细粒嵌布钼铁型矿石选矿新工艺研究

    中国是世界钼资源较丰富的国家之一，同世界主要钼资源国美国（Climax矿山含钼品位0.212%）和智利（Sierra Gorda铜矿伴生钼品位0.100%）相比，中国钼矿床品位显著偏低。矿床平均品位小于0.11%的占总储量的65%，其中小于0.105%的占10%，中等品位0.11%－0.12%矿床的储量占总储量的30%，品位较富的0.12%－0.13%矿床的储量占我国总储量的4%，而品位大于0.13%的富矿储量只占总储量的1%。为了经济、高效地回收钼及其伴生元素，合理利用资源，降低选矿成本，提升我国钼产品竞争力，本研究针对某斑岩型矿床细脉浸染状矿石进行了一系列选矿试验探索与研究，查清了矿石性质和难选因素，采取针对性措施，获得了符合GB3200-82标准的特级钼精矿及高质量铁精矿。

    一、原矿性质

    （一）原矿主要化学成分分析

    主要化学成分分析结果见表1。可供利用的有价元素主要为钼、铁。

表1  主要化学成分分析结果

    从表1中可以看出，主要回收金属元素钼和铁的品位分别为0.12%和5.87%，其它金属含量比较低，造岩成分中硅、铝含量较高。

    （二）主要矿物的物相分析

    主要矿物的化学物相分析结果见表2。

表2  钼、铁矿物的物相分析结果

    分析结果表明，钼的氧化率不高，铁主要赋存在硅酸盐矿物中，赋存在磁铁矿中的铁较少。

    （三）主要矿物的嵌布关系分析

    矿石以硅酸盐矿物和铝硅酸盐矿物为主，矿石；中主要金属矿物为辉钼矿、磁铁矿，其次还有赤铁，矿、钛铁矿、黄铁矿、黄铜矿、方铅矿等。主要脉石矿物为石英、长石、角闪石，绢云母，其次为方解石、绿泥石、榍石、萤石、滑石、金红石，以及碳质物等。

    1、辉钼矿(MoS₂)：主要呈片状集合体不均匀地嵌布在脉石或近脉裂隙中，除部分以粗粒集合体和微细粒片状单晶嵌布在脉石矿物中外，大部分辉钼矿呈中-细粒片状集合体嵌布在脉石中。辉钼矿多数在0.010～0.147mm，也有一定量的微细粒（-10μm）辉钼矿嵌布在脉石中，这部分辉钼矿只有细磨矿才能充分单体解离，不利于钼的回收。矿石中辉钼矿与石英、绿泥石、长石和方解石的嵌布关系十分密切。

    磁铁矿（Fe₃0₄)：多呈自形、半自形晶粒嵌布在脉石矿物中，大部分磁铁矿以微粒、细粒浸染在脉石矿物中。偶见假象赤铁矿交代磁铁矿，亦有少量微细粒辉钼矿与磁铁矿连生，少量磁铁矿与黄铁矿密切共生。磁铁矿粒度0.005～0.4mm。

    二、方案确定

    矿石中目的金属矿物为辉钼矿，其它金属硫化矿物含量很低，目前尚不具备回收价值。矿石中片状的绢云母、层状的滑石、碳质物等及铜、铅等硫化矿都将影响钼精矿质量，需要分散、抑制；矿石中还含有少量磁铁矿可以综合回收。

    （一）钼选矿技术难点分析

    试验矿石钼的选别技术难点，主要是如何改善某些辉钼矿的可浮性和降低易浮脉石矿物及黄铜矿、方铅矿等硫化物杂质混入钼精矿的问题。由于在成矿过程中导致矿体断裂、断层错动等作用发生，致使某些辉钼矿的晶形变异，可浮性下降。同样，某些辉钼矿呈薄膜状结构极多，过粉碎和泥化，易在选别过程中流失；呈点状辉钼矿被包裹在脉石矿物中不易解离；影响钼精矿品位最大的因素是脉石矿物的结构和性质。矿石中含有大量的泥化硅酸盐、铝硅酸盐和硫酸盐矿物，还含有片状的绢云母、层状的滑石、粒状萤石等，这些脉石矿物以及泥化了的呈黏土状甚至黏泥状的硅酸盐矿物，都会影响辉钼矿的浮选过程，并很容易混入到钼精矿中，使钼精矿品位下降，这些技术难点和影响因素直接关系到选矿方案的制定以及流程结构、药剂制度和工艺参数的优化等。

    （二）不同磨矿细度下矿物的解离度

    不同磨矿条件下钼矿物的解离度测定结果为，磨矿细度60%-74μm时辉钼矿单体占69.9%，65%-74μm时占79.2%，70%-74μm时占83.3%，80%-74μm时占86.6%，90%-74μm时占87.8%。表明在较粗的磨矿细度下，有价矿物辉钼矿单体解离度低，磨矿细度越细单体解离度越高，但磨矿成本高。

    不同磨矿细度下磁铁矿的解离度测定结果表明，即使在磨矿细度为-74μm占90%时，矿石中磁铁矿的解离度仍较低，其单体解离度约为55%。

    （三）试验方案初步确定

    东沟钼矿床属于单一钼矿床，其矿石技术加工性能表现出复杂性，总体选矿方案采用国内外通常采用的浮选方案，在工艺流程方面则采用不同的操作方法：

    1）为降低选矿成本，应尽量采用粗磨浮选抛尾。由于辉钼矿在较粗磨矿细度下单体解离度低，存在一部分连生体，浮选时采用组合捕收剂，发挥其协同效应，强化辉钼矿连生体的浮选，以获得钼回收率尽可能高的粗精矿。

    2）由于钼粗精矿中存在大量连生体，设立精矿再磨，使辉钼矿具有较高的解离度，为获得高质量钼精矿提供保障。

    3）研制或选择适合分散、抑制片状绢云母、层状滑石及大量泥化硅酸盐、铝硅酸盐和硫酸盐矿物的分散剂、抑制剂，以提高钼精矿的品位和质量。

    4）选用针对黄铜矿、黄铁矿、方铅矿等硫化矿的有效抑制剂，保障钼精矿质量。

    5）磁铁矿嵌布粒度以细粒、微细粒为主，粗磨条件下磁铁矿难以达到较好的单体解离，为了降低选铁生产成本，尽可能减少铁粗精矿再磨量。

    根据以上分析，拟采用的选矿试验方案为粗磨浮选抛尾一钼粗精矿再磨精选一浮选尾矿磁选选铁一铁粗精矿多段再磨一多段精选。

    三、试验研究

    （一）粗磨抛尾及组合捕收剂的应用

    由于钼矿石品位低，为了降低选矿成本，需要在较粗的磨矿细度下浮选。辉钼矿具有良好的天然可浮性，对0.15mm的粗石英颗粒，当含1％裸露的辉钼矿使用恰当的捕收剂后即能顺利上浮，所以在钼矿石浮选中，即使较贫的连生体，只要有裸露的辉钼矿并使用适合的捕收剂就能顺利上浮，这为钼矿石粗磨抛尾提供了可能性。

    当钼粗选煤油用量为100g/t，组合捕收剂为混合油（100g/t）、BK310（60g/t）时，不同磨矿细度条件下对比试验结果见图1。

    图1试验结果表明，组合捕收剂发挥了药剂的“协同效应”对钼及其连生体的捕收能力增强，在较粗的磨矿细度下即可获得较高的钼回收率，为降低选矿成本、实现粗磨抛尾提供了保障。

    （二）抑制剂试验

    欲从含有大量连生体的粗精矿选出合格钼精矿必须经过再磨，使粗精矿中的辉钼矿充分单体解离，为辉钼矿与方铅矿、黄铜矿、黄铁矿等硫化矿和脉石矿物的分离提供可能。

    由于矿石中脉石矿物种类繁多，且性质各不相同，采用某一种矿物的抑制剂达不到多重的抑制效果，因此钼精选作业中添加了多种抑制剂实现多重抑制效果。钼粗精矿再磨后精选作业中当水玻璃用量为20g/t，混合油用量为12g/t，松醇油用量为4g/t时，铜抑制剂巯基乙酸钠不同用量时试验结果见图2，结果表明巯基乙酸的对炯矿物有较好的抑制作用，能够有效地降低钼精矿中铜含量。

    （三）磁铁矿综合回收试验

    矿石中还含有少量磁铁矿，嵌布粒度较细且不均匀，-43μm粒级占总量的70%，即使在磨矿细度为-74μm占90%时，磁铁矿的解离度只有55%，为了降低选铁成本，减少铁粗精矿再磨量，实行磁选铁粗精矿多段再磨一多段精选。钼浮选尾矿不同磁场强度下选铁试验结果见图3，当磁场强度为94.4kA/m时，铁粗精矿在不同再磨细度下试验结果见图4。

    试验结果表明，随着磁场强度增加，浮选尾矿选铁粗精矿回收率一直呈增加趋势，进一步证明磁铁矿嵌布粒度较细；当铁粗精矿再磨细度达到95%-25μm时，铁精矿品位可以达到64%以上，作业回收率达到46%以上，对浮选尾矿产率为1.65%，对浮选尾矿的回收率为18.34%，对磁铁矿回收率为78.61%，说明要获得高品位的铁精矿，磁铁矿的充分单体解离是关键。

    （四）扩大试验

    对钼铁型矿石采用先浮后磁选矿顺序。钼浮选原则流程为一段粗磨抛尾，钼两段再磨、八次精选，在两次精选流程中加入粗精矿再磨、擦洗技术，为通过多次精选获得高质量钼精矿产品创造条件；由于钼粗精矿中含有一定量矿泥，还有一部分可浮性好的黄铁矿与绢云母等脉石矿物，经再磨矿后将使矿泥进一步增加，严重影响下一步对钼精矿品位的提高，因此在再磨前设置一段精选作业。为了降低粗精矿再磨量，铁磁选采用多段磨矿一多段磁选的流程方案。

    钼浮选采用一段粗磨抛尾、钼两段再磨、八次精选原则流程，铁磁选一次粗选、两段再磨、三次精选，在原矿磨矿细度65%-74μm条件下连续稳定运转72h的试验指标为：给矿钼品位0.12%、钼精矿品位52.62%、回收率85.88%，铁磁选指标为给矿铁品位6.16%、铁精矿品位62.23%、对原矿全铁回收率18.56%、对磁性铁回收率76.61%。

    四、结语

    1）利用辉钼矿的可浮性，通过使用组合捕收剂，强化辉钼矿及其连生体的浮选，尽量使钼在粗选段上浮保证了钼的回收率，实现了粗磨抛尾、降低选矿成本。

    2）设置了钼粗精矿再磨作业，在精选流程中加入粗精矿再磨、擦洗技术，选用了铜高效抑制剂，保证了辉钼矿具有较高的单体解离度，有效地抑制了黄铜矿等硫化矿物，保障了钼精矿的质量。

    3）采用先浮后磁方案，取得钼精矿品位52.62%、回收率85.88%、铁精矿品位62.23%、对磁性铁回收率76.61%的试验指标，获得了符合标准GB3200-82的特级钼精矿及高质量铁精矿，为斑岩型细脉浸染状矿石选矿工艺找出了一条新的途径，为该钼矿的开发利用提供了可靠的技术依据。