近年来微细粒浮选设备研究取得了长足的进步，旋流-静态微泡浮选柱分选技术等在微细粒矿物分选领域的推广和应用领域逐步扩大。在全国各选煤厂的煤泥浮选中，浮选柱得到了成功的应用，在洁净煤和超低灰煤制备中也取得了重大突破；在金属矿分选领域中正在得到广泛的应用，在提高精矿品位、提升产品档次和提高回收率方面显示出了比浮选机更为明显的优势。如能在资源有限的钼矿分选中得到广泛的推广和应用，无疑具有十分重要的意义。
一、旋流-静态微泡浮选柱简介
（一）旋流-静态微泡浮选柱的基本原理
旋流-静态微泡浮选柱主体结构包括柱分离段、旋流分离段、气泡发生与管浮选段3部分。其基本结构和原理见图1。
图1 旋流-静态微泡柱分选原理1-喷淋水管；2-柱体；3-气泡发生器；4-阀门；5-泵整个浮选柱为一体，柱分离段位于整个柱体上部，用于原料预选，并借助其选择性优势得到高质量精矿；旋流分离段采用柱-锥相连的水介质旋流器结构，并与柱分离段呈上、下结构的直通连接。从旋流分选角度，柱分离段相当于放大了的旋流器溢流管。在柱分离段的顶部，设置了喷淋水管和泡沫精矿收集槽；给矿点位于柱分离段中上部，最终尾矿由旋流分离段底口排出。气泡发生器与管浮选段直接相连成一体，单独布置在柱体体外；其出流沿切向方向与旋流分离段柱体相连，相当于旋流器的切线给料管。
这种浮选柱的原理优势主要有：①将浮选与重选方法相结合，形成综合力场优势，提高了分选效率；②形成以重选、浮选为核心的多重循环强化分选链；③过饱和溶解气体析出及采用高效射流成泡方式形成微泡；④填料和筛板的混合充填方式，构成了柱体内的“静态”分离环境。
（二）旋流-静态微泡浮选柱的工业应用现状
目前，旋流-静态微泡浮选柱在煤炭分选方面已基本应用成熟，系列柱分选设备已在国内外近200家选煤厂得到推广应用，并在此基础上开发了以浮选柱为核心的煤泥分选工艺。它不仅实现了先进分选方法的结合，并使得浮选厂房降低一半，电耗明显降低，同时也在精煤灰分、精煤水分、可燃体回收率等主要技术指标方面取得突破性进展。
在“十五”国家重点科技攻关项目的推动下，柱分选设备在金属矿物分选方面也不断取得突破。分别在柿竹园有色金属公司白钨粗选尾矿、东川高氧化率低品位铜矿、弓长岭矿业公司、内蒙齐华硫化铜矿、紫金湿法冶金浸渣、金川公司镍矿石、福建尤溪矿业公司铅锌浮选尾矿等不同金属矿石及沥青等非金属矿石进行了实验室浮选柱分选试验的基础上，在福建尤溪矿业公司、湖南柿竹园有色金属有限责任公司、云南金沙矿业公司、鞍钢集团弓长岭矿业公司以及齐华矿业集团进行了分流工业试验。目前，旋流-静态微泡浮选柱已在柿竹园有色金属公司萤石分选、白钨粗选、铜铅锌分选，内蒙齐华矿业公司铜硫分离及铜精选，弓长岭矿业公司磁铁矿反浮选，云铜集团玉浮矿业公司大红山铜矿选矿厂全流程铜分选，紫金集团新疆阿舍勒铜矿半优先浮选作业等多种矿石分选作业投入工业运行。
（三）旋流-静态微泡浮选柱的特点
与其他浮选设备相比，旋流-静态微泡浮选柱主要有如下特点：
1、分选精度高，流程简单。柿竹园萤石浮选采用1次粗选、3次精选流程，可稳定获得高品位合格萤石精矿；与浮选机1次粗选、2次扫选、9次精选、2次精扫的14段作业相比而言，流程结构大大简化；浮选柱1次分选合格尾矿，1次粗选精矿品位达到90.00%以上，相当于浮选机4～5段的选别效果。此外，柿竹园白钨粗选作业采用1次粗选，1次精选流程取代柿竹园有色金属公司白钨矿粗选1次粗选、2次扫选、3次精选流程，精矿品位比浮选机提高4～8个百分点，回收率提高3～5个百分点。
2、动力消耗低。在柿竹园的萤石分选及白钨粗选作业结果表明，使用浮选柱可比使用浮选机在浮选环节节约装机功率1/5以上。
3、系统运行稳定。设备操作维护方便，故障率低，过程运行稳定；主要易损件为气泡发生器，浮选柱在萤石分选及磁铁矿反浮选的应用表明，采用高标号氧化铝微晶陶瓷作为气泡发生器的内芯，气泡发生器可耐高硬度物料的磨蚀，经检测，1年的工业运行，主过流部件磨损率不到5%。
4、尾矿自动控制。采用压力传感器-数显仪-电控阀门闭路控制，可实现液面的稳定调控。同时留有远程控制接口，可实现集中控制。
二、国内钼矿的资源分布和矿石特性
目前已发现的钼矿物有十几种，其中具有工业价值的主要是辉钼矿。
（一）钼矿床的分布
钼矿床分为4大类：斑岩钼矿床、矽卡岩型钼矿床、斑岩型铜钼矿床和其他钼矿床。我国钼资源矿床类型复杂，但以斑岩型钼矿床为主，占到全国总储量的77.3%，矽卡岩型钼矿床占16.4%，其他类型钼矿床仅占到总储量的6.3%。单一矿石的钼储量占全国总储量的29.7%，其余则为铜钼型、钼钨型、钼铁型等共生矿床。但总体来说，小于0.10%品位的储量约占总储量的65%，而大于0.30%品位的富矿仅占总储量的1%左右。
国内钼矿资源主要有河南栾川的特大型接触变质型钼钨矿床、陕西金堆城特大斑岩型钼矿床、辽宁杨家杖子大型接触变质型钼矿床和吉林大黑山斑岩型钼矿床，钼储量占全国钼总储量的70%左右。
（二）钼矿石的特点
除少数地方（杨家杖子、兰家沟等地）的为单一的钼矿石外，国内大多数钼矿石为伴生钼矿石，主要有铜钼矿石、钨钼矿石、炭质铜钼矿石和钡铀钼矿石等。
辉钼矿的晶体结构类似于石墨，层间的分子力表现为非极性；沿S-Mo-S层间破坏而暴露聘为的端面为极性键。研究表明，辉钼矿的可浮选性取决于不同粒度的辉钼矿的面棱比，分子键裂面即｛001｝面占的比例越大，可浮性就越好；反之，过粗或过细的辉钼矿石由于｛001｝面比例减小而导致可浮性下降。另外，氧化的辉钼矿接触下降、亲水力增强，从而导致可浮性下降，氧化程度越高，可浮性越差。
三、辉钼矿柱式分选实践
传统的钼矿分选工艺是采用浮选机流程，流程复杂，精选往往需要7～10次；而采用旋流-静态微泡浮选柱分选工艺流程（简称柱式分选），精选段只需要2～3次就可以达到理想的精矿指标，甚至可以不需要扫选环节就可以达到满意的回收率，大大简化了流程，提高了钼矿分选的效率。
目前采用柱式分选工艺已经进行了河南两个地方不同种类钼矿石的中试试验项目，均取得了满意的效果。
（一）氧化矿钼矿分选试验
河南某矿钼矿石为强矽卡岩化的蛇纹石化辉钼矿矿石、绿泥石化辉钼矿矿石、强褐铁矿化氧化贫矿石。有用成分主要是氧化程度较高的辉钼矿，矿物嵌布以微细粒嵌布为主；脉石矿物中绿泥石、蛇纹石、滑石等易泥化的矿物较多。大量原生及次生矿泥影响了钼的回收率，因此该钼矿为国内外极难选钼矿。[next]
该矿现有1100t/d处理量的选矿厂，分为2个系列。一系列为500t/d的处理量，采用1次粗选、3次扫选、10次精选的流程；二系列规模为600t/d，采用1次粗选、4次扫选、10次精选的流程。
上述流程存在的主要问题是：①钼金属回收率低，仅有40.00%～50.00%；②钼精矿品位低，钼精矿品位仅为15.00%～20.00%，达不到钼精矿最低国家质量标准。
2006年3月该矿与中国矿业大学合作，采用柱式分选工艺分别进行了-20μm粒级细泥浮选柱半工业分流试验，随后进行了粒级半工业分流试验和精选分流试验，取得了满意的试验效果；2007年8月该厂安装了3台工业浮选柱，经过调试试验，系统稳定运行。
细泥部分是入浮原矿分流了一部分进行水力旋流器分级，-20μm粒级部分进入柱分选系统，经1次粗选、2次精选获得精矿产品和尾矿；全粒级分选是直接从入浮原矿分流进入柱分选系统进行分选；精选部分是直接引入浮选机粗选精矿经3次精选获得最终钼精矿产品。
细泥和全粒级分选流程见图2，精选流程见图3。
图2 细泥/全粒级分流试验流程
细泥部分半工业分流试验结果见表1，全粒级半工业分流试验结果见表2，精选分流试验结果见表3。
表1 细粒级矿石半工业分流试验结果 %
| 班次 | 浮选柱 | 浮选机 | ||||||
| 原矿 | 精矿 | 尾矿 | 回收率 | 原矿 | 精矿 | 尾矿 | 回收率 | |
| 1234平均 | 0.1690.1980.1800.2100.189 | 27.4029.6027.4528.3829.21 | 0.0700.0820.0780.0830.078 | 58.7358.7556.8360.6558.74 | 0.1860.1950.2170.2040.201 | 22.1718.5818.8317.9619.39 | 0.090.1210.1170.1020.108 | 51.8237.9546.3750.2946.61 |
从表1看出，对于细粒级钼矿的分选，柱式分选比浮选机流程有明显的优势，精矿品位提高了8.82个百分点，回收率提高了12.13个百分点。由于该矿石的高氧化部分大部分赋存于细粒级中，所以将细粒级分级出来采用柱式分选是有良好效果的。
表2 全粒级矿石稳定性试验结果 %
| 班次 | 浮选柱 | 浮选机 | ||||||
| 原矿 | 精矿 | 尾矿 | 回收率 | 原矿 | 精矿 | 尾矿 | 回收率 | |
| 12345平均 | 0.1950.1840.1970.1950.1910.192 | 29.4926.4731.8930.7130.5429.82 | 0.1020.0630.0930.0970.1000.091 | 47.8665.9252.9550.4147.8052.77 | 0.1860.2120.1940.1900.1880.194 | 19.6717.8518.1116.3818.2018.04 | 0.1080.1110.09840.1080.1040.106 | 42.1747.9449.5543.1644.9445.63 |
从表2看出，全粒级钼矿分选，与细闰级比较，柱式分选精矿变化不大，但是尾矿稍微偏高。主要原因是矿石粒度变粗，未完全解离的部分增加；但是比同条件下浮选机流程的分选结果要好，在入料性相当的情况下，柱式分选的精矿品位提高了11.78个百分点，回收率提高7.14个百分点。 表3 浮选柱精选分流试验结果
| 班次 | 粗精 | 浮选柱 | 浮选机 | ||||
| 精矿 | 精尾 | 回收率 | 精矿 | 精尾 | 回收率 | ||
| 123平均 | 1.732.031.861.87 | 38.7437.5239.2938.52 | 0.2350.2840.3190.279 | 86.9486.6783.5385.70 | 19.8917.3519.2618.50 | 0.7980.6720.6530.708 | 56.2569.5967.1764.61 |
从表3看出，与浮选机10次精选结果相比，同等入料条件下，柱式分选两段精选的效果更好。精矿品位可以提高到38.52%，比浮选机提高了20.02个百分点，精选回收率提高 21.09个百分点。
氧化矿钼矿的半工业分流试验结果表明，柱式分选对于高氧化率钼矿石有着比普通浮选机流程更为高效的分选效率。由于矿石氧化程度较高，在现有药剂制度条件下，精矿品位很难提高到40.00%以上，回收率也很难提高到65.00%以上。
（二）脉石型钼矿分选试验
该矿钼矿石为石英脉型辉钼矿床，主要为花岗斑岩和安山玢岩结构。有用矿物为辉钼矿，主要伴生矿物有磁铁矿、黄铁矿和钛铁矿等；脉石矿物主要有石英、长石、云母、绿泥石等；矿石中的辉钼矿嵌布粒度细，与脉石矿物关系密切，容易被包裹其中，分离难度大；另外矿石含有大量的黄铁矿，极易和精矿同时浮出，也增加了分选难度。因此该矿石为难选辉钼矿。
该矿现有1座处理能力2000t/d选厂，粗选部分包括原来老厂的800t/d和扩建的1200t/d两个系统。800t、1200t粗磨粗选系列的粗精矿混合后，进入分级再磨和精选系统，粗精矿经过一段再磨，9次精选，1次扫选，最终钼粗矿品位可以达到45.00%左右，精选回收率73%左右。该系统存在的主要问题是：①作业环节复杂、精选次数多、流程过长，不利于系统稳定；②浮选效率较低（钼精矿品位45%左右）且不够稳定。为提高钼精矿的品位及精选环节的作业回收率，该矿委托中国矿业大学在2000t/d选矿厂进行了浮选柱精选增工业分流试验，取得了满意的分选效果。
精选半工业分流试验的入料为粗精矿经水旋流器分级后的溢流，经过3次柱式精选获得最终精矿产品。浮选柱精选系统半工业分流流程见图2，试验结果见表4。
表4 浮选柱精选分流试验结果 %
| 班次 | 浮选柱 | 浮选机 | ||||||
| 原矿 | 精矿 | 尾矿 | 回收率 | 原矿 | 精矿 | 尾矿 | 回收率 | |
| 123456平均 | 8.517.245.365.886.434.746.36 | 52.6153.0650.2351.6553.8749.5951.84 | 0.6720.6130.5570.5420.5710.5390.582 | 93.3092.6090.6191.7592.1089.6091.88 | 9.327.156.425.767.475.616.96 | 48.0746.3845.4345.8946.9645.3546.35 | 1.6581.6201.4511.4791.5020.9511.444 | 85.1580.1479.9576.8082.5384.8381.80 |
从表4看出，用柱式3次精选，可以使钼精矿品位提高到51.84%，比浮选机9次精选、1次扫选的精矿高5.49个百分点。根据钼矿国家标准，可以提高钼精矿产品档次；回收率提高到了91.88%，比浮选机流程回收率提高了 10.08个百分点。
上述数据结果体现出了柱式分选对该类钼矿石分选方面比浮选机流程具有明显的优势。
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