿钢球耗量折合每吨原矿为0.08kg，按目前市场价格，每吨钢球价格为8700元计算，改造后每吨原矿可节省钢球费用为0.696元。

（三）药剂费用

原有和改造后流程的药剂制度发生了改变，具体计算见表30由表3可以看出，改造后每吨矿石可节约药剂费用5.95－4.01＝1.94元。

（四）人工及管理费用

选矿厂改造后，可减少用工人数4人／班，按2500元／人计算，每天可节约费用4×3×2500/30＝1000元，单位矿石节省人工费0.1元。

综合计算，选矿厂改造后，每吨原矿可以节约成本＝0.64＋0.696＋1.94＋0.1＝3.376元。选矿厂能力为330万t/a，则年可节约费用1114万元。

表3  原有和改造后流程的药剂制度比较

六、结语

（一）赤峰金鑫矿业选矿厂处理的矿石为单一钼矿，通过实验研究，采用新的药剂制度，在不改原有技术指标的情况下，简化了工艺流程。

（二）选矿厂沿用实验工艺流程和药剂制度改造后，技术指标基本达到研究预期效果。

（三）选矿厂的改造实践证明，采用新的流程，不但简化缩短了工艺流程，而且节省了动力、钢球、药剂、人员和管理成本，年可节约成本千余万元。