从某铜钼混合精矿中回收高品质钼精矿的工艺试验研究.pdf

Series No.570December 2023 金 属 矿 山METAL MINE 总 第570 期2023 年第 12 期收稿日期 2023-08-03基金项目 国家自然科学基金青年科学基金项目(编号:52004140);矿物加工科学与技术国家重点实验室开放基金项目(编号:BGRIMM-KJSKL-2020-01)。作者简介 解明亮(1990),男,硕士研究生。通信作者 孙乾予(1988),男,副教授,博士,硕士研究生导师。从某铜钼混合精矿中回收高品质钼精矿的工艺试验研究解明亮1,2 孙乾予2,3 王东东1(1.伊春鹿鸣矿业有限公司,黑龙江 伊春 152500;2.辽宁工程技术大学矿业学院,辽宁 阜新 123000;3.清华大学环境学院,北京 100084)摘 要 以黑龙江某大型铜钼矿选矿厂 Mo 和 Cu 品位分别为 6.39%和 0.71%的铜钼混合精矿为研究对象,在工艺矿物学分析的基础上进行铜钼分离试验。结果表明:混合精矿中铜、钼金属主要以硫化钼和硫化铜形式存在,分别占 97.77%和 96.54%,铜钼金属矿物存在连生体,含铜矿物呈微细粒分布,这导致铜钼分离困难。浮选试验表明,在再磨细度为-45 m 占75.43%条件下,以巯基乙酸钠为抑制剂,Na2SiO3为矿泥分散剂,煤油为捕收剂,2#油为起泡剂,采用 1 粗 4 精 3 扫的铜钼分离工艺流程,获得了 Mo 品位和回收率分别为 51.08%和 86.28%,且 Cu 品位 0.19%的钼精矿,可以满足特级钼精矿产品的质量要求。关键词 铜钼混合精矿 再磨 铜钼分离 高品位钼精矿 中图分类号TD923 文献标志码A 文章编号1001-1250(2023)-12-117-06DOI 10.19614/ki.jsks.202312017Experimental Study on Recovery Process of High Quality Molybdenum Concentrate from Copper-molybdenum Mixed ConcentrateXIE Mingliang1,2 SUN Qianyu2,3 WANG Dongdong1(1.Yichun Luming Mining Co.,Ltd.,Yichun 152500,China;2.College of Mining,Liaoning Technical University,Fuxin 123000,China;3.School of Environment,Tsinghua University,Beijing 100084,China)Abstract The copper-molybdenum mixed concentrate with Mo and Cu grade of 6.39%and 0.71%in a large copper-molybdenum ore dressing plant in Heilongjiang Province was taken as the research object,and the copper-molybdenum separa-tion test was carried out on the basis of process mineralogy analysis.The results show that the copper and molybdenum metals in the mixed concentrate mainly exist in the form of molybdenum sulfide and copper sulfide,accounting for 97.77%and 96.54%,respectively.The intergrowth of copper and molybdenum metal minerals and the fine particles of copper minerals make it difficult to separate copper and molybdenum.The flotation test shows that under the condition of regrinding fineness of-45 m accounting for 75.43%,sodium mercaptoacetate is used as the inhibitor,Na2SiO3 is used as the slime dispersant,ker-osene is used as the collector,and 2#oil is used as the foaming agent.The copper-molybdenum separation process of one roug-hing,four cleaning and three scavenging is used to obtain a molybdenum concentrate with Mo grade and recovery of 51.08%and 86.28%,respectively,and Cu grade of 0.19%,which can meet the quality requirements of super-grade molybdenum con-centrate products.Keywordscopper-molybdenum mixed concentrate,regrind,copper molybdenum separation,high grade molybdenum concentrate 钼是冶金、化工等行业的重要金属原料1。我国钼矿资源储量居世界前列,资源分布广泛,并呈现出规模大、类型多、伴生组分复杂、品位低等特点2-3。黑龙江某铜钼矿是中国特大型斑岩型铜钼矿,年采选规模 1 500 万 t,主要产品为特级钼精矿(Mo 品位51%),但根据钼矿质量要求,精矿中 Cu 品位应小于7110.2%,因此在铜钼的分离浮选中采用抑铜浮钼工艺对保障钼精矿质量、强化对铜的抑制尤为重要。目前,在钼矿浮选过程中铜抑制类型主要分无机抑制剂(氰化物、硫化物和诺克药剂等)、有机抑制剂(巯基类、硫脲类、多糖类等)、无机类混合组合抑制剂、有机类混合组合抑制剂、无机与有机抑制剂混合使用等4-6。高延雄等7在金堆城钼矿直接采用粉体巯基乙酸钠作抑制剂、YC 为捕收剂最终获得了钼品位为 48.36%、含铜为 0.49%的钼精矿。米文杰等8对铜钼混合精矿再磨,采用巯基乙酸钠和硫化钠为抑制剂通过 5 次精选获得了钼品位为 40.75%、含铜 0.75%的钼精矿。彭远论等9通过正交试验设计,采用 D 系列铜抑制剂配合硫化钠的使用,混合精矿经 1 粗 4 精钼精选获得钼品位 47.78%、含铜0.94%的钼精矿。综上所述,前人的工艺及药剂研究铜钼分离过程中很难获得含铜低于 0.2%的高品位钼精矿。因此,本文以黑龙江某大型铜钼混合精矿为研究对象,设计工艺流程及合理药剂制度获得高品位钼精矿,从而满足市场特级品 Mo 精矿的要求。1 试样性质与试验方法1.1 试样性质试验矿样来自黑龙江某铜钼选矿厂现场铜钼快速浮选精矿和铜钼预精选的混合样,试样化学多元素分析结果如表 1 所示。表 1 试样化学多元素分析结果Table 1 Chemical multi-element analysis results of the sample%成分MoCuPbSiO2Al2O3MgOFe2O3含量6.390.710.5148.5411.841.027.82成分K2ONa2OTiO2P2O5CaOAuAg含量3.210.980.320.981.410.122.71 注:Au、Ag 含量的单位为 g/t。从表 1 可知,试样主要回收的金属为 Mo 和 Cu,品位分别为 6.39%和 0.71%,杂质成分中 SiO2、Al2O3、Fe2O3分别占 48.54%、11.84%、7.82%。试样铜钼物相分析结果分别如表 2、表 3 所示。铜、钼金属分别主要以硫化钼和硫化铜形式存在,分别占 97.77%和 96.54%。表 2 试样钼物相分析结果Table 2 Molybdenum phase analysis results of the sample%钼物相钼品位分布率钼氧化物0.0931.45钼硫化物6.24897.77硅酸钼0.0500.78总钼6.390100.00表 3 试样铜物相分析结果Table 3 Copper phase analysis results of the sample%铜物相铜品位分布率次生硫化铜0.21530.23原生硫化铜0.48568.31结合氧化铜0.0030.43自由氧化铜0.0071.03总铜0.710100.00 通过岩矿鉴定对铜钼混浮精矿进行分析,结果如图 1 所示。辉钼矿呈弯曲片状,截面呈不规则细粒状,多见独立单晶体零散分布,极少与透明矿物连生,片径 0.010.2 mm 不等,最大 0.3 mm;黄铁矿呈不规则碎粒状,多见单晶粒零散分布,或被黄铜矿包裹交代,个别可被白铁矿交代,少量与透明矿物连晶,粒径为 0.0050.05 mm;黄铜矿呈不规则碎粒状,多见微细粒单晶粒零散分布,可与磁黄铁矿连晶包裹交代黄铁矿,少部分分布在透明矿物中,粒径 0.005 0.05 mm。图 1 试样偏光显微镜分析结果Fig.1 Polarizing microscope analysis results of the sample1.2 试验设备及药剂试验设备。磨矿试验采用 XMQ-240 mm90 mm 锥形球磨机,粗选、扫选采用单槽 XFDIV-1.5L 浮选机,精选采用 XFDIV-0.5L 浮选机。试验药剂。铜抑制剂为粉末状巯基乙酸钠、硫化钠、QB202 和 D8;分散剂为硅酸钠;捕收剂为工业纯煤油;起泡剂为工业纯 2#油。2 试验结果及讨论2.1 分离粗选试验为提高最终钼精矿品位并降低铜含量,对铜钼分811总第 570 期 金 属 矿 山 2023 年第 12 期离浮选工序按图 2 流程开展条件探索试验。图 2 条件探索试验流程Fig.2 Experimental flow of conditional exploration2.1.1 再磨细度试验为了使铜钼混合精矿中的铜和钼充分解离,减少连生体,在铜钼分离过程中充分提高钼精矿品位,考察铜钼混合精矿再磨细度对铜钼分离效果。原矿细度为-74 m 占 60.96%(折算-45 m 占 37.54%),分散剂 Na2SiO3用量为200 g/t,抑制剂硫化钠用量为180 g/t,捕收剂煤油用量为 100 g/t,2#油用量为 50 g/t,试验结果如图 3 所示。图 3 再磨细度对钼粗精矿指标的影响Fig.3 Effect of regrinding fineness on molybdenum rough concentrate index 由图 3 可知:未经再磨直接进行铜钼分离浮选时,精矿 Mo 品位和回收率较低;随着再磨细度的增加,精矿 Mo 品位和回收率先上升后趋于平缓,而 Cu品位和回收率呈缓慢下降趋势。因此,确定再磨细度为-45 m 占 75.43%。2.1.2 抑制剂试验在铜钼分离过程中要获得高品质的钼精矿不仅Mo 品位和回收率要高,而且要钼精矿中 Cu 品位低才能达到特级品的要求,因此需选择对铜有强烈抑制作用的抑制剂,如巯基类、硫化物及诺克类等10-11。在混合精矿再磨细度-45 m 占 75.43%,抑制剂分别为硫化钠、D8、巯基乙酸钠、QB202,用量均为180 g/t,Na2SiO3用量为200 g/t,煤油用量为100 g/t,2#油用量为 50 g/t 条件下,考察抑制剂种类对铜钼分离的影响,试验结果如图 4 所示。由图 4 可知,不同抑制剂对精矿 Mo 回收率影响相差不大,但对于Mo品位和Cu品位影响明显,以巯图 4 铜抑制剂种类对钼粗精矿指标的影响Fig.4 Effect of copper inhibitor types on molybdenum rough concentrate index基乙酸钠作为抑制剂时精矿 Mo 品位最高,此时精矿Cu 品位最低。综合对比,选择铜抑制剂为巯基乙酸钠。在巯基乙酸钠用量分别为 60、120、180、240 和300 g/t,再磨细度为-45 m 占 75.43%,Na2SiO3用量为 200 g/t,煤油用量为 100 g/t,2#油用量为 50 g/t条件下,巯基乙酸钠用量影响试验结果如图 5 所示。图 5 巯基乙酸钠用量对钼粗精矿指标的影响Fig.5 Effect of sodium thioglycolate dosage on molybdenum rough concentrate index 由图 5 可知,随着巯基乙酸钠用量的增加,精矿Cu 品位和回收率呈下降趋势,但 Mo 回收率随巯基乙酸钠用量增加也呈下降趋势,尤其当巯基乙酸钠用量超过 240 g/t 时,Mo 的回收率下降幅度加快。因此,确定巯基乙酸钠用量为 240 g/t。2.1.3 Na2SiO3用量试验在铜钼浮选过程中,由于进行了二次磨矿导致矿物粒度很细,产生泥化团聚现象对浮选产生重要影响12,Na2SiO3是常用的矿泥分散剂,同时对微细粒硅质脉石有一定抑制作用。在 Na2SiO3用量分别为100、200、300、400 和 500 g/t,再磨细度-45 m 占75.43%,巯基乙酸钠用量为 240 g/t,煤油用量为 60 g/t,2#油用量为 20 g/t 条件下进行试验,结果如图 6所示。从图 6 可以发现,Na2SiO3在铜钼分离过程中可以分散矿泥减少脉石矿物的夹带从而提高分选效率,随着 Na2SiO3用量的增加,精矿 Mo 和 Cu 品位呈上升911 解明亮等:从某铜钼混合精矿中回收高品质钼精矿的工艺试验研究 2023 年第 12 期图 6 Na2SiO3用量对钼粗精矿指标的影响Fig.6 Effect of Na2SiO3 dosage on molybdenum rough concentrate index趋势而回收率呈下降趋势。为获得高品质 Mo 精矿,确定 Na2SiO3用量为 300 g/t。2.1.4 煤油用量试验煤油属非极性烃类油,是非极性矿物浮选的常用捕收剂,在钼浮选中有广泛应用13。在煤油用量分别为 0、20、40、60 和 80 g/t,再磨细度为-45 m 占75.43%,Na2SiO3用量为 300 g/t,巯基乙酸钠用量为240 g/t,2#油用量为 20 g/t 条件下进行试验,结果如图 7 所示。图 7 煤油用量对钼粗精矿指标的影响Fig.7 Effect of kerosene dosage on molybdenum rough concentrate index 从图7 可以看出,未添加煤油时,精矿 Cu 品位和回收率较低,同时 Mo 回收率较低;随着煤油用量的逐渐增加,精矿 Mo 回收率呈增加趋势而 Mo 品位呈下降趋势,精矿 Cu 品位和回收率呈增加趋势,由于铜钼混浮过程矿物表面已黏有大量煤油,因此铜钼分离应控制煤油用量。综合考虑,确定煤油用量为 40 g/t。2.1.5 2#油用量试验在钼矿浮选中 2#油是常用的起泡剂,并在大型钼矿浮选中有广泛应用14,同时铜钼浮选中泡沫厚度、性状及泡沫负载量难易往往由起泡剂用量决定。在再磨细度为-45 m 占 75.43%,Na2SiO3用量为300 g/t,巯基乙酸钠用量为 240 g/t,煤油用量为 40 g/t 条件下,考察 2#油用量对铜钼分离的影响,结果如图 8 所示。图 8 2#油用量对钼粗精矿指标的影响Fig.8 Effect of 2#oil dosage on molybdenum rough concentrate index 由图 8 可知,未添加 2#油时,精矿 Mo 回收率和Cu 回收率较低,随着 2#油用量的增加,精矿 Mo 回收率明显提高,当用量超过 15 g/t 时,Mo 回收率提高放缓,但精矿 Cu 回收率依然呈上升趋势。为降低精矿Cu 品位,确定 2#油用量为 15 g/t。2.2 精选、扫选次数确定试验为制定合理的工艺流程,在再磨细度为-45 m占 75.43%条件下,按图 9、图 10 流程进行精选、扫选次数试验。各次精选的试验结果如表 4 所示。各次扫选段的试验结果如表 5 所示。图 9 精选次数试验流程Fig.9 Flow chart of cleaning times test从表 4 可知,通过 4 次精选即可获得钼精矿 Mo品位大于 51%且 Cu 品位小于 0.2%的指标,同时精选次数过多影响产品的最终回收率,因此确定精选 4次即可。从表 5 可知,扫选次数增加是为了充分回收 Mo金属,在多次扫选的过程中,第 4 次扫选的精矿 Mo回收率仅0.56%,提高有限,因此确定扫选3 次即可。2.3 闭路试验根据条件试验结果,按图 11 所示 1 粗 4 精 3 扫流021总第 570 期 金 属 矿 山 2023 年第 12 期图 10 扫选次数试验流程Fig.10 Flow chart of scavenging times test表 4 精选次数试验结果Table 4 Test results of cleaning times test工序产品产率/%Mo 品位/%Mo 回收率/%Cu 品位/%Cu 回收率/%粗选粗精19.8023.5272.890.6718.69粗尾80.202.1627.110.7281.31精选 1精 112.0431.4559.260.6010.17尾 17.7611.2213.630.788.51精选 2精 27.5939.6547.100.565.99尾 24.4517.4612.160.674.19精选 3精 34.7549.0636.470.392.61尾 32.8423.9110.630.843.38精选 4精 43.2351.5326.050.190.86尾 41.5243.8110.420.821.74精选 5精 52.3753.2219.740.170.57尾 50.8646.876.310.250.30给矿混合精矿100.006.39100.000.71100.00表 5 扫选次数试验结果Table 5 Test results of scavenging times test工序产品产率/%Mo 品位/%Mo 回收率/%Cu 品位/%Cu 回收率/%粗选粗精20.2422.4971.22455.100.67粗尾79.762.3128.78183.900.72扫选 1扫精 113.047.4515.2097.150.45扫尾 166.721.3013.5886.760.77扫选 2扫精 27.592.653.1520.110.56扫尾 259.131.1310.4366.640.80扫选 3扫精 38.751.762.4115.400.63扫尾 350.381.028.0251.240.83扫选 4扫精 43.660.970.563.550.78扫尾 446.721.027.4647.690.83给矿混合精矿100.006.39100.000.71100.00程进行闭路试验,结果如表 6 所示。根据表 6 可知,铜钼分离最终获得精矿产率为11.28%,Mo精矿品位和回收率分别为51.08%和图 11 铜钼分离闭路试验流程Fig.11 Closed circuit test flow of Cu-Mo separation表 6 铜钼分离闭路试验结果Table 6 Closed circuit test results of Cu-Mo separation%产品产率Mo 品位Mo 回收率Cu 品位Cu 回收率钼精矿11.2851.0886.280.193.02扫选尾矿88.721.4113.720.7896.98给矿100.006.29100.000.71100.0086.28%且 Cu 品位 0.19%,满足特级钼精矿的产品质量要求。在光学镜下分析钼精矿和钼尾矿,结果如图 12所示。Mo 精矿中钼主要以辉钼矿形式存在,且基本单体解离,未发现明显连生体,含少量微细粒黄铜矿,这些铜矿物被充分抑制是降铜的关键;Mo 尾矿中存在少量钼连生体和明显铜矿物,说明含铜矿物被抑制到尾矿中,从而满足特级钼精矿中 Cu 含量小于0.2%的要求。3 结 论(1)黑龙江某铜钼混合精矿 Mo 和 Cu 的品位分别为 6.39%和 0.71%,钼铜金属物相主要以硫化钼和硫化铜形式存在,分别占比 97.77%和 96.54%,铜钼金属矿物存在连生以及含铜矿物呈微细粒分布,是导致铜钼分离困难的原因。(2)铜钼混合精矿再磨至-45 m 占 75.43%,以巯基乙酸钠为铜抑制剂,Na2SiO3为矿泥分散剂,煤121 解明亮等:从某铜钼混合精矿中回收高品质钼精矿的工艺试验研究 2023 年第 12 期图 12 浮选产品偏光显微镜分析Fig.12 Polarizing microscope analysis of flotation products油为捕收剂,2#油为起泡剂,经 1 粗 4 精 3 扫闭路浮选,最终可获得精矿产率为 11.28%,Mo 精矿品位和回收率分别为 51.08%和 86.28%,且 Cu 品位 0.19%的指标,满足特级钼精矿的产品质量要求。参 考 文 献1 宋翔宇,张红涛,许来福,等.铜钼分离工艺研究现状与展望J.有色金属(选矿部分),2022(6):92-101,114.SONG Xiangyu,ZHANG Hongtao,XU Laifu,et al.Research status and prospect of Cu-Mo separation technologyJ.Nonferrous Metals(Mineral Processing Section),2022(6):92-101,114.2 苏轶娜,闻少博,聂宾汗,等.主要矿产品供需形势分析报告M.北京:地质出版社,2021.SU Yina,WEN Shaobo,NIE Binhan,et al.Analysis on Supply and Demand Situation of Mineral Resources M.Beijing:Geological Publishing House,2021.3 郭谨铭,杨洪英,佟琳琳,等.西藏某铜钼混合精矿工艺矿物学研究J.东北大学学报(自然科学版),2023(8):1195-1200.GUO Jinming,YANG Hongying,TONG Linlin et al.Study on process mineralogy of a copper-molybdenum mixed concentrate in TibetJ.Jouranl of Northeastern University(Natural Science),2023(8):1195-1200.4 祁梦瑶,彭伟军,曹亦俊,等.硫化铜钼矿浮选分离抑制剂研究进展J.金属矿山,2023(8):1-16.QI Mengyao,PENG Weijun,CAO Yijun,et 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