德兴铜矿钼的工艺矿物研究.pdf
1 4 铜 业 工 程 2 o 0 3 N o 4 文章编号 1 0 0 93 8 4 2 2 0 o 3 O 4 0 0 1 40 3 德 兴铜矿钼 的工 艺矿物研究 江西铜 业集 团公 司德兴铜矿林春生夏华龙 摘要德兴铜矿的钼生产和加 工都 已达到较 大的规模, 对钼研究也取得 了一定 的成果和认识。本文对辉钼 矿在矿床 中矿物特征 、 辉钼矿在选别过程中的工艺矿物性质变化进行 了分析 , 对钼产品加 工过程中的微量元素工 艺矿物 性 质也 有一 定程度 的认 识 , 为 生产 的决 策提 供 依据 。 关 键词德 兴 铜矿钼 工 艺矿物 特性 中图分类号 P 5 7 8 . 2 . 9 1 T D 9 1 3 文献标识 码 A 1 前言 德 兴铜矿 是世界 上特 大型斑 岩铜 矿 山之一 , 伴 生有铜 、 硫 、 钼 、 金 、 银 、 铼 等多种有价元素 , 其中钼 的 品位 为 0 . 0 1 0 8 % 富家坞矿 床 高 达 0 . 0 3 2 % , 储 量 达 2 8 . 8万 t , 由于铜 、 钼 的主要矿 物形态均为金属硫 化物 , 在浮选铜过程 中 , 钼等有价元 素富集 于铜精矿 中 , 而钼精矿则 是铼 、 A元素 的最 主要 载 体矿 物 , 因 此 , 开展钼 的工艺矿物特性研究 , 对 钼的综 合 回收及 深加工将具有 极高的经济意义 和深远的指导意义 。 德 兴铜矿 几 十年来一直 在开 展 钼的科研 、 生产 工作 , 2 O世 纪 5 O年代开展 地质 钻探工 作 , 查 明了钼 储量及 钼的赋 存状 态 , 6 O年代 开 始 选 钼 生产 , 1 9 8 2 年首次 改建小 型铜 钼分选 车 间 , 到现在 已形 成 年产 钼精矿 1 0 0 0 t 的生产规模 , 钼加 工 能力 2 0 0 1年 已达 到 2 0 0 t / a钼精 矿 的生 产规 模 。对 钼在 选 矿及 钼 产 品的加 工过程 中钼 的工艺矿 物 性质 进行 分析 归纳 , 可以为钼的生产和钼产品的加工提供决 策依 据。 2 矿石性 质简介 德兴铜矿矿 床系中温热液细脉浸染 型斑岩铜 矿 矿床 , 矿 体赋存于花 岗 闪长斑 岩 与千枚 岩 的 内外 接 触带 , 包括 铜厂 、 富家坞 、 朱砂 红三 个矿体 。矿石按 其成矿岩体不同分为蚀变千枚岩和蚀变花岗闪长斑 岩两大类 , 其储量大致为 7 3 。矿石 的矿物 组成 较 为简单 , 以原生硫化矿为主 , 在 矿体边缘有少量 氧化 矿和混合矿 。金属矿物 以黄铁矿 、 黄铜矿 为主 , 少量 泰 收 稿 日期 2 0 0 3 0 92 9 辉钼矿 、 辉 铜矿一蓝 辉铜 矿 、 黝铜 矿一 砷 黝铜 矿 、 斑 铜矿 、 铜蓝 、 闪锌矿 等 。另有微 量碲银 金矿 、 银 金矿 及 自然金等 。金属 氧化物有金红石 、 少量赤铁矿 、 磁 铁矿 等。非金属 矿物 以石英 、 绢 云母 、 水 白云母 、 伊 利石 、 绿 泥石为主 , 其 次是碳 酸盐矿 物 、 硫酸盐矿物 、 绿帘石和钾长 石等 。矿 体表 层有 少量孔 雀 石 、 蓝铜 矿 、 褐 铁矿 等 。 3辉钼矿在矿床中的矿物特征 德兴铜 矿辉 钼矿是 钼 的唯一载体 矿物 , 据 电子 探针与化学分析 资料 , 辉 钼矿含 Mo 6 0 % 、 S 3 9 . 8 % , 与理论 值 基 本 一 致 。此 外 , 辉 钼矿 内含 有 较 高 的 R e 、 O s 、 S e 、 A g等微量元素 。 在矿石 中 , 辉钼矿常与石英 、 碳 酸盐 、 硬石膏 、 黄 铁矿 、 黄铜矿等 矿物 共 生 。辉钼矿 内很 少 见到矿 物 包体 , 偶见 黄铜矿 物质细小圆粒状包体存在 。 辉钼矿为典 型的六方晶系 , 据有关资料介绍 , 天 然辉钼矿 主要是 2 H型 , 占8 0 % , 极度少数是 3 R型 , 仅 占 3 % , 其余 是 2 H3 R型 。 德兴铜 矿辉 钼矿有 两种产 出形态 一种是 自形 一 半 自形鳞 片状 、 花状集合 体 , 多呈浸染 状分 布 , 片 径一般为 0 . 0 5 mm一0 . 1 mm, 最大可达 1 mm 以上 , 经 x一射线粉 晶分析 , 多属六方 晶系 2 H型辉 钼矿 。另 一 种 辉钼矿 常沿微裂 隙呈被膜状 、 细脉状产 出 , 结 晶 细小 , 经 x一射线 粉 晶分 析 , 一部 分属 于 2 H 型 , 另 一 部分属 于 2 H3 R混合 型 , 即 由辉 钼矿 的六方 晶 系与三方 晶系两种变体混合 垒迭构成 。至于二者 所 维普资讯 2 0 0 3 N o 4 林春生 、 夏华龙 德兴铜矿 钼的工艺矿 物研究 l 5 占比例 , 还 缺少这方 面的数据 。 据有关资料介 绍 详见 表 1 , 2 H型 与 2 H3 R 型辉钼矿 的内部 结构和物理性质是不尽相 同的。一 般说来 , 2 H型辉 钼 矿 比 2 H 3 R型辉 钼矿颜 色亮 , 光泽强 , 反射率高 , 硬 度大 , 并且 2 H 3 R型辉 钼矿 一 般是难选 的。 表 1 辉钼 矿 结 晶多型体 物理 性质 比较 表 性 质 2H 型 2 H 3 R 型 晶 系形 态 晶 系 晶 胞参数 颜 色 光泽 显微 硬 度 反射 色 反射 多色性 非均 质性 l R e i 6 4 4 I 6 2 2 反 射 R 5 4 6 % I R w 6 4 4 l 6 2 2 I 546 片状 、 鳞 片状 颗粒 状 、 球状 、 鳞细 片 六 方 六 方 三 方 Co1 2 . 2 8 Co 1 8 . 3 3 铅 灰 色、 亮铅 灰 色 暗灰 色、 灰 黑 色 强 金 属光 泽 弱 金属 光泽 22. 2 7 1 2. 04 亮 白 色 灰 白 色 白色 一带蓝 灰 白色 带黄 的白 色 一暗灰 白色 特/ 强 非均 质性 强非 均质性 21. 3 21. 7 23.8 43. 4 44. 4 46. 3 20. 5 20, 9 22.1 4 0. 8 41 40 . 81 我们对德兴铜矿 钼精矿进行 了 x一射 线衍射 分 析 , 结果 表 明 , 钼 精 矿 中辉 钼矿 属 2 H 六 方 晶 系 型 , 而未见 3 R 三方 晶率 形式 的辉钼矿 , 因后者 的 最强衍射 6 . 0 9 A 缺失 , 这就 证 明了 回收 的辉钼 矿 均属 2 H型 , 2 H 3 R型很难得到 回收 。 4辉钼矿 的工艺矿物特征 4 . 1 磨矿细 度 问题 辉钼矿 的嵌 布粒度较细 , 当矿石 磨细 至0 . 0 2 mm 时 , 其解离 度可达 8 5 % 以上 。 我们知道 , 辉钼矿 的结晶构造为标准层状构造 。 钼 的配 位数 为 6 , 每个 钼离 子周 围的 6个硫 离 子不 在八 面体 的顶点上 , 成三方 柱排列 , 这是辉钼矿结 晶 构造 的特点 。在 辉钼 矿 的结 晶构 造 中 , 一 个钼 离子 网面夹在平行 于六方系 晶体底面 的两个硫原子网面 之 间, 这样 三个 网面形成 一个构造层 , 即硫一 钼一 硫 层 。在一构造层 内部 的钼离子与硫离子是 以共价键 化学键 结合 在一起 , 故一层 内 的诸离 子 系结较 为 紧密 。但是 , 诸构造层之 间是 以分 子键 范德华 键 结合 在一起 , 故层 与层 间的吸引力都 十分轻松 。 在磨矿过程 中, 由于在原矿中 , 辉钼矿 主要 是在 脉石矿 中散 布 , 因此 , 主要是把辉钼矿从 脉石矿物解 离出来 , 这时, 辉钼矿的嵌布粒度是决定其单体解离 度 高低 的主要 因素 。当矿石 中 一2 0 0目 占 6 5 % 时 , 黄铜矿 的单体含 量达 8 4 . 4 l % , 黄 铁矿 占 9 1 . 1 4 % , 而辉钼矿仅 为 5 0 %左右 。二段 给矿 中 , 由于这 时辉 钼 矿 已暴露 , 其磨矿过 程 更多 的是辉 钼矿层 与层 之 间的解 离 , 当辉钼矿 的晶体受到外 力作用时 , 极易沿 构 造层 间的分子键解裂 , 成为平 行 的极完 全 的解理 面 , 即 0 0 0 1面。相对 于黄铜 矿 、 黄铁矿离子键 而言 , 更容易得 到解 离。 当产 品 中 一2 0 0目 占 9 5 % 以上 时 , 黄铜 矿单体含 量 为 9 5 % 以上 , 辉 钼 矿与 黄 铜矿 差不多 , 也在 9 3 %以上 。 4 , 2辉 钼矿的浮选 问题 4 . 2 . 1 辉钼矿 的可 浮性 。辉 钼矿 晶体具 有 天然 可 浮性 , 这是 因为 , 当辉钼 矿 的晶体 受到外 力作 用 时 , 极易沿构造层 间的分子键 解裂 , 成 为平 行 的极 完 全 的解理 面 , 即 0 0 0 1面 , 并使 晶体呈 片状 、 板 状 , 其 解 理 面为硫 原子 网面所组成 。有 人测得其 润湿接 触角 为 7 5 。 。 辉钼矿的结晶表 面和结晶边缘性质是 浮选 的理 论基 础 , G. S . 斯特勒测得 , 辉 钼矿结 晶表 面疏 水 , 而 它 的晶体边缘亲水。这 可以从辉钼矿裂开面上和边 缘 上水滴外形截 然不 同得 到证 明 。C . H. 米 特 罗夫 采用 放射性 同位素测 出 , 辉钼矿 的结 晶边 缘可 以吸 附铜离子 、 黄药 和黑药类 收剂 , 从而强化 了辉钼矿 的 浮 选 。 4 . 2 . 2 铜精矿品位与钼 回收率 。在铜精矿 中, 随着 铜精矿品位 的上 升 , 钼 的品位反 呈下 降趋势 。当铜 品位 为 2 0 . 8 %时 , 钼 品位 为 0 . 4 3 2 % ; 当铜精矿 品位 为 2 4 . 6 2 %时 , 钼 品位 下降 至 0 . 2 2 1 % ; 当铜 精矿 品 位提 高到 2 9 . 1 3 % , 钼品位 只有 0 . 1 2 8 % 。因此 , 铜 精矿过高对钼 的回收是不利 的。 4 . 2 . 3 石 灰对 钼 的影响 。德 兴铜 矿 目前 采用 一段 磨矿粗选后 、 粗精矿再磨 再选 的工艺流程 , 在精选段 作 业 中 , p H值达 l 2以上 , 石 灰对辉钼矿 的影 响是较 大 的 , 在镜下可以看 到这 种情 况 , 在精 一 、 精二作 业 中, 辉钼矿在尾矿反 而较 精矿 中高 。从铜 精矿 中铜 与钼 品位 的反 向相关 中也证 明了这一点 , 见表 2 。 从表 2我们发 现一个 很奇怪 的现象 , 就是 二段 给矿中钼品位 比铜精矿中还高 , 从显微镜下也证 明 了该现象。可以认为, 这是因为 , 辉钼矿在精选作业 被抵制下去 , 在扫选作业 又被选上来 , 进人 二段给矿 维普资讯 l 6 铜 业 工 程 2 0 0 3 N o 4 中, 如此反 复循环 , 而 出现这种情 况 。 表 2选厂 选 铜作 业钼 回收 率 表 名 称 铜 率 嚣 钼 品 位 钼 率 裳 爹 孙 % % 收 率 % ’ % 收 率 % 原 矿0 . 4 1 5 0 . 0 0 9 5 粗精 矿6 . 5 1 8 7 . 9 4 0 . 1 4 5 8 5. 5 6 一 段 尾 矿 0. 0 5 3 O. O o 8 6 ,3 l 3 6 , O 3 二 段 给 矿5. 8 l 0. 6 6 7} 铜精矿2 5 . 8 9 9 8 . 1 5 0 . 2 0 6 4 2 . 1 l 二 段 尾 矿 0. 1 3 8 0. O8 2 0 0 1年 , 快 速 浮选工 艺 在 大 山选 厂 投 入运 用 , 它首先在粗选 段优 先浮选 铜钼 矿 物 , 优 先浮 出的粗 一 精矿就不用进入 二段 浮选 作业 , 从 而 避免 了辉 钼 矿 的不必要损失 , 使钼 的回收率 提高 了 3 5 . 5 0 % , 品 位提高 0 . 2 5 1 % , 见表 3 。 表 3 A药剂试验期 间试验 系统与对 比系统钼 回收指标对比表 5 钼 在铜 精 矿 中的工艺 矿 物 特 征 5 . 1 铜钼精矿的预处理 铜 钼精矿 中 ,主要矿物为黄铜 矿 、 少量 黄铁矿 、 辉 钼矿 、 辉 铜 矿 、 砷 黝铜 矿 等 , 铜 品 位 多 在 2 4 % 以 上 , 钼品位一般 在 0 . 2 % 以上 , 因 此 , 采 用 抑铜 浮 钼 工艺 。由于铜矿物 表 面吸 附着 一 层黄 原 酸根 , 形 成 一 种含铜 氧化膜 , 铜钼分选时 , 必须使这层 氧化膜脱 落 , 达到与钼分离 。为去除含铜黄药 膜 , 目前 多采用 硫化钠作 为还原剂 , 使 还原酸根还原 , 从 而达 到脱药 的目的。由于铜钼精矿中铜品位较高 , 所 以, 抑制铜 矿物常常需要大量 的硫化钠 , 因此 , 选钼作业 多围绕 如何降低硫化钠用量 上作 文章 。 还有人对辉钼矿 在破裂 面的吸 附作用进行 了研 究后证明, 细磨后的辉钼矿破裂面与脉石破裂面之 间的吸 附力增强 , 导致 两者 之 间 的吸 附 物理 的 , 影 响辉钼矿 的可 浮性 。同时 , 石 灰乳 、 绿 泥石 、 高 岭 石 、 绢云母 等细小颗粒易污染辉钼矿 的表面 , 使其 疏 水性减弱 , 影响辉钼矿的可浮性 。因此 , 国际上 多对 人选 铜钼精矿进行 预处 理 , 加酸 调浆 、 球 磨擦 洗 、 旋 流器分级 、 充氮 等 均 是较 有 效 的方 法 , 使 用 何 种方 法 , 取决于生产 的需要 。 德兴铜 矿采 用 的旋 流器 预处理工艺 , 对 人选铜 钼精矿进行脱 泥 、 脱药处理方法 , 取旋 流器沉砂作 为 后续选钼原料 的技术方 案 , 取得 了较好 的效果 , 降低 了硫化钠 的消 耗 , 提 高 了选 别 指标 , 在 原 矿钼 品位 0 . 3 0 4 % 的条件下 , 选钼 回收率 和精矿 品位 比使用 预 处理前 分别提 高了 2 0 . 3 8 %和 1 0 . 2 7 % , 硫化钠单 耗 下 降了 1 5 k g / t , 下降 幅度达 4 2 . 8 5 % 。 5 . 2 铜钼精矿再磨 问题 铜钼精矿是 否 需再磨 , 一直有 不 同看法 。经 过 对再磨 给矿 、 排矿 中辉钼矿 的单体解 离分析后 可知 , 再磨给矿中辉钼矿的单体解离度已很高 , 达 9 5 . 7 % 以上 , 排矿 中辉钼矿 的单 体解 离度略 高 , 为 9 7 . 3 % , 见表 4 。单 从矿物解离角 度而言 , 再磨似 无必要 , 但 是 , 铜 、 钼矿物 在浮选过程 中 , 其 表面 由于受到黄药 、 石 灰等药剂的影响 , 经过再磨的擦洗 , 可使矿物增加 新鲜表面 , 从 而有 利于铜钼分离 。 表 4再磨 给矿 、 排矿 辉钼 矿 单体解 离 度测定 结 果表 % 名称 粒级 mm 单体 % l / 4 3 / 4 一 8 0 ~ 4 0 9 4. 5 2. 5 2.1 0. 9 40 ~ 20 9 0. 9 0. 6 2. 5 6. 0 拳 穗 砖 2 0~1 0 9 7 . 3 0 . 5 0 . 5 1 . 7 1 0 9 9. 9 0. 1 全 样 9 5. 7 0. 9 1 . 3 2. 1 8 0 ~ 4 0 95. 2 2. 3 2. 2 0. 3 40 ~ 20 95. 4 0. 8 1. 5 2. 9 排 矿 2 0~ 1 0 9 7 . 3 0. 8 1 . 3 0. 6 一 l 0 9 9. 8 0. 2 全 样 9 7. 3 0. 8 1 . 0 0. 9 6钼精矿 中钼 、 铼的赋存状态 德兴铜矿 2 0 0 1年 已达 到加工 2 0 0 t / a钼 精矿 的 生产 规模 , 主要产 品有钼酸铵 、 铼酸铵 等。 因钼精 矿 中含铜 铜含量在 2 %左右 等 杂质 超 标 , 就使钼 的深加 工 和有价 伴生 元素 的提 取 回收受 到严重影 响 , 甚 至难 以进 行 。即使 钼精 矿直 接进入 市场 , 其销售价格 及销售量也会受到严重制约 。 因此 , 对钼精 矿 进行 除杂试验 及开展 了工艺 矿 物 研 究 。 化 学 物 相 分 析 结 果 证 明 , 硫 化 钼 占 9 9 . 9 6 % , 其它仅有 0 . o 4 % ; 硫化铜 占 9 2 . 9 8 % , 氧化 铜仅 占 7 . 0 2 % ; 硫 化物 中的硫 占 9 7 . 4 0 % , 其它只有 2 . 6 0 % ; 硫化铁占6 7 . 5 l % , 其它共计 3 2 . 4 9 %。镜 下转第 5 6页 j 维普资讯 5 6 铜 业 工 程 2 o 0 3 N 0 4 ~ 0 . 0 8 mm 改为 0 . 0 4 mm~0 . 0 6 5 m m, 控制 环槽侧 壁 对活塞 中心线 的垂 直 度误 差每 1 0 0 mm取 样 长 度不 超过 0 . 0 l mm, 表 面粗糙 度 R a1 . 6 , 以保证 环 与环 槽的 良好贴合 , 提高气缸气 密性 和减少润滑油上窜 。 3 润滑油上窜的其它原因 3 . 1 活塞环 往 向截荷和侧 向力的影响 活塞环对缸壁 的往 向截荷包括 活塞环 的初始 弹 力及空 压机工作 进 的气 体压 力 , 它是 活 塞环 与气 缸 壁磨损 的 主要 原 因 , 尤 其 是 第一 道 气 环磨 损 最 大 。 活塞环 及气缸壁窜 油会随着磨损加剧而增加 。为减 少 润滑油 的上窜量 , 必须控制 活塞环 的磨损 。为此 , 活塞环 的材料应采 用 有较高 的耐 磨性 、 硬 度及 韧性 的材料 , 并 要严格控制活塞 与缸壁 的配合间隙 。 3 . 2 油环槽 底部 回油截面 的影响 车用空压 机气 缸壁面的润滑通 常是依靠 飞溅润 滑 , 但 当曲轴 箱 内 的润 滑 油压 力偏 高 时 , 飞溅 量增 多 , 若油环刮油不 良, 将 导致窜油 。故增 大回油孔截 面可抑制窜油 。 3 . 3温度的影响 空压机工作 时 由于气 体的压缩 和各运 动副的摩 擦会使机体温度升高而降低润滑油的粘度, 从而加 剧 润滑油上窜 。为此 , 应 根据地 区及季 节合 理选 用 汽机 油 。 4结 语 通过活塞环槽的改进 , 提高 了表面粗糙 度和装配 的精密度 , 保证 了环与环槽在缸 内的气密性 。使用改 进 的活塞环槽 , 合理选用活塞环 , 并考虑材料 、 工作温 度等 因素 , 润滑油上窜的现象可得 到较好的控制 。 ANALYSI S 0N 0I L FLEE PRoBLEM I N VEHI CLE AI R CoM PRESSoR J i a n g x i C o p p e r c o r p o r t i o n De x i n g C o p p e rMi n e L i u L i y i Abs t rac t Oi l flee pr o b l e m i s po pu l a r i n v e hi c l e a i r c omp r e s s or . Th i s a r t i c l e a n a l y z e s t h e ma i n f ac t or s o f o i l fle e,a n d t hr o ug h mo d i fi c a t i o n t o p i s t o n r i n g g r o o v e t o i mp r o v e a i r t i g h t n e s s o f c y l i n d e r ,o i l fle e i s e f f e c t i v e l y c o n t r o l l e d . Key wo r ds Pi s t o n rin g groo v e Rou g hn e s s Ai r t i g h t ne s s 每 每 习 每 每 每 每 每 每 每 每 每 每 每 年 上接 第 l 6页 下分析 结果还 表 明 ,钼 精矿 中主要 为 辉钼矿 、 黄 铜 矿 、 黄铁 矿 , 且 辉 钼 矿 的单 体解 离度 达 到 9 9 . 1 9 % 。 因此 , 如果 方法选择适 当 , 当可达到脱铜的 同时就 脱 除绝 大部分铁 、 硫的作用 。 7结 论 辉 钼矿 是德 兴铜 矿唯 一的钼 矿物 , 辉钼 矿嵌 布 粒度较 细 , 且 主要分布于脉石矿物 中。因此 , 一段 磨 矿 主要 是解决辉 钼矿 与脉石 矿物 解 离问题 , 其 单 体 解离 度较低 ; 而在二段磨矿作业 中 , 由于辉钼矿特 殊 的层 与层之 间结构 , 磨矿 时很 容易使其 解离 , 其单体 解离 度较高 。 由于辉钼 矿特 殊 的晶体结 构 , 具有 天然 的可浮 性 。选铜作业 中 , 在不考 虑矿石 的情况下 , 随着铜精 矿 品位提高 , 辉钼 矿 回收率 反呈 下 降趋 势 。石灰 过 量添加 , 对辉钼矿 浮选 回收是 明显不利 的。 铜钼分 离作 业预处理是降低选 钼作 业成本的有 效途 径 , 旋流器分级 、 加酸调浆 、 充氮 、 球磨擦洗等方 法 均可取得较 好 的效果 。 钼精矿 中含有铼 、 A有用元素等 , 同时含有铜 、 磷 、 铁等多种有害元素, 对它们 在钼产品的深加工过程中 工艺矿物性质变化 , 是今后一定时期 内的研究重点。 PRoCES S M I NERAL RESEARCH oF M oLYBDENUM FRoM DEXI NG CoPPER M I NE J ian g x i C o p p e r c o r p o r t i o n De x i n g Co p pe r Mi n e L i n Ch u n s h e n g Xia Hu a l o n g Ab s t r a c t Ou t p u t a n d p r o c e s s i n g of mo l y b d e n u m i n De x i n g c o p p e r mi n e h a v e r e a c h e d a l a r g e s c a l e,c e r t a i n a c h i e v e me n t s a n d k n o wl e d g e h a v e b e e n ma d e o n mdy b d e n u m s t u d i e s .T h i s a r t i c l e a n aly z e s t h e mi n e r al p r o p e rti e s of mo l y bd e n i t e i n d e p o s i t a n d c h a n g e of p r oc e s s mi n e r a l c h ara c t e ris t i c i n t h e p r o c e s s of s e l e c t i o n . C e rtain k n o w l e d g e o n t r a c e mi n e r al de me n t h a s b e e n o b t a i n e d whe n p r o c e s s i ng mo l y b den um. K e y wo r ds De xi ng c o pp er mi ne Mo l yb de nu m Pr oc e s s mi ne r al c ha r a c t e ris t i c 维普资讯