河南某低品位混合钼矿选矿试验研究.pdf

2 0 1 9 年第6 期有色金属 选矿部分 3 7 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．j s s n ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 9 ．0 6 ．0 0 8 河南某低品位混合钼矿选矿试验研究 王 素，齐向红，葛阳阳，田江涛，危刚 河北省地质实验测试中心，河北保定0 7 1 0 5 1 摘要河南某钼矿品位低，氧化率高，为低品位混合型钼矿，为了对其进行可选性评价．进行了矿石性质及实验室选矿 试验研究，最终采用B K 4 及J D M o 为捕收剂，硅酸钠、碳酸钠、磷洛克斯、硫化钠为调整剂，通过钼混合浮选再分离的浮选试 验流程，从含钼o ．0 9 5 ％的原矿中得到了钼品位为45 ．8 1 ％。钼回收率为6 7 ．5 8 ％的钼精矿产品及钼品位1 ．9 7 ％，钼回收率 2 2 ．0 1 ％的钼中矿产品，钼资源得到了综合回收，选矿指标理想，为该矿的开发利用提供了科学依据。 关键词低品位；高氧化率 中图分类号T D 9 5 4 ；T D 9 2 3文献标志码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 9 0 6 一0 0 3 7 一0 6 B e n e f i c i a t i o nT e s to faL o w 。g r a d eM i x e dM o l y b d e n u mO r ei nH e n a n W A N GS “，Q ，X i ＆”g ，j o 以g ，G EY a 行g y “九g ，丁I A N - ，i 以行g ￡以o ，W E IG n 钾g H P 6 P iG P o Z o g i f 口2T P s fC P 以f P r ，B 口o d i 行gH P i 6 P i7 j 0 0 5 5 ，C i 卵n A b s t r a c t Am o I y b d e n u mo r ei nH e n a np r o v i n c ei so fl o wg r a d ea n dh i g ho x i d a t i o nr a t e ． I no r d e rt o e v a l u a t ei t sw a s h a b i l i t y ，o r ep r o p e r t i e sa n dl a b o r a t o r yb e n e f i c i a t i o nt e s t sw e r ec a r r i e do u t ．B K 4a n dJ I M o w e r eu s e da sc o l l e c t o r s ，s o d i u ms i l i c a t e ，s o d i u mc a r b o n a t e ，p h 。s p h o r o u sl o c k sa n ds o d i u ms u l f i d ew e r eu s e d a sa d j u s t m e n t s ． T h r o u g ht h ef l o t a t i o n t e s tf l o wo f m 0 1 y b d e n u mm i x e df l o t a t i o n a n ds e p a r a t i o n ，t h e m 0 1 y b d e n u m c o n c e n t r a t ew i t h4 5 ．8 1 ％ m o l y b d e n u mg r a d e a n d6 7 ．5 8 ％ m 0 1 y b d e n u mr e c o v e r y a n d m o l y b d e n u mm i d d l i n g sw i t h1 ．9 7 ％m o l y b d e n u mg r a d ea n d2 2 ．0 1 ％m o l y b d e n u ma r eo b t a i n e df r o mt h er a w o r ew i t h0 ．0 9 4 ％ m o l y b d e n u m ， f r o mw h i c hm 0 1 y b d e n u mh a sb e e nc o m p r e h e n s i v e l yr e c o v e r e d ，a n dt h e b e n e f i c i a t i o ni n d e xi si d e a l ，w h i c hp r o v i d e sas c i e n t i f i cb a s i sf o rt h ed e v e l o p m e n ta n du t i l i z a t i o no ft h em i n e ． K e yw o r d s l o wg r a d em 0 1 y b d e n u mo r e ；r e f r a c t o r ym o l y b d e n u mo r e 我国钼矿石资源丰富，属于优势矿产资源，但随 着我国钼矿资源的开发利用，易采易选的原生钼矿 资源日渐枯竭，以前被弃采弃选的低品位、表化矿及 复杂难处理钼矿资源的开发则日益受到重视。不断 开发新型高效的的选矿药剂、优化钼矿选矿工艺、提 高复杂难处理钼矿资源综合利用对我国钼矿资源的 可持续发展具有重要意义[ 1 ] 。根据钼矿石氧化率高 低不同，可以分为硫化矿、混合矿、氧化矿三类。赵 平曾对某难选钼矿采用硫化钼和氧化钼混合浮选全 浮选流程得到浮选粗精矿，然后酸处理除去碳酸盐 及其它酸溶脉石矿物，得到钼精矿品位4 5 ．6 5 ％，钼 回收率7 0 ．6 8 ％的钼精矿[ 2 ] 。河南某钼矿品位较低， 且矿石风化较严重，氧化率高达1 6 ．8 4 ％，可以称为 混合矿，且该矿钼矿物嵌布粒度较细，给其选矿带来 了一定的难度。本文针对该钼矿石的特点，进行了 矿石性质及选矿试验研究，以期制定合理的药剂制 度及科学的选矿流程，为该钼矿资源的开发利用提 供依据。 1 原矿性质 该钼矿含矿岩石有砂岩、石英脉和构造角砾岩 等。矿石中金属矿物包括辉钼矿、钼铅矿，微量黄铁 矿、闪锌矿、黄铜矿、方铅矿等。非金属矿物主要为 石英，其次为钾长石、绢云母、伊利石等。辉钼矿及 钼铅矿为选矿的目的矿物。辉钼矿其呈细小鳞片 状，以浸染状、细脉浸染状和细脉状分布在矿石中， 单晶片径多在O ．0 4m m 以下。钼铅矿为另一个选 钼目的矿物，由辉钼矿和方铅矿在风化淋滤作用下， 收稿日期2 0 1 9 一0 4 1 7 修回日期2 0 1 9 1 0 一1 l 作者简介王素 1 9 8 5 一 ，女，河北衡水人，硕士，工程师，主要从事选矿1 二艺研究。 万方数据 3 8 有色金属 选矿部分2 0 1 9 年第6 期 以含钼铅的水溶液形式运移至异地重新化合沉积而形石英晶粒形式存在，或以石英脉形式存在，或呈他 成，主要赋存在构造角砾岩中，粒度一般在o ．0 3m m形粒状赋存在斑岩基质中。 以下。石英或以砂岩中的碎屑物形式存在，或以他原矿化学成分分析结果见表1 。 表1 原矿化学成分分析结果 T a b l el A n a l y s i sr e s u l t so fc h e m i c a lc o m p o s i t i o no fr a wo r e s／％ 成分s i 0 2A 1 2 0 3 T F eC a M g K 2 N a 2 SM n 总C M oC uP bZ n 灼减A s 含量7 5 ．6 31 ．8 82 ．0 6O ．9 8O ．0 5 8O ．】7O ．O 】5O ．3 6O ．】7O ．5 9O ．0 9 5O ．0 0 】5O ．0 7 0O ．0 】23 ．7 4O ．0 0 1 矿石中钼的化学物相分析结果见表2 。及药剂制度见图1 ，试验结果见图2 。 表2钼元素的化学物相分析结果 T a b l e2 C h e m i c a lp h a s ea n a l y s i sr e s u l t s o fm o I y b d e n u m ／％ 矿石中的钼有8 3 ．1 6 ％以硫化钼的形式存在，另 外约1 6 ．8 4 ％的钼以氧化态存在。 2选矿试验 2 ．1 试验方案探讨 该矿属于低品位钼矿石，主要有回收价值的为 钼元素．其中约有8 3 ．1 6 ％的钼以辉钼矿的形式存 在，是回收的主要目的矿物，采用浮选的方法即可进 行回收。另有约1 6 ．8 4 ％的钼以氧化钼的形式存在， 且这部分氧化钼与硫化钼矿物关系紧密，易造成浮 选钼精矿品位提高困难，铅含量超标。综合回收硫 化钼与氧化钼有混合浮选和优先浮选两种流程。对 于该钼矿宜采用混合浮选流程，优势是可以缩短生 产流程、降低设备投资及药剂成本，而且浮选过程易 于控制’3 ] 。探索试验发现，添加硫化钠对钼矿硫化 处理，采用硫化钼矿捕收剂B K 4 即能得到较高的钼 回收率；混合精矿添加磷洛克斯作为抑制剂，J D M o 作为精选捕收剂，实现了硫化钼及氧化钼的分离，硫 化钼部分通过多次精选得到硫化钼精矿产品，氧化 钼部分仅采用浮选的方法较难回收，可以浮选使钼 铅矿富集，然后采用化学浸出的方法生产钼酸铵，达 到矿物资源的综合利用，试验过程中并通过试验现 象及时调整药剂制度及选矿工艺对提高钼选矿指标 较关键。 2 ．2 钼混合浮选条件试验 2 ．2 ．1 钼混合浮选磨矿细度试验 适宜的磨矿细度是根据矿石中有用矿物的嵌布 粒度，通过选矿试验确定的。该钼矿物嵌布粒度较 细小，通过一段磨矿难以完全解离，且其中的钼矿物 硬度小易过粉碎，确定采用阶段磨矿阶段浮选的工 艺[ 3 】。首先进行粗选磨矿细度试验，试验工艺流程 零 趟 Ⅱ警 备 蜒 器 原矿 药剂用量单位∥t 3 j 硅酸钠l5 3 ； 碳酸钠l5 3 松醇油5 0 钼粗选 钼粗精矿尾矿 、浮选时间单位m i n ，下同 m 含量 变量 图1钼粗选磨矿细度试验工艺流程图 F i g ．1 F l o wc h a r to fg r i n d i n gf i n e n e s s t e s tf o rm o l y b d e n u m 一0 ，0 7 4m m 含量／％ 图2 粗选磨矿细度试验结果 F i g ．2 T e s tr e s u l t so fr o u g h i n gg r i n d i n gf i n e n e s s 图2 试验结果看出随着磨矿细度增加，钼精矿 品位先增加后降低，钼回收率随着细度增加逐渐升 高，在磨矿细度从一7 4p m 含量7 0 ％增加到一7 4 “m 含量8 0 ％时，钼回收率增幅较缓，钼精矿品位有下 降，在保证钼精矿回收率的情况下，兼顾钼精矿的品 位，故确定钼粗选磨矿细度为一7 4 “m 含量7 0 ％。 2 ．2 ．2 钼混合浮选硅酸钠用量试验 硅酸钠对脉石矿物有分散作用，添加硅酸钠作 为脉石矿物抑制剂，下面进行粗选硅酸钠用量试验 工艺流程见图1 ，固定磨矿细度为一7 4 肚m 含量 万方数据 2 0 1 9 年第6 期 王素等河南某低品位混合钼矿选矿试验研究 3 9 7 0 ％，硅酸钠用量分别为10 0 0 、1 5 0 0 、2 0 0 0 、25 0 0 g ／t ，其它条件见图1 所示，试验结果见图3 。 硅酸钠用量／ g t 。1 图3 硅酸钠用量试验结果 F i g ．3 T e s tr e s u l t so fs o d i u ms i l i c a t ed o s a g e 图3 试验结果看出，随着硅酸钠用量的增加，钼 品位大致趋势都是在提高，钼回收率大致趋势也在 上升，在硅酸钠用量从20 0 0g ／t 提高到25 0 0g ／t 时，钼粗精矿品位及回收率提高的幅度较缓，故选用 硅酸钠用量20 0 0g ／t 。 2 ．2 ．3 钼混合浮选碳酸钠用量试验 碳酸钠作为钼混合浮选的碱性调整剂，可以改 善矿物表面状况，有利于浮选药剂的作用条件；对碳 酸钠用量进行了条件试验。碳酸钠用量分别为 10 0 0 、1 5 0 0 、2O O o 、25 0 0 、30 0 0g ／t ，固定磨矿细度 为一7 4 扯m 含量7 0 ％，硅酸钠用量为20 0 0g ／t ，其它 药剂制度及试验流程仍见图1 ，试验结果见图4 。 图4 石灰用量试验结果 F i g ．4 T e s tr e s u l t so f1 i m ec o n s u m p t i o n 图4 结果可以看出随碳酸钠用量从10 0 0g ／t 增 加到30 0 0g ／t ，钼精矿品位先升高后降低，钼粗精矿回 收率逐渐升高，故选碳酸钠用量为20 0 0g ／t 较为合适。 2 ．2 ．4钼混合浮选硫化钠用量试验 钼混合浮选过程中，硫化钠可以作为氧化钼的 硫化剂，且硫化钠具有清洗矿物表面的洗涤作用，脱 除硫化钼表面的矿泥罩盖，使之可浮性增加等作 用。川，但是硫化钠用量非常关键，通过添加硫化钠作 为混合钼混合浮选的调整剂，并对硫化钠用量进行 了试验，硫化钠用量分别为10 0 0 、1 5 0 0 、2o O o 、 25 0 0 、30 0 0g ／t ，固定磨矿细度为一7 4 扯m 含量7 0 ％，硅 酸钠用量为20 0 0 ∥t ，碳酸钠用量为2o O og ／t ，其它药 剂制度及试验流程仍见图1 ，试验结果见图5 。 零 氆 Ⅱ鲁 捂 蜒 器 硫化钠用量， g ’t 。 图5 硫化钠用量试验结果 F i g ．5 T e s tr e s u l t so fs o d i u ms u l f i d ed o s a g e 图5 试验结果可以看出，随着硫化钠用量从 10 0 0g ／t 增加到3o o og ／t ，钼精矿回收率先升高后 降低，钼精矿品位先降低后升高，为了保证混合浮选 钼的回收率，确定硫化钠用量为2O o Og ／t 。 2 ．2 ．5 钼粗选捕收剂用量试验 通过大量的捕收剂条件试验，发现组合药剂 B K 4 北矿院研发 对该钼的捕收能力较强，确定其 作为钼混合浮选的捕收剂；发现J n M o 金堆城研 发 对该硫化钼的选择性较好，确定其作为钼精选捕 收剂。对粗选捕收剂B K 4 的用量进行了条件试验， 试验工艺流程见图1 ，试验固定磨矿细度一7 4 “m 含 量7 0 ％，硅酸钠用量为20 0 0g ／t ，碳酸钠用量为 20 0 0g ／t ，硫化钠用量为20 0 0g ／t 及试验流程仍见 图1 ，试验结果见图6 。 图6 试验结果看出，随着B K 4 用量增加，钼粗 精矿品位有下降趋势，回收率有上升趋势，综合考 虑，确定B K 4 粗选用量为1 0 0g ／t 。 2 ．3 钼精选条件试验 2 ．3 ．1 第二段磨矿细度试验 辉钼矿及钼铅矿粒度细小，钼混合粗精矿再磨 使辉钼矿、钼铅矿与其它矿物充分解离，首先进行了 万方数据 4 0 有色金属 选矿部分2 0 1 9 年第6 期 粗精矿再磨细度条件试验，再磨细度分别为一4 5 肚m 含量7 0 ％、8 0 ％、9 0 ％，药剂制度及试验流程按照图 7 所示，试验结果见表3 。 堡 趔 口暑 b 婆 器 B K 4 用量， g t 一1 图6B K 4 用量试验结果 F i g ．6 T e s tr e s u l t so fB K 4d o s a g e 钼粗精矿 0 ／活性炭5 0 0 3 硅酸钠l0 0 0 3 碳酸钠10 0 0 3 磷洛克斯5 0 0 3 J D M o5 0 2 松醇油2 5 钼精选I 钼精矿钼中矿 图7 钼精选二段磨矿细度试验工艺流程图 F i g ．7 F 1 0 wc h a r to fs e c o n ds t a g eg r i n d i n gf i n e n e s s t e s tf o rm o l y b d e n u mc o n c e n t r a t e 表3钼精选二段磨矿细度试验结果 T a b l e3F i n e n e s st e s tr e s u l t so fs e c o n d s t a g eg r i n d i n go fm o l y b d e n u mc o n c e n t r a t e ／％ 表3 试验结果可以看出，第二段磨矿细度从一 4 5 “m 含量7 0 ％增加到9 0 ％，钼精矿钼品位逐渐升 高，钼精矿回收率先升高后降低，在磨矿细度一4 5 弘m 含量8 0 ％时，钼精矿铅品位最低，确定二段磨矿细度 为一4 5 “m 含量8 0 ％。 2 ．3 ．2 钼精选磷洛克斯抑铅试验 粗选得到的钼精矿为辉钼矿及钼铅矿的混合 物，选择磷洛克斯 m P S 。 m N a 0 H 一1 1 ．3 作为钼精选铅抑制剂，进行硫化钼及钼铅矿分 离磷洛克斯用量条件试验。试验流程见图7 ，试验结 果见表4 。 表4钼精选磷洛克斯试验结果 T a b l e4T e s tr e s u l t so fP h o s D h o r u sI 。o c k s f o rM 0 1 y b d e n u mC o n c e n t r a t i o n ／％ 表4 试验结果可知，添加磷洛克斯与不添加相 比，抑制铅效果显著，当磷洛克斯用量从3 0 0g ／t 增加 到6 0 0g ／t 时，钼粗精矿铅含量下降明显，钼精矿品位 及回收率都有上升趋势，继续增加磷洛克斯用量，钼 粗精矿铅含量下降不明显，钼品位及回收率都有下降 趋势，确定第一段钼精选磷洛克斯用量为6 0 0g ／t 。 2 ．3 ．3 第三段磨矿细度试验 对第二段磨矿精选后得到的钼精矿品位依然较 低，光学显微镜下观察发现仍有部分钼矿物没有单 体解离，需要再增加第三段磨矿作业。进行第三段 磨矿细度条件试验，试验流程见图8 ，试验结果见 表5 。 表5 试验结果可以看出，第三段磨矿细度从 一4 5 “m 含量9 0 ％增加到9 8 ％，精矿钼品位先升高 后降低，磨矿细度一4 5 扯m 含量9 5 ％时，钼精矿中铅 含量最低，综合钼精矿品位及回收率指标，确定第三 段磨矿细度为一4 5 肚m 含量9 5 ％。 万方数据 2 0 1 9 年第6 期 王素等河南某低品位混合钼矿选矿试验研究 4 1 钼粗精矿 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - - _ ●_ _ _ _ _ _ _ _ _ 三警堂矿n - 4 5 斗m 含量8 0 ％ 活性炭5 0 0 ＼T ／ 3 ≥I 硅酸钠10 0 0 3 I f | 松醇油2 5 钼精l 选I I 精选I 药剂用量的4 ，5 钼精l 选Ⅱ 揪黼搬引怠㈣二巧 钼精I 选Ⅲ／ 钼精矿 钼中矿 图8钼精选第三段磨矿细度试验工艺流程图 F i g ．8 F 1 0 wc h a r to fg r i n d i n gf i n e n e s st e s ti nt h et h i r ds t a g eo fm o l y b d e n u mc o n c e n t r a t i n g 表5 第三段磨矿细度条件试验结果合回收的目的。 T a b l e5T e s tr e s u l t so fg r i n d i n gf i n e n e s s2 ．4 钼浮选闭路试验流程及结果 c o n d i t i o n si nt h et h i r ds t a g e ／％ 三曩专莩篓产物名称产率鲁器 钼精矿 4 ．9 22 9 ．19O ．2 4 6 3 ．9 9 2 ．13 9 8 钼中矿 9 5 ．0 8O ．8 50 ．5 7 3 6 ．0 1 9 7 ．8 7 钼粗精矿1 0 0 ．O2 ．2 4 0 ．5 51 0 0 ．O 1 0 0 ．O 在大量的探索试验及条件试验的基础上，进行 了多次开路试验，并根据试验结果进行了药剂制度 及工艺流程的调整，确定了钼混合浮选再分离，扫选 3 次，硫化钼矿精选6 次，氧化钼精选1 次，精扫1 次 的开路试验流程。试验发现，氧化钼部分仅通过增 加精选次数钼品位提高不明显，这是由于氧化钼与 脉石矿物浮选性质差别不大，因此仅采用浮选的方 法对该部分钼进行富集，得到品位较低的钼中矿产 品，然后可以继续进一步富集，并采用化学浸出的方 法生产钼酸铵[ 4 ] ，可以达到钼矿资源较大限度的综 在开路试验的基础上，模拟现场工艺流程进行 了实验室闭路试验，目的是通过闭路试验，考察中矿 返回对产品质量的影响[ 5 ] ，确定工业生产最佳的选 矿工艺及药剂制度，闭路试验流程及药剂制度见图 9 ，闭路试验结果见表6 。 从试验结果表6 可以看出，最终采用钼矿混合 浮选再分离浮选的闭路试验流程，得到了钼精矿品 位为4 5 ．8 1 ％，钼精矿回收率为6 7 ．5 8 ％的合格的钼 精矿产品及钼品位1 ．9 7 ％，回收率为2 2 ．0 1 ％的钼 中矿产品，钼总的回收率达到了8 9 ．5 9 ％，选矿指标 理想。 3结论 1 该钼矿含矿岩石有砂岩、石英脉和构造角砾 岩等。辉钼矿为选矿的目的矿物，其呈细小鳞片状， 以浸染状、细脉浸染状和细脉状分布在矿石中，单晶 片径多在o ．0 4m m 以下，粒度较细小，部分硫化钼 矿物表面氧化，另有部分钼矿物以氧化态形式存在， 该钼矿氧化率高较难选。 万方数据 4 2 有色金属 选矿部分2 0 1 9 年第6 期 原矿 表6 T a b l e6 图9钼浮选闭路试验工艺流程图 F i g ．9 C l o s e dc i r c u i tf l o w c h a r to fm o l y b d e n u mf l o t a t i o nt e s t 浮选闭路试验结果总的回收率达到了8 9 ．5 9 ％，选矿指标理想。 T e s tr e s u l t so fm o l y b d e n u m f 【o t a t i o nt e s t 3 钼中矿产品后续需要进一步富集，并采用化 ／％学浸出的方法处理，另需试验研究。 2 试验研究表明B K 4 及J p M o 分别为混合浮 选捕收剂及硫化钼精选捕收剂，硅酸钠、碳酸钠、磷 洛克斯、硫化钠为调整剂，钼矿混合浮选再分离浮选 的试验流程，从含钼o ．0 9 5 ％的原矿得到了钼品位为 4 5 ．8 l ％，钼回收率为6 7 ．5 8 ％的合格钼精矿产品及 钼品位1 ．9 7 ％，回收率为2 2 ．0 1 ％的钼中矿产品，钼 参考文献 [ 1 ] 邱丽娜，戴惠新．钼矿的浮选工艺及药剂现状[ J ] ．现代矿 业，2 0 0 9 7 2 2 2 3 ． [ 2 ] 赵平，邵伟华，张艳娇，等．某难选钼矿混合浮选试验研究口] ． 金属矿山，2 0 0 9 9 9 8 1 0 1 ． [ 3 ] 胡岳华，冯其明．矿物资源加] 二技术与设备[ M ] ．北京科 学出版社，2 0 0 6 1 8 7 一1 8 8 ． [ 4 ] 沈旭，熊岜，李柏村．浮选技术[ M ] ．重庆重庆大学出版 社，2 0 1 l 1 4 4 ． [ 5 ] 符剑刚，王晖，种宏．从彩钼铅矿中提取钼的研究现状[ J ] ．稀 有金属与硬质合金，2 0 0 7 3 4 1 4 3 ． 万方数据