小庙岭选矿公司钼精矿降铜的工艺改造

栾川龙宇钼业有限公司（简称龙宇公司）是于2005年为开发南泥湖矿区而成立的一家国营企业，隶属于河南省永煤集团。小庙岭选矿公司是龙宇公司的分公司，主要从事选钼活动，于2008年10月建成投产，生产规模为日处理10 000 t钼矿石。

小庙岭选矿公司自2008年10月投产以来，钼精矿产品中铜含量持续偏高（最高时达1. 15%）、铜抑制剂吨耗持续增大，这不仅严重影响了生产工艺指标和钼精矿产品质量，也给降低生产成本、减少环境污染带来了严重挑战。为此，通过对精选系统原工艺流程进行数据采集、研究分析，有针对性地对精选系统原工艺流程进行局部改造尝试，并进行应用方面的实践。

一、矿石性质

矿石自然类型以石英角岩型为主，占矿石总量的63. 64%，其它类型有矽卡岩型、花岗岩型及透辉石、斜长石角岩型。矿石结构为鳞片状、片状、架状、束状、放射状结构为辉钼矿的特有结构。此外还有镶嵌结构、包体结构、自形－他形粒状结构、交代残余结构和交代环状结构。矿石构造：细脉状构造为南泥湖矿区矿石的主要构造形式。此外还有浸染状构造和细脉浸染状构造。

主要金属矿物为辉钼矿、黄铁矿、磁黄铁矿等，次有黄铜矿、磁铁矿、赤铁矿和少量褐铁矿、闪锌矿、方铅矿等；主要脉石矿物为石榴子石、透辉石、石英、斜长石，次有方解石、萤石、硅灰石和少量绿泥石、绿帘石、云母等。

辉钼矿为矿床内主要含钼矿物，分布于各类岩石中，其含量微少，分布不均匀。矽卡岩型矿石内的含量相对高于其它类型矿石，平均含量为0.1%～0.2%。矽卡岩中和云英岩中辉钼矿常以浸染状不均匀分布。辉钼矿常单个或2个以至多个晶体聚集。亦可呈断续脉状，细脉状产出。矿化脉壁外侧偶尔有零星辉钼矿呈浸染状散布。矽卡岩中和云英岩－绢英岩中辉钼矿常以浸染状不均匀分布。辉钼矿多呈自形－半自形晶，以鳞片状、片状，部分以多个晶体聚集成架状、束状、放射状。其粒度一般比较小，多为0.008 mm×0.02mm～0.02mm×0.06mm，最小可达0.002mm～0.004mm，少数粒度较粗，大至0.5～25mm，常在宽度大于10～50cm的脉石中产出。与脉石矿物接触界线平直，有时呈细小片状与脉石矿物嵌生。其连生体多数与石英相连，少数与其它脉石矿物相连。

二、原精选系统工艺流程及其生产状况

小庙岭选矿公司的选矿采用三段破碎、两段磨矿、1次粗选、3次精选、4次扫选的工艺流程。其中球磨、粗选、扫选为双系统，精选及再磨为单系统。球磨作业由2台MQY－φ4800mm×7000mm溢流型球磨机和2组CZ－500×6水力旋流器组成循环闭路磨矿。矿浆经加药调浆后进入钼粗选，粗选作业采用4台φ4m×10m浮选柱，其溢流进入精选系统，其底流进入钼扫选作业，扫选系统由32台BS－KYF39型充气搅拌式浮选机组成。

钼精选系统由钼精扫选、钼精选1、钼精选2、钼精选3，4台浮选柱串联构成，即钼精扫选溢流到钼精选1，钼精选1溢流到钼精选2，钼精选2溢流到钼精选3；钼精选3底流给钼精选2入料、钼精选2底流给钼精选1入料、钼精选1底流给钼精扫选入料，钼精扫选底流经缓冲池后最终又返回到钼粗选，如图1所示。

图1  原钼精选系统工艺流程

自2009年4～5月上旬以来钼精选系统出现异常，突出表现是钼精选3溢流产品中铜含量严重超标（车间要求0.2%～0.4%），并有继续走高的趋势，且铜抑制剂的消耗越来越大，这不仅增加了操作难度，也使生产成本大幅增加。

三、钼精选系统工艺局部改造尝试

通过对钼精选系统各工艺环节进行采样化验分析，并借鉴吸收其他钼选厂精矿降铜先进经验，大胆进行工艺改造尝试。从图1可看出，①钼精扫选底流没有分流至扫选浮选机，没有实现开路分流或局部开路分流，使得在钼精选1、钼精选2、钼精选3被抑制的杂质（如铜）不但没有及时排出系统，而且会在整个粗选－精选系统作多次恶性循环和富集；②在精选系统中没有被钼精选系统完全消耗的“过剩”药剂循环到粗选时会污染钼粗选，影响选别指标；③钼精扫选底流大部分应该是难选或极难选矿物颗粒且杂质含量大，当再次循环到钼精选1时，势必加重钼精选的负担，从而影响钼粗选溢流的质量，只不过有时候钼粗选新鲜物料掩盖了这部分物料的难选性而已。

钼精选系统工艺局部改造后的工艺流程见图2。

图2  改造后的工艺流程

从图2可见，钼精扫选底流部分实现了开路分流，能将在精选区被抑制的无用杂质及时排出钼粗选－精选系统，避免这些杂质在整个系统中的多次恶性循环和富集，从而可以减少药剂的无谓消耗，还可达到比较理想的效果。其次，没有被钼精选系统完全消耗的“过剩”药剂也能及时通过扫选排至尾矿坝，避免了对钼粗选溢流的二次污染，从而进一步提高了钼精选的浮选效率，也相应地减轻了钼粗选溢流精选的负担。

四、改造效果分析

（一）钼精矿降铜效果分析

钼精选系统工艺流程局部改造前后，钼精矿中铜含量如表1所示。为了比较工艺局部改造前各批次、工艺局部改造后各批次以及工艺局部改造前后各批次铜含量差异，引入单因素方差分析。

表1  4～6月份钼精矿中铜含量统计    %

1、基本原理

设单因素试验的因素为A，共有A₁，A₂，…，A_r个水平，分别安排n₁，n₂，…，n_r次重复试验，其中的第i个水平安排了n_i次重复试验，所得样本为X_i1，X_i2，…，X_in，相应的观测值为x_i1，x_i2，…，x_ini。其中n₁+n₂+…+n_r=n，并假定有r个编号为i=1，2，…，r的正态总体服从N(μ_i，σ²)。若规定μ=1/n∑n_iμ_i，则单因素方差分析的数学模型用式(1)表示：

式中，i=1，2，…，r;j=1，2，…，ni；μ为总体均值；α_i=μ_i－μ，为水平A_i的效应，且n_iα_i=0；各ε_ij相互独立且都服从N（0，σ²）。原假设H₀为各α_i=0。

2、效果分析

根据表1的数据，运用SAS 8.1做单因素方差分析，比较不同批次铜含量在精选系统工艺流程局部改造前后的差异。分析结果见表2。

表2  方差分析结果

从表2可知，各批次的铜含量差异极其显著（显著性水平小于0.0001），并且精选系统工艺流程局部改造前后各批次的铜含量差异也极其显著。为了比较各批次铜含量在工艺局部改造前后的差异，选用Fisher最小显著差(LSD)做组间均值的多重比较，并在95%的置信水平下预测各自的置信区间，结果见表3所示。

表3  LSD多重比较结果

注：表中***表示在置信水平为95%下是显著的。

依据表3，可得到以下4点。

(1)钼精选系统工艺流程局部改造后各班次的铜含量显著小于钼精选系统工艺流程局部改造前的铜含量。改造后的甲、乙、丙班次与改造前的甲、乙、丙班次的铜含量在95%的置信水平下是显著的，如表3中的序号1～3，6～8，10～12所示，这充分说明钼精选系统局部工艺改造的尝试是科学合理的，是富有效果的。

(2)钼精选系统工艺流程局部改造后，甲、乙、丙各班次的铜含量之间没有显著差异。改造后的甲班与乙班、甲班与丙班、乙班与丙班之间的铜含量在95%的置信水平下没有显著差异，如表3中的序号4～5，9所示。

(3)钼精选系统工艺流程局部改造前甲、乙、丙各班次的铜含量之间也没有显著差异，如表3序号中的13～15所示。综合上述可知，班次这一因素对铜含量影响不大，也就是说在人员安排上是合理的，或者说在机器劳动的时代，效率主要取决于机器而不是员工。

(4)钼精选系统工艺流程局部改造后甲班与乙班、甲班与丙班。乙班与丙班铜含量差异的置信区间分别为（－0.0675，0.0852）、(－0.0603，0.0924)、（－0.0692，0.0836），可见，差异不大。由此可以延伸出班次差异检测区间(－0.0692，0.0924)，以控制生产管理。

（二）其他选矿指标分析

钼精选系统工艺改造前后主要生产指标比较见表4。

表4  工艺改造前后主要生产指标对比结果  %

从表4可见，钼精选系统工艺改造后，理论回收率、实际回收率等指标较改造前提高了1个百分点；改造前后尾矿品位变化不大，但都控制在公司要求范围内（尾矿品位≤0. 012 0%）。

（三）抑制剂消耗

1、工艺改造前处理1t原矿，需消耗氰化钠平均在60 g左右，工艺改造后氰化钠平均消耗在30 g左右，即工艺改造后铜抑制剂的平均吨耗下降了一半。

2、氰化钠是一种最传统、最有效的抑制剂，也是一种最污染环境的抑制剂。近期小庙岭选矿公司正在积极研究探索使用巯基乙酸钠替代氰化钠作为铜的有效抑制剂。

五、效益评价

（一）设日处理原矿1万t，原矿品位0.1000%，实际回收率每提高1个百分点，则每天可多生产品位45%的干精矿约0.22 t，每月可多生产品位45%的干精矿6.6 t，每年可多生产品位45%的干精矿79.2 t；钼精矿按市场价2 000元／（t·度）计算，则每天可为企业额外创造价值19 800元，每月可为企业额外创造价值594 000元，每年可为企业额外创造价值712. 80万元，长此以往可为企业创造巨大的经济效益。

（二）工艺改造后氰化钠吨耗下降了30 g左右，按年处理矿石330万t计算，每年氰化钠使用量可减少99 t，按市场价19 658元／t计算，每年可为公司节约材料成本194. 62万元。

（三）氰化钠的使用量大幅减少，环境污染也就大幅减轻，生态效益日益凸显；而实际回收率提高了，对稀有的、不可再生的钼矿资源来说，带来的社会效益也不可估量。

六、结论

（一）经此改造后，氰化钠用量每天基本维持在300 kg左右，而且铜含量稳定维持在0.2%左右。由此可知，每天可少用氰化钠至少300 kg。此项改造从技术上保证合格钼精矿的顺利生产，并大幅减少了氰化钠抑制剂的用量，切实有效地降低了环境污染，经济效益、生态效益、社会效益并举。

（二）通过单因素方差分析得知，在95%的置信水平下，精选系统工艺流程局部改造后铜含量显著地小于改造前，改造前各班次之间、改造后各班次之间铜含量没有显著差异。置信区间(－0.0692，0.0924)可以作为监督管理的指标，以抓好生产。

（三）统计分析与生产实践证明：本次钼精扫选底流工艺改造是合理的、可行的、切合生产实际的，因此具有重要的实践意义。

（四）钼精选系统局部改造的成功，每年可多创造712.80万元的效益。