吉林大黑山贫钼矿石选矿试验研究

近年来国际市场上钼金属价格一直在稳步上升。而作为钼金属出口大国的我国钼矿山矿石却越来越趋于贫化。使得选矿的钼精矿品位和回收率受到影响。因此对于贫钼矿石的合理开发利用成为选矿领域的一项重要研究课题。

吉林大黑山钼矿是亚洲第二大储量的钼矿床，其矿石大部分为贫钼矿石，含钼一般为0.1%左右。目前吉林镍业集团有限公司正在筹建3000t／d的钼浮选厂处理该矿石。进行该矿石的选矿试验研究，对于开发这一大型矿床，合理利用钼资源是极为重要的。也为我国钼矿石的逐渐贫化寻求一条可行之路。

试验在通过对矿石性质研究基础上，针对矿石中钼品位较低且部分氧化，辉钼矿主要以细颗粒嵌布在脉石中，矿石中含黄铁矿、黄铜矿相对较高，并含较多的易泥化脉石矿物等特点。采用一段粗磨矿、粗精矿两次精选后精矿再磨再精选、精尾矿再扫选后弃为第二尾矿流程，使用石灰抑制黄铁矿、水玻璃分散抑制矿泥脉石、硫化钠抑制黄铜矿、煤油为捕收剂、松醇油为起泡剂的药剂条件，获得了原矿钼0.1063%（钼氧化率12.26%）、铜0.078%，钼精矿含钼47.05%、含铜0.16%、钼回收率88.14%的理想指标。

一、矿石性质

（一）矿石物质组成

大黑山贫钼矿石中矿物种类较多，金属矿物较少，合计为3.79%，其中黄铁矿最多占2.51%（占金属矿物的66.23%）。非金属矿物以石英、长石为主，且含较多的易泥化矿物。矿石中各矿物含量统计结果见表1。

表1  矿石矿物含量统计结果／%

    原矿多元素分析结果见表2。

表2  原矿多元素分析结果／%

原矿钼物相分析结果表明，硫化钼中钼占0.093%，氧化钼中钼占0.013%，钼氧化率为12.26%。

（二）辉钼矿浸染粒度及产出特征

矿石中辉钼矿以细粒为主，其中＋0.1mm仅占11.99%，而／37μm占34.56%，见表3。

表3  辉钼矿浸染粒度统计结果／%

由于该矿石钼氧化率达12.26%，而目前国内外对于钼氧化矿物尚无有效选矿方法，又因辉钼矿嵌布粒度较细，矿石中含较多的高岭土、绢云母等易泥化矿物，磨矿中必然产生大量矿泥，加之黄铁矿、黄铜矿含量相对较高，这将对提高钼精矿质量和回收率产生不利影响并增加选别工艺难度。

二、浮选试验研究

（一）流程预选试验探索

考虑矿石特点和经济因素，主要对一段磨矿、多次精选与一段粗磨、精矿再磨精选流程进行了对比试验，一段磨矿细度为－75μm占65%，粗精矿再磨细度为－75μm占90%，粗扫选药剂为石灰、水玻璃，捕收剂为煤油，起泡剂为松醇油，五次精选。精选药剂为水玻璃、氰化钠。试验结果见表4。

表4　预选试验不同流程对比结果／%

从表4中看出粗精矿再磨后精选精矿品位及回收率均好于一段磨矿多次精选的指标。对于大型选矿厂，矿石钼品位较低，钼矿物嵌布粒度较细，采用一段粗磨、粗精矿再磨再精选流程，对于降低磨矿成本提高精矿指标，从技术上和经济上应是最佳的选择。

（二）粗选条件对指标的影响

磨矿细度试验、工艺流程及条件见图1，不同磨矿细度与浮选指标的关系见图2。

图1  粗选磨矿细度试验流程及条件

图2  磨矿细度与浮选指标关系

1－钼回收率；2－钼精矿品位

从图2看出，磨矿细度达－75μm占55%以上时，回收率曲线都在90%以上波动，但幅度不大这主要是原矿钼有12.26%的氧化矿随泡沫机械夹杂或连生存在波动所致。从经济上考虑粗选磨矿细度在－75μm占55%已达辉钼矿最大回收率。此时辉钼矿单体解离度为58.83%。

粗选调整剂分别采用石灰、水玻璃对选别指标影响见图3。

图3　粗选调整剂与浮选指标关系

1－用水玻璃时钼回收率；2－用水玻璃时钼品位；

3－用石灰时钼回收率；4－用石灰时钼品位

从图3可看出，石灰用量在1000～1500g／t时，钼回收率曲线达较高值，此时矿浆pH值为7.5～8.0，而大于或小于这个用量钼回收率曲线都明显下降。再从水玻璃用量上看是随着用量增加，分散矿泥和对脉石的抑制作用比较明显，粗精矿钼品位及回收率曲线都有不同程度升高，但当用量达500g／t以上时，回收率有所下降。

由于原矿钼品位较低，辉钼矿嵌布粒度细，所以粗选主要以最大力度地提高钼回收率为主，试验比较，煤油捕收效果较好，用量较少，为40g／t，起泡剂中松醇油好于其它起泡剂，用量为25g／t。

（三）精选流程及条件对选别指标的影响

1、再磨前精选的必要性

因粗精矿中仍含有一定量的矿泥，更有一部分可浮性好的黄铁矿与高岭土、云母等脉石矿物互含，经再磨后将使矿泥进一步增加。严重影响下一步对钼精矿品位和回收率的提高，恶化钼、铜分离浮选过程，必须再磨前除之。通过再磨前的精选加入石灰、水玻璃，达到了理想的效果，两次精选可使再磨前的产率由粗精矿的5.5%～6.0%，降至0.5%以下，精矿品位钼从2%～3%提高到20%以上。钼回收率达83.0%以上（作业回收率达90%以上）。可见再磨前精选效果明显，不但减少了再磨负荷，提高了钼品位，也为下一步再磨后抑铜创造了良好条件，是处理该类矿石流程中必需的一个步骤。

2、精矿再磨细度对精选指标的影响

工艺流程见图4，再磨细度与精选指标关系见图5（由于再磨前两次精矿产率太小，故本试验和其后抑铜药剂试验都采取再磨前一次精选）。

图4　精矿再磨细度试验及条件

图5　再磨细度与浮选指标的关系

1－钼回收率；2－钼精矿品位

从图5看出，再磨后经一次精选在钼回收率变化不大的情况下，再磨6min（－75μm占92%）时钼精矿品位明显提高，由不再磨的17.14%提高到25.06%，此时辉钼矿单体解离度为88.31%。如再增加磨矿时间将使矿物泥化严重，影响精选效果。

3、铜抑制剂种类选择及硫化钠用量的抑铜效果

由于原矿含铜相对较高，为0.078%，且因磨矿中产生的铜离子作用，缩小了各矿物之间的可浮性差异。在前再磨试验条件中采用氰化钠抑铜效果很不理想，再磨后一次精选精矿含钼25.06%时含铜为7.15%。如增加大量氰化钠必增加处理尾水排放的环保费用，从而加大成本。为寻求较低廉又环保的抑铜药剂，试验对四种抑制剂的抑铜效果进行考察，其中硫化钠抑铜效果见图6。

图6　硫化钠用量与选矿指标的关系

1－钼回收率；2－钼品位；3－铜回收率；4－铜品位

从硫化钠用量与抑铜效果关系曲线看出，硫化钠用量（再磨中）为1200g／t时，经两次精选后钼精矿品位达45.17%，含铜为0.211%。而当增加硫化钠用量至1500g／t时钼精矿含铜不再降低。因此硫化钠抑铜再磨加入量应在1200～1500g／t。

（四）再磨后一次精选尾矿再选与抛弃第二尾矿

再磨后一次精选，脱除了大部分矿泥，也抑制了大部分铜矿物，但8.37%的钼进入精选尾矿。而精尾中大量铜矿物、矿泥及硫化钠药剂如闭路正常返回前流程作业必将产生恶性循环，其中硫化钠将对黄铁矿产生一定的活化作用，加之矿泥必然影响最终钼精矿质量及回收率。经中矿正常返回闭路试验证明，钼回收率较低为84.95%，从铜金属分布情况看，尾矿加精矿合计为55.64%，即44.46%的铜在中矿中恶性循环没有进入尾矿。这也必将最终影响钼精矿质量，是一个必须解决的问题。因此有必要对再磨后精选尾矿再扫选后抛弃最终第二尾矿。其试验流程及条件见图7，试验结果见表5。

图7　再磨后抑铜精选尾矿再扫选钼试验流程及条件

表5　再磨精选尾矿再扫选试验结果／%

由表5看出，再磨后一次精选尾矿再选可获得钼扫选精矿品位钼13.40%，回收率6.30%。精扫选尾矿含钼1.063%，金属分布率2.07%，如经两次或三次扫选便可最终抛弃第二个尾矿，使工艺流程合理完善。

（五）综合开路试验

在各主要流程及条件试验研究基础上进行了综合开路试验。其工艺流程及药剂条件见图8，试验结果见表6。

表6  综合开路试验结果／%

图8  综合开路试验流程及条件

从表6可看出，综合开路试验的流程及条件获得较好的选别指标，其精矿钼品位达含铜55.33%，含铜0.251%，尾矿1钼品位0.0053%，尾矿2钼品位0.40%，含铜9.529%，钼仅损失回收率0.67%（可作为铜精矿出售）。同时各中矿钼品位及金属分布比较合理。

（六）闭路试验验证

在综合开路流程及条件的基础上进行了闭路试验验证，工艺流程及条件见图9，试验最终指标见表7。

图9  闭路试验流程及条件

表7  闭路试验结果／%

通过闭路试验结果看出，对于大黑山的低品位细颗粒含铜、硫、矿泥的钼矿石，采用一段粗磨矿，粗选用煤油和松醇油最大限度地提高钼回收率，粗精矿加石灰、水玻璃经两次精选脱除黄铁矿和矿泥脉石，精矿再磨加硫化钠抑铜精选，精尾矿两次扫选，钼扫选精矿参与精选循环，精扫选尾矿为第二尾矿弃之，该工艺流程及药剂条件是处理大黑山矿石的较好选择。试验最终获得了较高的钼精矿品位及回收率。

三、结语

大黑山钼矿是亚洲第二大钼矿床，其矿石大部分为品位较低的贫钼矿石，由于钼矿物颗粒较细，且有12.26%的氧化部分。金属矿物中大部分为黄铁矿，含铜相对较高，脉石矿物中含较多的易泥化矿物。这就必然造成选矿工艺复杂，且很难获得较好的选别指标，从而长期影响了大规模开发利用这一大型资源。而技术上解决以贫矿为主大型矿床矿石的选别问题，对我国的钼矿业持续发展起到了一定作用。

由于目前国内外除水冶法外尚无对氧化钼矿石的有效选别方法。本试验研究获得了钼精矿品位47.035%、含铜0.16%、钼回收率88.14%的理想指标。据吉林镍业集团有限公司测算，建3000t／d选矿厂技术和经济上是可行的。如进一步加强对铜的回收其选矿综合经济效益应是较为可观的。