夏季高温生产中钼精矿降杂方法的试验探索

赵 涛，刘迎春，康建雄

(金堆城钼业股份有限公司，陕西 华县 714102)

0 前 言

百花岭选矿厂使用浮选机和浮选柱联合应用的生产方式，自2007 年开始稳定生产含钼57%以上的高品位钼精矿，在国内属首创，经济技术指标达到国际先进水平。目前，百花岭选矿厂主要选钼抑制剂为巯基乙酸钠和磷诺克斯2 种。每逢夏季，高品位钼精矿指标会波动较大，钼精矿含杂时常超标(冶炼要求:钼精矿含铜≤0.2%;铅≤0.1%)，精矿含铜高时，抑制剂用量最多可达平时的4 倍，不但大大增加了选矿药剂成本，而且抑制效果并不明显。因此降低夏季生产中钼精矿中铜、铅含量已成为百花岭选矿厂乃至金堆城钼业股份有限公司急需攻克的技术难题。

国内钼选厂应用较多的铜、铅金属抑制剂主要有巯基乙酸钠、磷诺克斯、硫化钠、硫代硫酸钠、F100－7 和株洲药剂厂生产的铜、铅抑制剂等。前期的试验研究证明该6 种抑制剂在一定用量范围内均能较好地实现钼精选过程中铜、铅等金属的有效抑制。但是由于四季的交替，四季气温存在着较大的差异，而有一些研究表明以上几种抑制剂在生产中应用时，对温度的波动可能比较敏感，夏季高温连续不断，且选厂昼夜气温相差较大，因此有必要通过大量试验研究来选取对温度适应性较强的铜、铅金属单一抑制或组合抑制剂，以适应夏季高温季节的生产实践。

1 试验矿样及药剂

试验矿样:试验用原矿样取自百花岭选矿厂磨浮车间3#系统的钼粗精矿产品。原矿样见表1。

表1 试验用原矿样主要元素 %

主要试验药剂:巯基乙酸钠、磷诺克斯、硫化钠、硫代硫酸钠、F100－7 和株洲药剂。巯基乙酸钠为华光公司油药厂生产;F100－7 为沈阳飞瑞化工所产品;磷诺克斯为选矿厂现用抑制剂，其余试剂是从不同厂家外购所得。

2 试验方法

以3#钼粗精矿产品为试验用原矿样，按湿式缩分法缩取具有代表性的原矿样若干份，每份约折合干矿量约250 g，盛入XDF 1L 挂槽浮选机进行浮选试验研究。试验流程见图1。

考察温度对单一抑制剂影响情况的试验流程见图1。

图1 钼精选抑制剂种类试验

3 试验结果及讨论

3.1 温度对抑制剂抑制效果的影响研究

为了考察上述6 种常用铜铅抑制剂对温度的适应性情况，按照图1 流程进行了选矿试验研究，试验结果分别见图2 ～图7。

图2 温度对巯基乙酸钠抑制效果的影响规律

图2 为温度对巯基乙酸钠抑制效果的影响。由图2 可见，浮选温度从室温升高到22 ℃的过程中，辉钼矿基本保持了良好的浮选效果，巯基乙酸钠抑制效果较好，钼精矿品位保持在30%以上，回收率90%以上，钼精矿中铜品位2.23%以下，铅品位在0.3%以下;当温度升高到22 ℃以上时，钼精矿中钼品位快速下降，并有继续下降的趋势，回收率略有升高，但在整个过程中变化不大;钼精矿中铜品位迅速升高，虽在32 ℃时略有下降，但仍维持在2.3%以上的较高水平;铅品位虽略有升高，但在整个温度试验范围中基本保持不变。由此可见，巯基乙酸钠对温度的最佳适应范围为7 ～22 ℃，其不适合作夏季高温生产钼精矿的最佳抑制剂。

图3 温度对磷诺克斯抑制效果的影响规律

图3 为温度对磷诺克斯抑制效果的影响。由图3 可见，随着温度的升高，钼精矿中钼品位及回收率基本保持不变，钼回收率略有升高。当温度从室温至24 ℃的过程中，钼精矿中铜品位先升高后降低，并稳定在2.2%附近的较低水平。在很宽的温度范围内，钼精矿中铅品位基本保持不变，并稳定在0.25%以下的较好水平。试验结果表明，钼精选中，磷诺克斯作铜铅抑制剂时对温度的适应范围很宽(8 ～37 ℃)，且有较好的抑制效果。因此，磷诺克斯是夏季高温生产中钼精矿降杂的良好抑制剂。

图4 温度对硫化钠抑制效果的影响规律

图4 为温度对硫化钠抑制效果的影响。由图4可见，用一定量硫化钠作抑制剂时，随着温度的升高，钼精矿中钼品位及回收率基本保持不变。当温度从室温至11 ℃的过程中，钼精矿中铜品位有所下降，之后温度再升高，铜品位基本稳定在2.55%的较低水平。在整个实验温度范围内，钼精矿中铅品位基本稳定在0.24%以下的较低水平。由此可见，硫化钠的作用效果受温度的影响不大，且当温度较高时，钼精矿中的铜、铅品位表现出较低水平。因此，在夏季高温的情况下，可以使用硫化钠作抑制剂。

图5 温度对硫代硫酸钠抑制效果的影响规律

图5 为温度对硫代硫酸钠抑制效果的影响。由图5 中可看出，在整个温度试验过程中，钼精矿中钼品位呈逐渐降低的趋势，回收率基本保持不变。当温度从室温至10 ℃时，钼精矿中铜品位迅速下降，继续升高温度，钼精矿中铜品位又逐渐上升;钼精矿中铅品位随着温度的升高呈缓慢升高趋势。由此可见，硫代硫酸钠作为钼精矿生产中铜、铅抑制剂时，钼精矿综合指标较差。

图6 温度对F100－7 抑制效果的影响规律

图6 为温度对F100－7 抑制效果的影响。由图6 可见，浮选温度从室温升高至28 ℃的过程中，钼精矿中钼品位维持在较好水平，且基本平稳，温度继续升高，钼品位迅速下降;整个温度试验过程中，钼精矿回收率虽缓慢上升，但最高也只有82.2%;铜品位在24 ℃以后开始缓慢升高，当温度升高至28 ℃以后呈迅速升高趋势;铅品位在24 ℃以后也呈缓慢上升趋势。由此可见，F100－7 可作为低温下且对钼精矿综合指标要求不高时的铜铅抑制剂。F100－7 是沈阳飞瑞化工为东北低温地区开发出来的一种铜铅抑制剂，有研究表明，其在0 ℃左右抑制效果较好。

图7 温度对株洲药剂抑制效果的影响规律

图7 为温度对株洲药剂抑制效果的影响。由图7 可见，采用株洲药剂作铜、铅抑制剂，随着温度的升高，钼精矿中钼品位呈逐渐下降的规律，而钼回收率先升高后降低，但在较宽的温度范围内钼回收率变化不明显。随着温度的升高，钼精矿中铜品位开始变化不大，但温度高于13 ℃后，铜品位持续居高，而钼精矿中铅品位先降低，当温度高于22 ℃后，铅品位开始呈逐渐升高的趋势。总的趋势表明，株洲药剂在温度较低时，对钼精矿的总体指标影响不大，而温度较高时，应用株洲药剂会恶化钼精矿指标。

由以上的试验数据综合分析可以看出，6 种抑制剂受温度影响的大小顺序为:硫代硫酸钠＞株洲药剂＞F100－7 ＞巯基乙酸钠＞硫化钠≥磷诺克斯。

综上可知，6 种抑制剂中抑制效果受矿浆温度影响最小的是磷诺克斯和硫化钠两种抑制剂，因此夏季可以选用磷诺克斯或硫化钠作铜、铅金属抑制剂。

3.2 最佳抑制剂组合应用试验结果

为了更好地实现铜、铅金属的抑制，降低药剂用量及其成本，亦研究了室温下将硫化钠与磷诺克斯组合使用的抑制效果，试验流程见图8，试验结果见表2。

图8 考察最佳组合抑制剂作用效果的试验流程

从表2 可以看出硫化钠和磷诺克斯按照50 g/t+3 g/t 进行添加时，相对单一的150 g/t 和5 g/t 使用，可以很好地发挥协同效应，在组合药剂的较低用量下，可以达到较好的抑制效果。

3.3 抑制剂机理分析

抑制剂对矿物的抑制方式和具体作用形式主要有以下几种:

(1)在矿物表面形成亲水覆盖膜或亲水胶粒，使矿物表面亲水或削弱对捕收剂的吸附活性。

(2)溶去矿物表面由捕收剂所形成的疏水覆盖膜。

(3)溶去矿物表面易与捕收剂作用的活性质点或活化膜。

(4)除去矿浆中的活化离子。

巯基乙酸钠在水中主要存在2 个极性基团，即－SH 和－COOH。－SH 基能强烈地与硫化铜矿物反应吸附在矿物表面亲固，而－COOH 存在于小分子中不可能表现出捕收性能，但表现出强烈的亲水性而形成水膜亲水，从而对硫化铜产生抑制作用。可能由于温度升高，在碱性溶液中非常容易被空气氧化成双巯基乙酸盐而降低抑制作用。

硫化钠的抑制机理一般认为:硫化钠水解产HS－离子，当HS－离子浓度达到一定值后，在矿物表面发生竞争吸附，HS－排挤已吸附在矿物表面的有机药剂;同时亲水的HS－离子又吸附在硫化矿物表面，增大了矿物表面亲水性，使硫化矿物受到抑制，而辉钼矿具有天然可浮性，不被抑制。硫化钠抑制作用还可能与硫化钠在水中电离S2－有关，S2－对硫化矿物具有很强的亲和力，解吸矿物表面吸附的过剩油药，从而改善分离效果。

表2 硫化钠与磷诺克斯组合使用的抑制效果

磷诺克斯是五硫化二磷和氢氧化钠按一定比例混合药剂，它们反应生成了硫代磷酸盐，因它在分子结构中不带疏水性基因，吸附在硫化物矿物表面形成了亲水难溶的硫代磷酸盐覆盖膜，致使矿物受到抑制。

硫化钠和磷诺克斯是无机盐抑制剂，受温度影响较小，或受温度影响的最低下限较高，所以在37 ℃下抑制效果基本不受温度影响，而巯基乙酸钠等有机抑制剂抑制效果受温度变化影响大，或受温度影响的最低下限较低，所以在夏季浮选温度较高的条件下，无机抑制剂稳定性较好。

4 结 论

(1)磷诺克斯、硫化钠在钼精选作业中对铜铅的抑制效果受温度的影响较小，最低下限温度在37 ℃左右。

(2)磷诺克斯3 g/t+硫化钠50 g/t 作为组合抑制剂对钼精矿中铜、铅的抑制效果比硫化钠200 g/t或磷诺克斯5 g/t 单独作用效果好。两者的协同效果较好。

(3)将磷诺克斯和硫化钠的组合药剂作为夏季高温季节钼精矿降杂的抑制剂，具有进一步的研究价值。

［1］ 张 强.选矿概论［M］.北京:冶金工业出版社，2002.

［2］ 张泾生.矿用药剂［M］.北京:冶金工业出版社，2008.

［3］ 周彩玲.进一步降低钼精矿中铜、铅含量的生产实践［J］.中国钼业，2003，27(3):11－13.

［4］ 冯卫国.新工艺法合成巯基乙酸钠的研究［J］.中国钼业，2011，35(4):45－47.

［5］ 陈慧杰，蒋升国，李吉云.巯基乙酸钠在铜铅分离中的应用研究［J］.矿业开发与研究，2011，(6):68－70.

［6］ 赵志强，罗科华，贺 政.铅精矿中低品位铜综合回收选矿工艺研究［J］.金属矿山，2009，(6):177－180.