柱机联合浮选工艺在铜钼矿分选中的应用

宋永胜，曹亦俊，马子龙

（中国矿业大学化工学院，江苏徐州 221008）

新疆富蕴县某铜矿是我国典型的伴生钼的矽卡岩型铜矿，其自然类型以稀疏浸染状的黄铜矿为主，其次为稀疏浸染状含辉钼矿的黄铜矿矿石。铜矿物含量低，分布不均匀且分散，粒度大多偏细。矿石大部分为不含钼的和含钼量很低的浸染型贫矿，辉钼矿分布很分散且不均匀，与其他矿物间嵌镶关系很密切，形态复杂，多呈纤维状，粒度很微细，充分回收辉钼矿难度很大［1］。该矿选厂一期工程于2008年7月建成投产，整套系统采用浮选机作为分选设备，如何提高低品位矿石的富集比和铜钼金属的回收率，是该矿所面临的主要问题。为了提高生产能力和生产效率，该铜矿选厂在一期的基础上进行了二期150万t扩能工程，结合浮选柱高选择性和回收微细粒级矿粒方面的优势在扩建工程中采用了浮选柱作为主要分选设备，与浮选机结合形成柱机联合浮选工艺系统，并取得了满意的结果。

1 矿石性质

1.1 矿石化学多元素分析

矿石化学多元素分析结果见表1，可以看出矿石主要的的有用金属是Cu和Mo，含量分别为0.61％和0.042％，脉石矿物主要为SiO2、CaO和Al2O3等。

表1 矿石化学多元素分析结果％

1.2 矿物组成

矿石可利用元素主要为Cu和Mo，其组成矿物为黄铜矿、铜蓝、斑铜矿、孔雀石、硅孔雀石、辉钼矿，脉石矿物有石榴子石、透辉石、方解石、斜长石等，矿物种类繁多，物性差别较大。对矿石中矿物含量进行的测定以3～0 mm综合样为准，压制砂光片在显微镜下逐粒测定，其主要矿物含量见表2。

表2 原矿主要矿物组成 ％

由表2可知矿石中黄铁矿、黄铜矿含量稍高，其他金属矿物含量均不足0.1％，辉钼矿含量约为0.04％。

1.3 物相分析

有用矿物物相分析结果见表3和表4，可以看出矿石可回收铜矿物和钼矿物均以硫化矿物为主，矿石氧化程度不高。

表3 矿石中铜的物相分析结果 ％

表4 矿石中钼的物相分析结果 ％

2 系统组成与工艺流程

2.1 一期浮选工艺流程

优先浮选、部分混合浮选和混合浮选－再分离3种方法均可进行铜钼矿的浮选［2］，鉴于该原矿钼品位很低的特点，且矿石大部分为不含钼的和含钼很低的浸染型贫矿，浮选流程确定为铜钼混合浮选－铜钼分离方案。按照现场单一铜矿生产工艺所产出的铜钼混合精矿经过浓缩，进入再磨－分级（再磨细度达到85％－325目以上），分级溢流经一次分离粗选、一次分离扫选所得钼粗精矿，经过六次精选获得最终钼精矿，钼扫选尾矿即最终铜精矿。一期浮选工艺流程见图1。

图1 一期系统浮选工艺流程

2.2 二期浮选工艺流程

铜钼混合的粗选、精选作业采用FCSMC4000－8000和FCSMC3000－7000浮选柱各2台，扫选作业采用 BF－24浮选机8槽；钼精选选用 FCSMC2000－8000、FCSMC1000－7000、FCSMC800－7000、FCSMC600－6000浮选柱各1台，钼扫选选用BF－4浮选机4台。具体的工艺流程见图2。

2.3 柱机联合浮选工艺分析

目前旋流－静态浮选柱采用了PLC自动控制系统，具有先进的矿浆液位稳定和自动调节功能，自动化程度高，设备投资省、建筑费用少、能耗低、选矿效率高、经济效益好等优点［3］。结合这一现状，二期浮选工艺流程粗选和精选作业采用浮选柱作为分选设备，扫选作业采用浮选机作为分选设备，从而确保精矿质量和金属回收率。

原矿经过一次粗选、一次扫选和一次精选得到铜钼混合精矿，然后经过一次分离粗选、一次分离扫选、三次精选后获得最终钼精矿，扫选尾矿即为最终铜精矿。二期系统的柱机联合分选工艺与一期浮选机生产工艺相比，在铜钼混合浮选环节，减少了一段精选作业和一段扫选作业，在铜钼分离环节，减少了三段钼精选作业，流程得到了明显简化。

图2 二期系统浮选工艺流程

3 分选结果与分析

3.1 条件参数优化

二期工艺系统所添加药剂有黄药、2#油、煤油、T17、混合调整剂。铜钼混合浮选阶段采用丁基黄药作为捕收剂，2#油作为起泡剂，铜钼分离阶段添加煤油作为钼捕收剂，T17作为铜抑制剂。药剂的添加依据原矿矿石性质的变化而有所调整，其中钼含量的变化直接影响铜钼分离段药剂的用量。采用浮选柱作为主体分选设备，循环压力是该设备的重要参数之一，可以通过变频器调节循环泵的转速来进行。根据浮选柱的泡沫状态和快速分析的钼精矿产品调整钼精选作业循环压力来获得高质量的钼精矿。

在对二期工艺系统各作业环节的工艺条件、操作参数进行详细的探索性试验的基础上，确定了最优的工艺参数如表5。

表5 二期系统工艺条件

3.2 分选结果

在前期条件参数优化的基础上，二期工艺系统经过一定的调试，运行稳定后取得的代表性指标如表6。

表6 二期系统运行指标 ％

通过表 6可知在原矿含铜 0.65％、含钼0.046％的情况下，可取得含钼0.32％、含铜21.8％的铜精矿和含铜1.32、含钼50.6％的钼精矿。铜的回收率可达91.37％，钼的回收率达到了55.68％。

为了对照验证二期系统生产工艺效果，在相同的给矿条件下，对一期单纯浮选机生产系统进行了跟踪考察，具有代表性的指标如表7。

表7 一期系统运行指标 ％

表7和表6相比较可以看出，采用柱机联合浮选工艺后铜精矿品位和回收率均有所提高，钼精矿品位相当的情况下，钼回收率提高了将近2个百分点。随着二期扩能工程调试运行的稳定，二期铜钼分离的指标明显优于一期系统，故将一期系统生产的铜钼混合精矿转送至二期铜钼分离系统进行分选，从而提高铜钼精矿品位及作业回收率。

3.3 药剂用量对比

柱机联合工艺浮选系统与单纯浮选机浮选工艺系统药剂用量情况见表8。

表8 两系统药剂用量对比 g/t

由表8可以看出柱机联合浮选工艺的单位药剂用量少于浮选机工艺，除煤油用量基本相同外，黄药、2#油、T17的用量分别减少了7.3％、15.6％、5.3％。

3.4 结果分析

采用旋流－静态微泡浮选柱粗、精选和浮选机扫选相结合的工艺，试验取得了满意的分选结果。为了深入考察柱机联合工艺的分选效果，研究考察了一期系统和二期系统所得最终钼精矿的粒级分布率，来对比柱机联合浮选工艺与单纯浮选机浮选工艺对钼的粒级回收效果。

图3 钼粒级回收率对比

由图3钼粒级回收率的结果可以看出，柱机联合浮选系统对各粒级的钼回收率均高于浮选机生产，说明旋流－静态微泡浮选柱对各个粒级的铜矿物均有良好的适应性。从图3也可知，柱机联合系统对+0.074 μm与－0.010 μm两个粒级的回收率的优势更明显，说明柱机联合系统结合了浮选柱和浮选机各自的分选优势，对柱机联合浮选工艺优势进行分析：

旋流－静态微泡浮选柱通过逆流碰撞矿化、旋流矿化、管流矿化等多种矿化方式［4］强化细泥含量高、难以矿化颗粒的有效利用回收。在精选作业采用此浮选柱不仅能有效保证通过精选获得高精矿品位，而且可以适当提高精选作业回收率，减轻浮选机作业在回收能力方面的压力。与浮选机相比，其没有剧烈的搅拌作用，矿物竞争附着的影响极弱，颗粒碰撞－附着－脱落的周期很长，在整个浮选过程中，有用矿物粒子竞争附着的几率大大减小，因此部分粗粒级矿物由于竞争附着机会少而损失于尾矿中。扫选作业采用浮选机作为分选设备，其强烈的机械搅拌作用使矿物颗粒不断与气泡碰撞并附着于气泡，同时又不断从气泡上脱落。这种碰撞－附着－脱落的周期很短，因而有用矿物在在气泡上竞争附着的几率大大高于脉石矿物，且有用矿物颗粒在气泡上的附着力强，停留时间也长，竞争的结果就是有用矿物最终附着在气泡上作为精矿浮出［5］。因此，柱机联合浮选工艺充分发挥了浮选柱在精选作业和浮选机在扫选作业的分选优势，从而提高最终精矿品位和回收率。

4 结语

（1）该铜矿是我国典型的伴生钼的矽卡岩型铜矿，铜矿物含量低，粒度大多偏细，辉钼矿分布很分散且不均匀，与其他矿物间嵌镶关系很密切，形态复杂，回收难度很大。

（2）该铜矿选厂在一期工程基础上实施二期扩能工程，引入旋流－静态微泡浮选柱进行铜钼混合浮选粗、精选和铜钼分离浮选粗、精选，引入浮选机进行铜钼混合浮选扫选和铜钼分离扫选，形成浮选柱浮选机联合的浮选工艺系统，取得了铜精矿铜品位21.8％，铜回收率 91.37％，钼精矿钼品位50.6％，钼回收率55.68％的指标。与一期系统分选指标相比，铜钼精矿品位和回收率均有所提高，药剂用量也大大减少。

（3）随着我国矿产资源贫、细、杂化日趋严重，为实现对矿物的高效回收利用，对分选技术的要求也与日俱增。旋流－静态微泡浮选柱的发明与应用，在浮选领域实现了细粒矿物分选的突破，其较强的回收能力和高选择性优势为铜钼分离作业流程提供了一种新的技术途径。结合浮选机扫选作业强化回收的优势形成的柱机联合浮选工艺在该铜矿选厂的成功应用，使该工艺成为分选该类型矿石的新的发展方向。

［1］张青草.新疆富蕴索尔库都克铜（钼）矿石工艺矿物学研究［J］.甘肃冶金，2010，32（3）：39－42.

［2］聂 琪.试论我国钼矿选矿方法及研究现状［J］.云南冶金，2010，39（2）：34－36.

［3］李 振，刘炯天，李延锋，等.旋流－静态微泡浮选柱在钼矿分选中的应用［J］.矿山机械，2009，37（17）：92－98.

［4］谢捷敏.柱机联合流程在大山选矿厂精选段的应用研究［J］.有色金属（选矿部分），2010（1）：38－41.

［5］史帅星，赖茂河，冯天然，等.适用于粗颗粒选别的浮选机叶轮动力学研究［J］.有色金属（选矿部分），2011，（4）：47－50.