从钼铅硫化矿石中制备高品质钼精矿研究.pdf

第3 3 卷第1 期 2 0 1 3 年0 2 月 矿冶工程 M I N I N GA N DM E T A L L U R G I C A LE N G D 咂．E R I N G V 0 1 ．3 3N Q l F e b r u a r y2 0 1 3 从钼铅硫化矿石中制备高品质钼精矿研究① 唐平宇，田江涛，葛敏，郭秀平 河北省地矿中心实验室，河北保定0 7 1 5 0 1 摘要针对某钼铅硫化矿石的性质特点，进行了系统选冶试验研究，采用“钼铅混合浮选- 粗精矿再磨- 钼铅分离”工艺，可得到品 位5 2 ．3 2 ％、回收率8 8 ．7 4 ％的钼精矿。在此基础上，采用深度精选和化学浸出降杂工艺，成功制备出品位为5 7 ．6 9 ％、回收率为 5 8 ．6 3 ％的高品质钼精矿，解决了钼铅分离和钼精矿降杂技术难题。 关键词钼铅分离；深度精选；化学提出；高品质钼精矿 中图分类号T D 9 2文献标识码Ad o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．0 2 5 3 - 6 0 9 9 ．2 0 1 3 ．0 1 ．0 1 2 文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 3 o l 一0 0 4 5 0 4 P r e p a r i n gH i g hQ u a l i t yM 0 l y b d e n u mC o n c e n t r a t ef r o m M o l y b d e n u m - L e a dS u l f i d eO r e s T A N GP i n g y u ，T I A NJ i a n g - t a o ，G EM i n ，G U OX i u p i n g H e b e iC e n t e rL a b o r a t o r yo fG e o l o g ya n dM i n e r a lR e s o u r c e s ，B a o d i n g0 7 1 5 0 1 ，H e b e i ，C h i n a A b s t r a c t A c c o r d i n gt o t h ec h a r a c t e r i s t i c so fam o l y b d e n u m - l e a ds u l f i d eo r e ，as y s t e m a t i c b e n e f i c i a t i o n ．m e t a l l u r g y e x p e r i m e n t a ls t u d yw a sc a r r i e do u t ．B ya d o p t i n gaf l o w s h e e tc o n s i s t i n go fm o l y b d e n u m - l e a db u l kf l o t a t i o n ，r e g r i n d i n go f r o u g hc o n c e n t r a t ea n dm o l y b d e n u m l e a ds e p a r a t i o n ，m o l y b d e n u mc o n c e n t r a t ew i t hm o l y b d e n u mg r a d ea n dr e c o v e r yo f 5 2 ．3 2 ％a n d8 8 ．7 4 ％，r e s p e c t i v e l y ，c a nb ep r e p a r e d ．A f t e raf u r t h e ri n t e n s i v eb e n e f i c i a t i o na n dc h e m i c a ll e a c h i n gt o r e m o v ei m p u r i t i e s ，h i g hq u a l i t ym o l y b d e n u mc o n c e n t r a t ew i t hm o l y b d e n u mg r a d ea n dr e c o v e r yo f5 7 ．6 9 ％a n d 5 8 ．6 3 ％，r e s p e c t i v e l y ，w a ss u c c e s s f u l l yp r e p a r e d ．T h e r e w i t ht e c h n i c a lp u z z l e so fm o l y b d e n u m - l e a ds e p a r a t i o na n d i m p u r i t yr e d u c t i o nf o rm o l y b d e n u mc o n c e n t r a t eC a nb es o l v e d ． K e yw o r d s m o l y b d e n u m l e a ds e p a r a t i o n ；i n t e n s i v eb e n e f i c i a t i o n ；c h e m i c a ll e a c h i n g ；h i g hq u a l i t ym o l y b d e n u mc o n c e n t r a t e 我国钼资源储量仅次于美国，居世界第二位。西 方主要钼原料生产国的钼精矿含M o5 2 ％以上，而我 国除陕西金堆城钼矿可生产品位5 7 ％的钼精矿外，由 于受矿石性质的影响和技术条件所限，钼精矿质量普 遍不高，只能生产普通钼精矿 含M o4 5 ％一4 8 ％ 。 高品质钼精矿 含M o 高于5 7 ％ 主要用于化工行业， 需求有增无减，生产高品质钼精矿是钼矿山企业实现 可持续发展的一条新途径。1 。 钼铅多金属硫化矿石中由于辉钼矿和方铅矿可浮 性相近，钼铅分离是选矿技术难题，本次试验研究对象 为某石英脉状蚀变岩型硫化钼铅矿石，原矿品位M o 0 ．1 4 ％、P b0 ．5 1 ％，依据矿石性质特点，采用“钼铅混 合浮选一粗精矿再磨钼铅分离一钼精矿深度精选一浸出降 杂”的工艺流程，得到高品质钼精矿、普通钼精矿和铅精 矿3 种产品，其中高品质钼精矿含M o 达到5 7 ．6 9 ％， 杂质含量低，技术指标达到生产钼化工产品要求㈣。 1 矿石性质 1 ．1 矿石物质组成 试样为内蒙古牙克石某钼铅硫化矿石，矿石中的 金属矿物以黄铁矿、辉钼矿、方铅矿、磁铁矿为主，其次 为闪锌矿以及微量的黄铜矿、毒砂；脉石矿物以石英、 黑云母、绢云母为主，其次为绿泥石、石榴石、萤石和碳 酸盐矿物等。主要有价元素为钼和铅，钼主要以辉钼 矿的形式存在；铅主要以方铅矿形式存在，含有少部分 氧化铅矿物。 原矿化学多元素分析结果见表l ，钼、铅物相分析 结果见表2 。 ①收稿日期2 0 1 2 - 0 9 - 2 3 作者简介唐平宇 1 9 6 7 一 ，男，河北迁安人，高级工程师，长期从事选冶试验研究工作。 万方数据 矿冶工程 第3 3 卷 表1 原矿化学多元素分析结果 质量分数j ／* ／． S“ I F eC uZ nA s S i O z 0 ．9 34 ．0 70 ．0 1 70 ．2 40 ．0 0 56 1 ．8 2 M g oK 2 0 N a 2 0A u l A 9 1 R e l 1 ．7 53 ．1 12 ．2 90 ．0 5O ．8 50 ．0 4 A 1 2 0 3 C a O 1 单位为g ／t 。 表2 化学物相分析结果 钼物相 铅物相 相别含量／％占有率／％相别含量／％占有率／％ 辉钼矿中钼0 ．1 3 9 3 ．8 0 硫化铅中铅0 ．3 7 7 2 ．5 5 钼华中钼0 ．0 0 3 2 2 ．3 1 氧化铅中铅0 ．1 1 8 2 3 ．1 4 钼酸铅中钼0 ．0 0 2 4 1 ．7 3 其它铅0 ．0 2 2 4 ．3 1 钼钨矿中钼0 ．0 0 3 0 2 ．1 6 总铅0 ．5 1 1 0 0 ．0 0 总钼0 ．1 3 8 6 1 0 0 ．0 0 1 ．2 主要金属矿物嵌布特征 辉钼矿呈自形一半自形叶片状，可见粗大的叶片 状单体或集合体，有弯曲揉皱现象，粒度大小不等，一 般为0 ．4 0m mx 0 ．1 7 7 0 ．0 3 l n m 。辉钼矿呈浸染 状分布于矿石中，分布不均匀，部分呈团状集合体集中 分布；部分与石英关系密切，包裹于石英颗粒中或分布 于石英或萤石粒间；仅见个别辉钼矿包裹于黄铁矿颗 粒中。 方铅矿粒度一般为0 ．0 5 ～0 ．0 2m i l l ，分布不均匀， 与后期充填的石英脉有密切关系，主要呈他形晶粒状 嵌布；偶见与闪锌矿或黄铁矿连生，仅见个别呈他形微 粒状包裹于闪锌矿中，不利于回收。 2 试验及结果 辉钼矿具有良好的天然可浮性，矿物表面裸露即 使只有1 ％一2 ％，也可以与连生体一起从矿浆中上 浮，因此对辉钼矿的选别要避免和防止过磨，宜采用分 段磨矿和多段选别流程，逐步达到单体解离，在确保钼 精矿回收率的情况下，生产出高品质钼精矿。根据该 矿石性质特点，解决钼铅分离和钼精矿降杂是本次试 验的技术关键。 2 ．1 钼铅混合浮选 矿石中主要有价元素为钼和铅，其他金属含量较 低，根据矿石性质特点和探索性试验结果，该矿中钼、 铅矿物较易上浮，粗选只需用煤油捕收即可，不需要另 外添加辅助捕收剂。在磨矿粒度为一0 ．0 7 4m m 粒级 占6 5 ％的条件下，以石灰和水玻璃为调整剂、煤油为 捕收剂、松醇油为起泡剂，采用钼铅混合浮选工艺，经 一粗二扫二精流程获得混合精矿。试验流程和条件如 图1 所示，试验结果见表3 。 钼铅混合精矿 尾矿 图l 钼铅混合浮选试验流程 表3 钼铅混合浮选试验结果 2 ．2 钼铅分离试验 钼铅分离有抑铅浮钼和抑钼浮铅两种方法，但在 国内外生产实践中都采用抑铅浮钼，这主要是因为辉 钼矿比方铅矿更易浮、钼精矿的价值高及对精矿质量 要求更严格等。钼铅分离前，需将混合粗精矿进行再 磨，使辉钼矿、方铅矿和脉石矿物充分解离。本次试验 粗精矿再磨后，以水玻璃为调整剂、巯基乙酸钠和磷诺 克斯为非钼硫化矿物抑制剂，按图2 所示流程进行了 钼铅分离闭路试验，试验结果见表4 。 钼铅混合精矿 药剂单位g l t i 团姿望。 水玻璃鼬 1 琉基乙酸钠 1 5 巯基乙酸钠1 0 3 k 磷诺克斯 2 0 壁鲨壅堑 辞崔丛迪 竺， 精l 选Ⅳ精I 扫I 三 ■木巯基乙酸钠1 0 巯萎至璧塑5 率II木磷语元薪⋯1 0 磷诺克斯1 0 木小二二 精I 选V精I 扫Ⅱ 钼精矿 Ⅵ 铅精矿 图2 钼铅分离试验流程 斛 ∞如笛 m 钠 m 酸斯糯 o●蓁 磨 万方数据 第1 期 唐平宇等从钼铅硫化矿石中制备亭品质钼精矿研究 4 7 表4 钼铅分离闭路试验结果 2 ．3 深度精选工艺 若要获得5 7 ％的高品质钼精矿，必须使辉钼矿单 体解离，露出新鲜表面，同时又不能过磨，而且尽可能 使杂质矿物受到抑制，减少泡沫夹杂，在合适的矿浆浓 度下精选。深度精选试验前首先对钼精矿的化学性质 进行了分析，在此基础上，调整精选工艺条件，成功获 得了5 7 ％钼精矿。 2 ．3 ．1 钼精矿化学多元素分析钼精矿化学多元素 分析结果见表5 。 表5 钼精矿化学多元素分析结果 质量分数 ／％ S i 0 2 C a OC uPA sT F e 5 2 ．3 20 ．6 14 ．5 50 ．5 2O ．0 7 60 ．0 0 5 40 ．0 0 6 01 ．4 9 从表5 看出，钼精矿中含铅0 ．6 1 ％，明显高于行 业标准规定的0 ．1 0 ％，因而深度精选工艺降铅仍是主 要目标。另外S i O 、T F e 和C a O 等杂质含量也较高， S i O 和C a O 主要是泡沫夹杂所带入，铁主要是由黄铁 矿所含。 2 ．3 ．2 深度精选流程对比试验钼铅分离浮选流程 得到的钼精矿品位已达5 2 ．3 2 ％，试验研究了不再磨 条件下增加精选次数和二次再磨后精选两种工艺流 程，以确定提高钼精矿品位的可能性。试验设计流程 为不再磨下增加三次和四次精选开路试验；二段再磨 粒度一0 ．0 3 8m m 粒级占8 9 ．5 0 ％后，两次和三次精选 试验。精选过程中添加水玻璃5 0g ／t ，巯基乙酸钠1 0 g ／t ，磷诺克斯1 0g ／t ，在保持药剂总量不变的情况下， 分别对设计工艺流程进行了开路试验，钼精矿指标见 表6 。 表6 深度精选流程对比试验结果 接近5 7 ％，但产率和回收率都较低。经过再磨后两次 精选，钼精矿品位即可达到5 7 ％以上，产率接近6 0 ％。 说明5 2 ．3 2 ％钼精矿中仍有少部分连生体存在，为了 确保制备出5 7 ％高品质钼精矿，深度精选流程需进行 第二次再磨。 2 ．3 ．3 二段再磨粒度试验对含钼5 2 ．3 2 ％的精矿 进行再磨，促使辉钼矿进一步单体解离的同时，还可减 少油药对矿粒表面的污染。试验采用二次再磨后三次 精选开路流程，试验结果见图3 。结果表明，随着再磨 粒度变细，钼精矿品位提高明显，当一0 ．0 3 8m m 粒级 含量超过8 9 ．5 0 ％时，精矿产率下降，这与微细粒增 多、浮选效果变差有关，为此确定二段再磨粒度为 一0 ．0 3 8m m 粒级占8 9 ．5 0 ％。 一0 ．0 3 8I n n i 粒级含量／％ 图3 二段再磨粒度试验结果 2 ．3 ．4 矿浆浓度试验为了减少泡沫夹杂对钼精矿 品位的影响，进行了浮选矿浆浓度试验，结果见图4 。 试验条件为二段再磨粒度一0 ．0 3 8m m 粒级占 8 9 ．5 0 ％，水玻璃5 0g ／t ，巯基乙酸钠1 0g ／t ，磷诺克斯 1 0g ／t ，三次精选。试验结果表明，随着矿浆浓度增 大，钼精矿品位降低，回收率升高，铅品位同时升高。 经综合考虑，矿浆浓度以1 4 ％为宜。 零 ＼ _ 哥 擎 国 遥 喀 霹 图4 矿浆浓度试验结果 2 ．3 。5 深度精选磷诺克斯用量试验钼精矿中铅含 表6 试验结果表明，5 2 ．3 2 ％钼精矿如果不经过再量是影响深度精选制备高品质钼精矿的主要因素之 磨，钼精矿品位很难达到5 7 ％，四次精选后虽然品位一，磷诺克斯对方铅矿有明显的抑制作用，抑制机理一 万方数据 4 8 矿冶工程第3 3 卷 般认为是磷酸盐在方铅矿表面形成了亲水性的薄膜， 此外部分S 2 ‘、H S 一离子对方铅矿也有抑制作用[ 7 ] 。 在确定了二段再磨粒度为一0 ．0 3 8m m 粒级占 8 9 ．5 0 ％，矿浆浓度1 4 ％的基础上，对磷诺克斯用量进 行了试验，试验结果见图5 。各精选段用量按从前到 后顺序以5 3 2 的比例加入，三次精选。 从图5 可知，深度精选可使钼精矿中铅含量进一 步下降，当磷诺克斯用量为1 5r ／t 时，铅品位降为 0 ．2 0 ％左右；继续增加磷诺克斯用量，铅品位可降低到 0 ．1 6 ％，但钼精矿回收率下降较大。确定用量以1 5 r ／t 较为适宜。 琴 ＼ 静 擎 叵 ， 趔 喀 器 圈5 深度精选磷诺克斯用量试验结果 2 ．3 ．6 深度精选闭路试验对钼铅分离得到的含钼 5 2 ．3 2 ％、铅0 ．6 1 ％的钼精矿进行了深度精选闭路试 验，二段再磨粒度一0 ．0 3 8m n l 粒级占8 9 ．5 0 ％，矿浆 浓度1 4 ％，水玻璃5 0g ／t ，巯基乙酸钠1 0g ／t ，磷诺克 斯1 5g ／t ，三次精选，中矿依此返回，试验结果见表7 。 从试验结果看出，高品位钼精矿产率为5 3 ．6 2 ％，品位 达到5 7 ．2 l ％，但铅含量为0 ．2 2 ％，仍然超标。尾矿品 位为4 6 ．6 7 ％，可作为普通钼精矿出售。 表7 深度精选闭路试验结果 2 ．4 化学浸出试验 经过深度精选后，S i O 、T F e 等杂质含量明显降 低，但铅品位仍难以达到0 ．1 0 ％以下，分析其原因，在 细磨情况下，矿粒比表面积增大，巨大的表面能促使矿 物表面性质差异变小，加之方铅矿本身可浮性好，采用 物理方法很难使高品位钼精矿中铅的含量达标。为此 试验了用化学浸出的方法，来达到降低高品位钼精矿 中铅含量的目的‘8 1 。 试验采用1 ％盐酸和5 ％三氯化铁作为浸出剂，液 固比3 1 ，在8 0 ℃下，搅拌2h ，浸出结束后，用热水洗 涤。浸出前后钼精矿质量指标见表8 。 表8 钼精矿浸出前后质量指标对比 质量分数 ／％ 类别 M oP b S i 0 2 C a OC uT F e 浸出前 5 7 ．2 10 ．2 21 ．3 60 ．4 10 。0 3 70 ．6 4 浸出后 5 7 ．6 90 ．0 3 31 ．3 40 ．0 4 50 ．0 2 80 ．3 5 从表8 看出，浸出后钼精矿品位5 7 ．6 9 ％，提高了 0 ．4 8 ％，铅含量降至0 ．0 3 3 ％，C a O 降至0 ．0 4 5 ％，铜降 到0 ．0 2 1 ％，铁降到0 ．3 5 ％。铅、钙和铜的浸出率分别 为8 5 ％、8 9 ％和2 4 ％。对浸液进行了化验分析，只检 测出极少量的钼，可以忽略不计。浸出后钼精矿质量 损失为0 ．7 8 ％。 3 结论 1 通过系统深入的工艺矿物学、钼铅分离、合理 再磨工艺、深度精选工艺和化学浸出等一系列研究，成 功地从钼铅硫化矿石中分选出高品质钼精矿，对推进 我国钼选矿技术进步有重要意义。 2 采用高效组合抑制剂巯基乙酸钠、磷诺克斯和 水玻璃，有效解决了钼铅分离问题，使钼精矿中的主要 杂质含量降至最低程度，为获得高品质钼精矿创造了 必要条件。 3 采用“钼铅混合浮选一粗精矿再磨．钼铅分离” 工艺流程，得到的钼精矿品位为5 2 ．3 2 ％，进一步采用 “深度精选- 化学浸出”工艺，成功获得了5 7 ．6 9 ％的高 品质钼精矿，回收率5 8 ．6 3 ％，技术指标先进，产品质 量达到用于生产钼化工产品要求。 参考文献 [ 1 ]朱书全．当代世界的选矿创新技术与装备[ M ] ．北京冶金工业 出版社，2 0 0 7 ． [ 2 ]汤雁斌．国内外钼矿选矿技术进步与创新[ J ] ．铜业工程，2 0 1 0 1 2 9 3 3 ． [ 3 ] 于雪．某铜钼矿石的选矿试验研究[ J ] ．矿冶工程，2 0 1 2 1 3 2 3 5 ， [ 4 ] 彭会清，周海欢，胡明振，等．某铜钼矿石中铜钼的综合回收试验 研究[ J ] ．矿冶工程，2 0 1 1 6 3 3 3 5 ． [ 5 ] 周新民，宋翔宇，高志．河南某钼铅多金属矿综合回收试验研 究[ J ] ．矿冶工程，2 0 1I 5 5 6 5 9 ． [ 6 ] Y S ／T 3 1 9 2 0 0 7 ，铅精矿[ s 1 ．2 0 0 7 ． [ 7 ] 壬漪靖．钼精矿含铅高原因分析及对策措旌[ J ] ．有色金属 选 矿部分 ，2 0 0 3 1 1 0 一1 3 ． [ 8 ] 马晶，张文钲，李枢本．钼矿选矿 第2 版 [ M ] ．北京冶金工 、I p 出版社．2 0 0 8 ． 万方数据