钼是发现得比较晚的一种
金属元素,1792年才由瑞典化学家从辉钼矿中提炼出来。由于金属钼具有高强度、高熔点、耐腐蚀、耐研磨等优点,因此在工业上得到了广泛利用。 某钼矿由于近年来开采深度加大,矿石性质发生了一定变化。矿物种类增多,矿物嵌布关系更为复杂。金属矿物分布最多的为黄
铁矿,占矿物总量的5.86%,其次为辉钼矿,占0.63%,其它金属矿物含量较少。非金属矿物中
石英含量最多,占40.19%,其次为绢
云母、
长石、黑云母。部分辉钼矿结晶程度差,细粒嵌布较多,-38μm占23.35%。脉石矿物蚀变严重,易泥化矿物有绢云母、绿泥石、
高岭土,加上断层泥,所以矿石中泥化程度较高。另外矿石中有
石墨有害矿物存在。由于矿石的上述特点,现场生产工艺流程及条件无法适应矿石性质,钼精矿钼品位及回收率均较低,严重影响了企业的经济效益。为此,试验者在研究矿石矿物组成及各种矿物特征基础上,进行了
选矿试验研究,钼精矿钼品位及回收率均有明显提高,从而为企业创造了较大的经济效益和社会效益。 一、矿石性质 (一)矿石矿物组成及相对含量 矿石中金属矿物有9种,分布最多的为黄
铁矿,其次为辉钼矿,其它金属矿物含量不高,其中黝
锰矿和
石墨在矿石中分布不甚均匀,局部富集。非金属矿物中
石英含量最多,其次为绢云母和
长石、黑云母,其它矿物含量较少。矿石矿物组成及含量见表1。 表1 矿石矿物组成及相对含量 %
金属矿物 | 非金属矿物 |
矿物 | 质量分数 | 矿物 | 质量分数 |
黄铁矿辉钼矿黝锰矿闪锌矿黄铜矿石 墨辉铜矿方铅矿黝铜矿合 计 | 5.860.630.480.18微0.09微微微7.24 | 石 英绢云母长 石黑云母绿泥石高岭土白云母 合 计 | 40.1927.8312.367.123.091.550.62 92.76 |
(二)辉钼矿浸染粒度 矿石中辉钼矿浸染粒度在各粒级中分比较均匀,但细粒级(-38μm)分布量偏多,应属细粒为主均匀嵌布,辉钼矿浸染粒度统计结果见表2。 表2 辉钼矿浸染粒度统计结果 %
粒级/μm | +150 | -150+100 | -100+75 | -75+76 | -56+38 | -38 | 合计 |
辉钼矿 | 17.04 | 16.92 | 13.27 | 12.86 | 16.56 | 23.35 | 100 |
(三)主要矿物产出特征 黄铁矿:黄铁矿在金属矿物中含量最多,分布很普遍。黄铁矿多以自形晶、半自形晶和他形粒状及其集合体产出。由于黄铁矿生成比较早,在颗粒裂隙及颗粒间隙有后期的黄铜矿、闪锌矿和方铅矿充填侵入,且后者多交代前者,使黄铁矿多呈残余结构。同时黄铁矿也被辉钼矿穿插交代,在矿石中黄铁矿多以单个颗粒产出,并分布在脉石中,形成比较典型的浸染状构造,集合体颗粒粗大,多形成团块和点状构造,但分布不广泛。 辉钼矿:辉钼矿在矿石中属有价矿物,分布比较广泛。辉钼矿多以板状、板条状、条纹状、短脉状及片状分布在脉石的裂隙及孔洞中,并且颗粒界线比较清楚,部分辉钼矿结晶程度差,集合体颗粒模糊不清,少部分辉钼以星点状、泥土状分布在蚀变的绢云母、绿泥石等矿物中,颗粒界线不清楚。后两种产出的辉钼矿对
选矿影响较大,一般说来解离困难,不易分选。辉钼矿在矿石中与金属矿物黄铁矿关系尚较密切,有一定的接触关系。辉钼矿沿黄铁矿的压碎裂隙穿插,并交代黄铁矿;另外沿黄铜矿颗粒间隙充填胶结,交代黄铜矿,呈交代溶蚀结构;在辉钼矿中常包含黄铁矿、黄铜矿细小颗粒。 辉钼矿与脉石矿物关系极为密切,尤其与蚀变的脉石矿物如绢云母、绿泥石关系更为密切,辉钼矿多分布在绢云母、绿泥石中,而且又多被绢云母、绿泥石环绕,形成反应边和外壳,呈环状、环带状构造,有时辉钼矿包含有脉石矿物细小颗粒。辉钼矿与脉石矿物的上述产出特征,对选别辉钼矿影响较大,可认为该矿石难选难分。 绢云母:为矿石中最主要的泥化矿物,含量仅次于石英。绢云母多以细小鳞片状产出,来源于长石蚀变产物。绢云母硬度低,颗粒细,所以易碎、易泥化。 长石:长石以厚板状、不规则状产出,长石多蚀变为绢云母,所以使长石颗粒轮廓不清,蚀变程度很高。有的长石颗粒风化成高岭土,后者多分布在长石表面。长石和石英常伴生产出。 (四)原矿化学多元素分析 原矿化学多元素分析结果见表3。 表3 原矿化学多元素分析结果 %
元 素 | Au | Ag | Mn | Mo | Fe |
质量分数 | 0.48g/t | 14.61g/t | 0.641 | 0.397 | 6.15 |
元 素 | C | S | Cu | SiO2 | Al2O3 |
质量分数 | 0.69 | 3.64 | 0.001 | 61.14 | 12.12 |
元 素 | CaO | MgO | As | | |
质量分数 | 1.021 | 0.678 | 痕 | | |
(五)原矿钼物相分析 原矿钼物相分析结果见表4 表4 原矿钼物相分析结果 %
名称 | 硫化矿中的钼 | 氧化矿中的钼 | 金钼 | 钼氧化率 |
质量分数 | 0.386 | 0.011 | 0.397 | 2.77 |
二、现场概况及问题分析 该矿
选矿厂工艺流程为一次粗选、两次扫选、四次精选,工艺流程见图1。原矿钼品位为0.38%。近年来,由于开采深度加大,矿石性质发生了一定变化,浮选钼精矿品位为35.30%(年累计),回收率为73.68%(年累计),由于生产的不稳定性,有时尾矿钼品位高达0.15%,使钼金属严重流失。经过现场调查及分析,其存在问题主要是:(1)由于开采深度加大,矿石矿物种类较多,矿物间嵌布关系较复杂;(2)矿石中脉石矿物蚀变严重,易泥化矿物绢云母、绿泥石、高岭土等增多,加上断层泥,所以矿石中泥化程度较高;(3)由于辉钼矿浸染粒度较细,生产中只进行了一段磨矿,并未进行粗精矿再磨,以使辉钼矿有效单体解离;(4)部分辉钼矿结晶程度较差;(5)现场生产中未采用矿泥
分散剂和
抑制剂;(6)现场浮选时间较短,影响了辉钼矿的上浮。
图1 现场生产工艺流程 三、浮选试验 (一)粗选条件试验 粗选作业回收率对整个试验的指标起着决定性的作用,粗选作业的选别条件是否合适,将影响试验指标的好坏。为此,对粗选作业的磨矿细度、矿浆pH、水玻璃用量、浮选时间、
捕收剂用量、
起泡剂用量进行了详细的试验研究。 1、磨矿细度对钼粗选指标的影响 适宜的磨矿细度是由有用矿物在矿石中的嵌布特性决定的,嵌布愈细,要求的磨矿细度愈高。生产实践证明,各种不同粒级的矿粒,其浮选效果是不同的。为满足浮选工艺要求,磨矿细度应使有用矿物和脉石矿物基本达到单体解离,尽量减少连生体和避免产生过粉碎。磨矿细度试验采用一次粗选,时间为5min,石灰用量1000g/t,
煤油用量150g/t,松醇油用量40g/t。针对不同磨矿细度进行试验研究,磨矿细度对钼粗选指标的影响见图2
图2 磨矿细度对钼粗选指标的影响 2、矿浆pH值对钼粗选指标的影响 试验采用石灰调整矿浆pH值,试验采用一次粗选,浮选5min,磨矿细度为-75μm占65%,水玻璃1000g/t,煤油150g/t,松醇油40g/t,矿浆pH值对钼矿物可浮性的影响见图3。
图3 矿浆pH值对钼粗选指标的影响 从图3可以看出,随着矿浆pH的提高,钼粗精矿钼品位明显降低,而钼回收率却变化不大。从浮选现象上看,矿浆pH提高,泡沫发黏,粗精矿中泥量增加,不利于精选提高钼品位,故确定矿浆pH值为中性(石灰用量1000g/t)。 3、水玻璃用量对钼粗选指标的影响 由于矿石中泥化矿物较多,在碎矿、磨矿过程中会产生大量的矿泥,矿泥的存在将严重影响钼矿物的浮选效果,所以有必要考察分散剂(常用水玻璃)用量。试验采用一次粗选,浮选5min,磨矿细度-75μm占65%,石灰1000g/t,水玻璃变量,煤油150g/t,松醇油30g/t,水玻璃用量对钼粗选指标的影响见图4。
图4 水玻璃用量对钼粗选指标的影响 从图4可以得出,在矿浆中添加水玻璃能起到分散矿泥、抑制脉石矿物的作用,有利于提高钼精矿品位。 4、浮选时间考察试验 为确定钼粗选的浮选时间,对浮选时间进行考察,试验工艺流程见图5,试验结果见表5
图5 浮洗时间试验工艺流程 表5 浮选时间试验结果 %
浮选时间/min | 产品名称 | 产率 | 钼品位 | 钼回收率 |
个别 | 累计 | 个别 | 累计 |
22222 | 钼精矿1钼精矿2钼精矿3钼精矿4钼精矿5尾 矿合 计 | 2.051.852.002.251.6090.25100.0 | 13.323.070.960.540.460.0440.408 | 8.465.924.433.780.408 | 66.8713.914.702.991.819.72100.0 | 80.7885.4888.4790.28100.0 |
从表5试验结果看出,粗选4min时,钼粗精矿产率 3.90%,钼品位8.46%,钼回收率达到80.78%;粗选6min时,钼粗精矿产率5.90%,钼品位5.92%,钼回收率达到85.48%;浮选时间再增加,钼回收率增幅较小,且钼品位较低,故确定粗选时间5min为宜。 5、捕收剂用量对钼粗选指标的影响 捕收剂选用常用药剂煤油,试验采用一次粗选5min,磨矿细度-75μm占65%,石灰1000g/t,水玻璃1500g/t,煤油变量,松醇油40g/t,一次粗选,捕收剂用量对钼粗选指标的影响见图6。
图6 煤油用量对钼粗选指标的影响 6、松醇油用量对钼粗选指标的影响 松醇油用量试验采用一次粗选5min,磨矿细度-75μm占65%,石灰1000g/t,水玻璃1500g/t,煤油175g/t,松醇油变量,松醇油用量对钼粗选指标的影响见图7。
图7 松醇油用量对钼粗选指标的影响 从图7看出,随着松醇油用量的增加,钼粗精矿的产率明显增加,钼回收率有一定的提高,但增幅趋势逐渐减小。 (二)再磨后精选试验 1、再磨细度试验 矿石中辉钼矿浸染粒度在各粒级中分布比较均匀,但细粒级(-38μm)分布量相对偏多,占23.35%,应属细粒为主均匀嵌布。要想提高钼精矿中钼品位,提高钼矿物的单体解离度是关键,同时也要考虑到所增矿泥对浮选指标的负面影响,所以进行了再磨细度考察试验。试验流程见图8,试验结果见表6。
图8 再磨细度试验流程 表6 再磨细度试验结果 %
再磨细度/-38μm% | 产品名称 | 产率 | 钼品位 | 钼回收率 |
不再磨 | 钼精矿精尾2精尾1尾 矿合 计 | 0.981.304.5093.22100.0 | 26.853.840.550.0650.398 | 66.0412.536.2215.21100.0 |
84 | 钼精矿精尾2精尾1尾 矿合 计 | 0.691.604.4093.31100.0 | 34.394.790.590.0670.403 | 58.9719.046.4615.53100.0 |
88 | 钼精矿精尾2精尾1尾 矿合 计 | 0.601.624.5593.23100.0 | 37.815.200.490.0650.394 | 57.5921.375.6615.38100.0 |
92 | 钼精矿精尾2精尾1尾 矿合 计 | 0.561.804.6093.04100.0 | 38.675.490.530.0650.400 | 54.1124.686.1015.11100.0 |
从表6结果看出,不再磨时,钼精矿含钼品位较低,为26.85%,经精选也很难使钼精矿含钼品位达到45%以上;再磨细度-38μm由84%提高到88%时,钼品位由34.39%提高到37.81%,增幅较大,而钼回收率由58.97%下降至57.59%,降幅较小;再磨细度-38μm由88%提高到92%时,钼品位由37.81%提高到38.67%,增幅较小,而钼回收率由57.59%下降至54.11%,降幅较大。故试验确定再磨细度-38μm占90%。 2、粗精再磨后捕收剂用量对钼精选指标的影响 再磨细度试验结果中,精尾2的产率、钼品位、钼回收率均较高,应驾其捕收,故进行了再磨后捕收剂煤油用量试验,试验流程见图8,捕收剂煤油用量对钼精选指标的影响见图9。
图9 煤油用量对钼精选指标的影响 3、精选水玻璃用量对钼精选指标的影响 由于原矿中有泥化矿物存在,精选试验中考察水玻璃对钼精选指标的影响。试验流程见图8,水玻璃用量对钼精选指标的影响见图10。
图10 精选水玻璃用量对钼精选指标的影响 从图10看出,随着水玻璃用量的增加,钼品位有所提高,但钼回收率明显降低,故试验确定水玻璃用量为300g/t。 (三)综合开路试验 根据以上条件试验结果,确定适合该矿矿石性质的最佳条件进行综合开路试验。试验工艺流程见图11,综合开路试验结果见表7。
图11 综合开路试验工艺流程 表7 综合开路试验结果 %
产品名称 | 产率 | 钼品位 | 钼回收率 |
钼精矿精尾矿5精尾矿4精尾矿3精尾矿2精尾矿1扫尾矿1扫尾矿2尾 矿合 计 | 0.410.090.120.201.654.502.901.2588.88100.0 | 48.0625.9819.9313.852.960.490.470.420.0490.405 | 48.595.775.906.8312.045.453.351.3110.76100.0 |
从表7结果看出,综合开路试验获得含钼48.06%、钼回收率48.59%的钼精矿。 (四)闭路试验 在综合开路试验的基础上进行闭路试验。试验工艺流程见图12,闭路试验结果见表8。
图12 闭路试验工艺流程 表8 闭路试验结果 %
产品名称 | 产率 | 钼品位 | 钼回收率 |
钼精矿尾 矿原 矿 | 0.6899.32100.0 | 45.230.0920.399 | 77.0922.91100.0 |
(五)工业生产实践 为了能使工业生产达到较好指标和生产的稳定性,对现场生产工艺进行了技术改造。采用原矿一段磨矿、一次粗选、一次粗精选、一次粗精矿再磨、三次扫选、再磨后七次精选工艺流程,改造后的工艺流程见图13。经过一年的生产运行,生产指标稳定,钼精矿钼品位年累计达到46.52%,回收率达到78.78%。
图13 改造后生产工艺流程 四、结语 该钼矿矿物种类较多,矿物嵌布关系较为复杂,金属矿物分布最多的为黄铁矿,其次为辉钼矿,其它金属矿物含量较少;非金属矿物中石英含量最多,其次为绢云母、长石、黑云母。矿石中辉钼矿浸染粒度在各粒级中分布比较均匀,但细粒级(-38μm)分布量偏多,属细粒为主均匀嵌布,此性质需要细磨矿。 辉钼矿多以板状、板条状、条纹状、短脉状及片状分布在脉石的裂隙及孔洞中,部分辉钼矿结晶程度差,集合体颗粒模糊不清;部分辉钼矿以星点状、泥土状分布在蚀变的绢云母、绿泥石等矿物中,颗粒界线极不清楚;在辉钼矿中常见含黄铁矿、脉石矿物细小颗粒,后两种产出的辉钼矿一般说来解离困难,同时矿石中还含有少量的石墨,这些性质皆造成钼精矿的钼品位及回收率相对较低。 经过选矿试验研究,确定了粗精矿再磨,同时增加精选作业次数,小型试验技术指标为:钼精矿钼品位45.23%,钼回收率77.09%;工业生产钼精矿品位年累计达到46.52%,回收率达到78.78%,为企业创造了较大的经济效益和社会效益。