某难选钼资源高效回收技术创新实践.pdf

第3 2 卷 2 0 1 2 年0 8 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 Ⅱq E E R I N G V 0 1 ．3 2 A u g u s t2 0 1 2 某难选钼资源高效回收技术创新实践① 周少珍，宋磊，魏明安 北京矿冶研究总院矿物加工科学与技术国家重点实验室，北京1 0 2 6 0 0 摘要河南某钼矿属特大型中低品位钼矿床，物质组成较复杂，矿物嵌布关系复杂，矿石难选。多年来，矿山以提高资源利用效率 为目的，以技术创新为手段，不断改进生产工艺流程、采用先进选矿设备和节能减排技术，形成了难选钼资源无污染高效回收成套 技术，提高了选矿指标，降低了生产成本，提高了钼资源的利用效率。 关键词钼资源；高效回收；尾矿再选 中图分类号T D 9 2 3文献标识码A文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 2 0 8 0 0 6 1 0 4 我国钼资源具有大中型钼矿床多、分布相对集中、 贫矿多富矿少、伴生有益组分多的特点⋯。近年来， 我国钼矿资源“贫、细、难”的特点日益突出。寻求合 理的开发工艺技术，切实提高资源利用效率，是当前难 选钼资源开发利用的迫切需求。 河南某钼矿属特大型中低品位钼矿床，该矿物质 组成较复杂，主要可回收矿物嵌布粒度不均匀、镶嵌关 系复杂，存在脉石矿物易泥化、药剂消耗量大、浮选过 程不稳定等问题。企业依靠科技创新，通过改进选矿 工艺流程、采用先进选矿设备及自动控制技术、研发新 型选矿药剂等措施，形成了包括“浮选机组水平配置一 机柱联合双开路浮选工艺”、“总尾矿柱式浮选一重选再 选工艺”、“回水漂浮虹吸工艺”等在内的难选钼资源 无污染高效回收成套工艺技术，切实提高了难选钼资 源金属回收率，提高了钼资源集约化开发水平，有效提 升了企业的市场竞争力。 1 矿石性质及初期选矿工艺存在的问题 1 ．1 矿石性质 矿石主要化学成分分析结果见表1 ，物相分析结 果见表2 。 表1矿样的主要化学成分分析结果 质量分数 ／％ 表2 矿样的化学物相分析结果 由表1 和表2 可见，该矿石主要可回收金属元素 是M o ，且该矿石中M o 主要以硫化态形式存在。 工艺矿物学研究表明，该矿石中金属矿物主要为 辉钼矿和黄铁矿，这两种矿物也是可回收的目的矿物， 其次为极少量黄铜矿、白钨矿、钛铁矿、自然金、方铅 矿、闪锌矿、辉锑铅矿、单斜辉锑铅矿、磁铁矿、赤铁矿、 兰辉铜矿、褐铁矿、孔雀石和钼华等；非金属矿物有石 英、钾长石、斜长石、绢云母、黑云母、白云母、角闪石、 次闪石、绿泥石、绿帘石、方解石、白云石、萤石、沸石和 高岭石等。 该矿石中辉钼矿的镶嵌关系复杂，呈板状、片状、 鳞片状等嵌布于脉石矿物颗粒间、裂隙或包裹于其中 产出，少部分辉钼矿呈细鳞片状、细针状零星浸染于脉 石矿物中，需要在较细磨矿条件下方可单体解离，同 时，辉钼矿的嵌布粒度不均匀，以中细粒为主；黄铁矿 嵌布粒度相对于辉钼矿较粗，利于单体解离。因此，该 矿石的特点是目的矿物镶嵌关系复杂、嵌布粒度不均 匀、脉石矿物易浮、易泥化。 1 ．2 建厂初期选矿工艺流程 建厂初期，采用一段磨矿 一0 ．0 7 4m m 粒级占 6 5 ％ 、一粗两扫、粗精矿再磨，三次浮选柱精选，精扫 选尾矿返回粗扫选的流程。浮选捕收剂为煤油，起泡 剂为2 。油，抑制剂为石灰和氰化钠，工艺流程见图1 。 ①收稿日期2 0 1 2 - 0 6 - 2 9 基金项目国家9 7 3 课题 2 0 1 0 C B 7 3 5 5 0 4 作者简介周少珍 1 9 6 6 一 ，女，江西人，研究员，硕士，主要从事硫化矿选矿工艺技术研究。 万方数据 矿冶工程第3 2 卷 精矿 图1选厂建厂时工艺流程 尾矿 随着开采的深入，矿石性质发生一定变化，脉石矿 物蚀变严重，易泥化矿物增加，人选钼品位由0 ．1 2 ％ 以上降至0 ．0 9 ％左右。由于生产的不稳定性，精扫选 尾矿一般含钼8 ％～1 0 ％，有时高达1 2 ％，导致尾矿中 钼金属严重流失，钼回收率7 7 ．8 7 ％，钼精矿含钼 4 5 ．8 7 ％、含铜0 ．8 0 ％。 该工艺存在的问题主要是①流程不稳定，操作 困难，钼精矿含铜超标，钼回收率低；②精扫作业浮选 机数量不够，浮选时间短，选别效率低；③含泥量大的 精选尾矿返回主流程后导致粗选作业的选矿环境恶 化；④流程中循环负荷大，出现二次药剂污染、过磨现 象；⑤采用氰化物作抑制剂，污染环境，且精选作业添 加过量石灰对辉钼矿浮选存在不利影响；⑥水玻璃用 量过大导致尾矿库回水难以沉降。 2 技术创新及应用 2 ．1 选矿工艺技术 针对矿石特性和生产工艺中存在的问题，主要采 用的应对措施包括①放粗一段磨矿粒度避免矿石泥 化；②在粗选阶段添加钼辅助捕收剂，强化钼连生体 浮选回收；③在钼精选段采用无氰浮选工艺、使用环 保高效抑制剂；④增加精扫选浮选时间。通过采用这 些措施，提高了选别工艺对该矿石的适应性。 2 ．1 ．1钼粗选强化浮选为避免矿石泥化，同时降低 选矿成本，应尽量放粗矿石磨矿粒度，采用适当粗磨浮 选抛尾工艺。磨矿粒度放粗的同时将产生一定量的钼 连生体，对钼连生体的强化捕收十分必要。因此，在钼 粗选作业采用组合捕收剂制度，除钼主捕收剂外，添加 辅助捕收剂，发挥药剂协同效应强化钼连生体浮选，以 获得钼回收率尽可能高的粗精矿。试验考察了在磨矿 粒度为一0 ．0 7 4m m 粒级占6 5 ％时，添加不同辅助捕 收剂Z ．2 0 0 、丁铵黑药、B K 3 4 0 、酯一1 0 5 对粗选指标的影 响，其他药剂水玻璃用量5 0 0g ／t 、煤油用量1 2 5g ／t 、 2 。油用量6 0g ／t ；一次粗选，时间为8m i n ，试验结果见 图2 。 辅助捕收剂种类 图2 不同辅助捕收剂对粗选指标的影响 从图2 可以看出，添加B K 3 4 0 对提高钼回收率有 利。B K 3 4 0 是一种非离子型硫化矿新型捕收剂，具有 捕收力强、选择性好、药剂用量少、低毒操作条件好、 使用方便等优点。 2 ．1 ．2 钼粗选磨矿粒度对浮选指标的影响为避免 矿石泥化，在添加辅助捕收剂的基础上，考察了放粗磨 矿粒度的可能性。不同磨矿粒度对粗选指标的影响见 图3 。药剂制度水玻璃用量5 0 0g ／t 、煤油用量1 2 5 g ／t 、B K 3 4 0 用量4g ／t 、2 。油用量6 0g ／t ，一次粗选，时 间为8m i n 。 一0 ．0 7 4m m 粒级含量，％ 图3 磨矿粒度对钼粗选指标的影响 鋈 镣 筝 凰 童 万方数据 2 0 1 2 年0 8 月 周少珍等某难选钼资源高效回收技术创新实践 由图3 可知，强化捕收钼连生体的条件下，磨矿粒 度可以放粗至一0 ．0 7 4m m 粒级占5 5 ％～6 0 ％。 2 ．1 ．3 粗精矿再磨精选强化浮选获得的粗精矿中 含有大量钼连生体和其它硫化物及脉石，为保障钼精 矿质量，一方面要改善某些辉钼矿的可浮性，要使连生 的辉钼矿充分单体解离；另一方面要分散、抑制片状云 母、大量泥化硅酸盐、铝硅酸盐和硫酸盐矿物，还要抑 制黄铜矿、黄铁矿等其它易浮硫化矿。由于粗精矿中 待抑制矿物种类繁多，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。 粗精矿再磨精选作业中抑制剂采用巯基乙酸钠、 水玻璃，捕收剂为煤油，起泡剂为2 ”油。试验考察了 钼粗精矿不再磨、一段再磨及两段再磨三种精选方案 对比试验，获得结果为不再磨钼精矿含钼4 0 ．1 6 ％， 一段再磨后钼精矿含钼4 6 ．3 8 ％，两段再磨钼精矿含 钼5 2 ．6 4 ％，结果表明，精选段采用的药剂制度合适， 粗精矿再磨后浮选才能获得高质量钼精矿。 2 ．1 ．4 精选流程结构方案对比精选流程中矿一般 采用顺序返回，抛弃小尾矿可以将再磨产生的杂质 脱出。 精选段主要对比精选抛尾 方案I 与精选顺序 返回 方案Ⅱ 两种流程，方案I 流程为粗精矿再磨六 次精选、三次精扫选抛尾，方案Ⅱ流程为粗精矿再磨依 次返回六次精选。方案对比试验结果为方案I 钼精 矿品位4 7 ．6 3 ％、回收率为8 2 ．5 9 ％，方案Ⅱ钼精矿品 位4 6 ．2 5 ％、回收率为8 3 ．2 5 ％，表明精选抛尾流程对 提高钼精矿品位有利。 2 ．1 ．5 流程改造及药剂制度优化结合前期生产存 在的问题与选矿试验研究成果，对生产流程进行了改 造。粗选段维持原设计流程一粗两扫一精；精选段流 程改造为粗精矿再磨- 浮选柱精选- 精尾扫选抛尾，改 造后生产流程见图4 。 为了提高矿山效益、加大选厂处理能力，原矿磨矿 粒度从一0 ．0 7 4m m 粒级占6 5 ％放粗到一0 ．0 7 4m m 粒级占5 5 ％～6 5 ％。在粗选作业添加辅助捕收剂 B K 3 4 0 强化硫化矿浮选，为了降低水玻璃用量粗选作 业不添加水玻璃；精选作业分散、脉石抑制剂采用水玻 璃，联合巯基乙酸钠共同抑制非目的矿物。 该工艺特点①放粗一段磨矿粒度降低选矿成 本、避免过磨泥化现象；②精选段采用水玻璃与巯基 乙酸钠联合抑制非目的矿物，无氰工艺避免污染环境； ③精选作业不使用石灰，既免除了选厂石灰乳配制的 繁琐作业，又避免了过量石灰对辉钼矿浮选的不利影 精矿 图4 现采用生产工艺流程 尾矿2尾矿1 响；④增加精扫作业浮选机数量，延长浮选时间，实现 精扫抛尾，减少流程循环负荷，避免矿泥、二次药剂对 主流程的影响；⑤大幅度减少水玻璃用量利于尾矿库 回水沉降回用。 该流程经过调试后，系统生产趋于稳定，选矿指标 明显好转，回收率可提高3 ～5 个百分点，精矿含铜控 制在0 ．1 5 ％左右，取得较好的效果，达到预期目标。 经过4 个月的生产实践表明，辅助捕收剂B K 3 4 0 有利于提高钼回收率，对精矿品位影响很小，采用辅助 捕收剂B K 3 4 0 前后连续1 5 个工作日钼累计回收率提 高约1 ．2 9 ％。 经过流程改造及药剂制度优化后选矿厂年累计指 标为当原矿含钼0 ．0 9 2 ％时，钼精矿含钼4 5 ．0 5 ％，钼 回收率8 2 ．2 2 ％。 2 ．2 尾矿再选技术 施行精选段开路排尾流程后，选矿厂有两种尾矿 一是粗扫选大尾矿，流量约为7m 3 ／m i n ，含钼约为 0 ．0 1 8 ％；一是精选段尾矿，流量约为0 ．2m 3 ／r a i n ，含 钼约0 ．2 ％、含硫1 3 ．5 ％、且含有大量矿泥。 该尾矿中金属矿物主要为黄铁矿，其次有少量磁 万方数据 矿冶工程 第3 2 卷 铁矿、褐铁矿、金红石、黄铜矿、白铁矿、辉钼矿。尾矿 中有回收价值的元素为钼和硫。硫主要以黄铁矿形式 存在，黄铁矿主要以单体形式产出，粒度一般为0 ．0 1 0 ～0 ．2 5 0m m ；辉钼矿是尾矿中镅的主要存在形式，显 微镜下统计有9 1 ．0 8 ％的辉钼矿与粗颗粒脉石连生， 其余辉钼矿以微细粒单体形式产出。辉钼矿粒度一般 为0 ．0 0 5 ～0 ．0 4 3m m 。 尾矿再选给矿为混合尾矿。采用浮选一重选一浮选 联合工艺配置流程方案混合尾矿再选给矿_ 舛3 0 0 80 0 0m m 浮选柱一浮选柱精矿4 台唾1 6 0 0 27 0 0 m mB L 螺旋溜槽产出黄铁矿精矿_ 螺旋溜槽尾矿一 q 6 0 0 1 00 0 0m m 浮选柱产出钼粗精矿。2 个月累计 平均生产指标当给矿含钼0 ．0 2 ％、含硫1 3 ．5 0 ％时， 获得钼粗精矿含钼2 ．6 6 ％，作业回收率1 2 ．5 8 ％；硫精 矿含硫4 0 ．4 ％，作业回收率3 2 ．5 2 ％。 2 ．3 选矿设备配置优化 采用浮选机一浮选柱联合选矿技术，施行机柱联合 配置。 粗扫选作业采用了K Y F ／X C F ．3 0 充气搅拌式浮选 机联合机组，X C F ．3 0 能自吸给矿和中矿，使浮选作业 问水平配置，不用泡沫泵，有效地解决了泡沫泵易磨 损，故障率高，流程不通畅的问题；解决了粘而不易破 碎的泡沫难以扬送，流程难以畅通，且对于复杂流程及 精选作业配置困难问题。每个作业问设计有中间箱或 者尾矿箱，通过传感器检测液位，反馈中尾矿箱，液位 施行自动控制。上水平配置节省了选厂的基建费用， 减少的泡沫泵节省了能耗。液位施行自动控制保证了 操作的稳定性，大幅度减轻工人的劳动强度。粗扫选 段回收率大于8 5 ％。使矿山成为当时选钼采用浮选 机机型最大、控制水平最高的单位之一，大幅提高了选 厂的生产力水平。 精选作业采用浮选柱，精扫选采用浮选机。浮选 柱有利于提高精矿的质量，与浮选机相比减少了作业 的次数，节省了占地面积。由于没有转动部件，只靠空 压机提供气源，设备故障率低，操作维护方便。精扫选 作业采用浮选机有利于强化细泥的分散，提高有用金 属的回收率。 尾矿再选浮选设备采用超声波浮选柱，一种新型 的复合力场设备，将属于物理调节法的超声波技术引 入矿物浮选领域，既利用物理调节法又利用化学调节 法来改变矿物的表面性质。可以清洗矿物表面包裹的 细泥，和活化药剂的活性。采用该设备选别精选段尾 矿泥化矿性有较大优势。 2 ．4 回水利用技术 为了更好地利用尾矿库的选矿回水资源，提高尾 矿库回水的循环利用率，矿山大胆创新，实施尾矿库回 水漂浮虹吸工艺。该工艺根据虹吸原理，用船载管道 自吸回水代替原水泵送水，随着回水面涨降浮船自动 升高降低，始终能在澄清水域取水，不仅保证了回水质 量，实现了污水零排放，较大程度的节约了水资源，而 且不用动力送水，节约能源，降低了生产成本。该回水 工艺具有造价低廉、科学合理、维护及管理简便、一次 性投入长期收益等特点。 3 结语 1 粗扫选和精选双开路流程的实施及药剂制度 的优化，具有技术先进、流程结构合理、环境污染少、矿 石适应性强等优点，减少了金属流失、提高了选矿回 收率。 2 大型高效浮选机联合机组的使用和实施机柱 联合配置，保证了操作的稳定性，保证了精矿质量和回 收率，同时大幅度减轻工人的劳动强度，提高了设备运 行效率。 3 浮一重一浮联合流程尾矿再选技术的应用，回收 了有价元素，拓宽了尾矿再选的思路，提高了系统回 收率。 4 浮船虹吸回水技术的使用，使回水得到利用， 实现了选矿回水零排放。 5 通过选矿工艺、设备、尾矿综合利用、回水利用 等方面的创新，系统解决了难选钼资源高效回收利用 难题，实现了节能减排、清洁生产。这一创新实践为我 国同类资源的开发利用提供了示范，具有较高的推广 价值。 参考文献 [ 1 ] 戴新宇，周少珍．我国钼矿石资源特点及其选矿技术进展[ J ] ． 矿产综合利用，2 0 1 0 6 ． [ 2 ]嵩县丰源钼业有限责任公司，北京矿冶研究总院．难选钼资源无 污染高效回收技术研究[ R ] ．2 0 0 9 ． [ 3 ]嵩县丰源钼业有限责任公司，北京矿冶研究总院．B K 3 4 0 高效捕 收剂研发报告[ R ] ．2 0 0 9 ． 万方数据