黑龙江省某铜钼矿铜钼分离工艺优化试验

詹丽丽

（黑龙江多宝山铜业股份有限公司）

我国是钼资源大国，我国钼资源储量约850 万t，占世界钼资源的25%左右［1］。钼是一种重要的稀有金属，因其特殊性质，被大量应用在钢合金材料、能源及化学各领域，近年来，世界钼消耗量和供给量逐年增长［2］。钼是一种重要资源，金属钼具有强度高、熔点高、抗腐蚀性强等特点，随着科技进步，在工业、医学、化工、航空航天等重要领域有着广泛的应用和良好的前景，是国民经济中的重要原料和不可替代的战略资源，尤其在钢铁领域中不可或缺［3］。钼矿以斑岩型铜钼矿为主，铜和钼的主要赋存形式为黄铜矿和辉钼矿。我国铜钼资源存在贫矿多富矿少、钼品位低、共伴生严重、其他有用组分多、嵌布粒级细、辉钼矿与铜硫化矿可浮性相近等问题，导致铜钼矿分离困难，铜钼资源利用率较低，因此铜钼分离技术的研究显得尤为重要。

黑龙江省某铜钼矿属于大型低品位斑岩型铜钼矿床，该矿床矿石储量大、品位低、埋藏较浅，矿石构造以浸染型及细脉浸染型结构分布广泛，矿石中有用矿物铜、辉钼矿嵌布特征复杂、粒度较细，一般粒度小于0.03 mm，很少有粒度大于0.05 mm，并且与硅酸盐矿物嵌连紧密，浮选过程中与石英等脉石矿物分离难度大，且在磨矿过程中会产生次生矿泥，增加了铜钼分离浮选难度，同时会消耗大量药剂。针对以上问题，根据矿石性质，对现场工艺流程进行了优化，以确定最合适的药剂制度、流程结构及技术参数，通过试验研究和现场工艺改进，进一步提高金属回收率及经济效益。

1 矿石性质

1.1 化学多元素分析

铜钼混合精矿样化学多元素分析结果见表1。

由表1 可知，矿样中脉石主要以SiO2为主，含量27.89%，其次为Al2O3与CaO，两者含量达8.85%。

1.2 矿物组成及含量分析

通过显微镜观察、MLA 测试数据综合分析，矿样中的主要金属矿物为黄铜矿、斑铜矿、黄铁矿、磁铁矿、铜蓝、辉钼矿等，脉石矿物主要为长石、石英、黑云母、绿泥石、绿帘石等，铜钼分离主要是铜矿物与辉钼矿的分离。铜钼混合精矿矿物组成及相对含量见表2。

2 原铜钼分离工艺闭路试验流程及存在的问题

2.1 原铜钼分离工艺闭路试验流程

铜钼分离工艺流程主要有抑铜浮钼、抑钼浮铜2种，鉴于辉钼矿更加易浮，黑龙江省某铜钼矿原铜钼分离闭路试验采用抑铜浮钼，其关键是使铜矿物表面的捕收剂疏水物质解吸，从疏水变为亲水，在铜、钼分离过程中保持亲水性［4］，并结合双级搅拌+1 粗2扫4精工艺流程（图1）。

2.2 存在的问题

2.2.1 药剂消耗量大

（1）粗选流程采用一次性加入硫化钠作为抑制剂来实现铜钼的有效分离，这样加快了浮选的起始速度，降低了选择性，同时大部分药剂会随着泡沫产品从前段刮出，常出现后段药剂不足的问题，致使精矿和尾矿指标欠佳，且硫化钠稳定性差、易氧化，在铜钼分离的过程中需要大量的硫化钠才能起到较好的抑制效果［5］，从而消耗大量药剂，增加成本。

（2）铜钼分离工艺粗选矿浆浓度往往较低（25%～30%），一般浮选流程的某种药剂用量都是以选别1 t原矿所需药剂的克数来计算的。若单位药剂用量不变，矿浆中的药剂体积浓度就会随矿浆浓度的降低而减少，矿浆浓度低便会消耗大量药剂而增加成本，并且还需要大量的水和电能，从而影响经济效益。

2.2.2 钼精矿品位低且回收率不理想

该铜钼矿在破碎、磨矿、搅拌、运输等过程形成的微细颗粒的比表面积大、表面能大，在一定条件下，不同成分的微细颗粒会形成无选择性凝结，其表面力引起团聚现象，微细颗粒还会黏附在粗颗粒表面，形成微细颗粒覆盖，影响精矿品位。因其具有较大的比表面积和表面能，因此具有较强的药剂吸附能力，吸附的选择性差；表面溶解度增大，使矿浆中的“难免离子”增加；同时由于微细颗粒质量小，易被水流机械夹带和被泡沫机械夹带。微细颗粒与气泡间的黏着效率比较低，使气泡对颗粒的捕收率下降，同时微细颗粒还会大量地附着在气泡表面，形成所谓的气泡“装甲”现象，影响气泡的运载力［6］，从而影响钼金属回收率。

2.2.3 精选浮选时间欠佳

铜钼分离流程各分选段处理能力匹配不科学，铜钼分离粗选采用30 m3浮选机共3 台，粗选总容量90 m3，4 段精选作业采用2 m3浮选机共10 台，配置为4∶3∶2∶1，精选总容量为20 m3，二者匹配不合理，精选处理能力过小，浮选时间过短。

3 铜钼分离工艺优化试验

3.1 药剂制度试验

在铜钼硫化矿物浮选分离工艺中，硫化钠是一种应用广泛的铜矿物抑制剂。硫化物的抑制机理主要是水解产生的HS-起作用，主要作用一是解析矿物表面的黄原酸盐，二是氧化双黄药为黄原酸离子。即一方面清除残余的药剂，另一方面与矿物表面作用形成钝化膜，从而产生对硫化铜矿物的抑制作用［7-8］。由于硫化钠易被氧化，一次性加药会导致后段药剂不足，从而增加药剂用量消耗，分段加药方式能有效地控制和调整浮选速度，发挥药剂的作用，降低药剂耗量。试验取相同条件的铜钼混合精矿，煤油用量400 g/t，进行一次性与多点式加药对比试验，结果见图2。

由图2可见，相同的粗精矿品位多点式加药比一次性加药消耗的硫化钠用量低，因此多点式加药比一次性加药节约成本。

3.2 浮选磨矿细度试验

浮选流程不但要求物料单体解离，而且还要求有适宜的入浮粒度［9］。矿物单体解离度不够，超过气泡的承载能力，附着于气泡后容易脱落流失于尾矿中，从而降低金属的回收率；颗粒太细，出现泥化现象，会吸附大量药剂增加药剂用量，会夹杂于泡沫中影响精矿品位，会吸附于粗粒表面影响粗粒的上浮，从而影响钼金属回收率。为此，将进入铜钼分离流程前的铜钼混合精矿进行再磨，试验矿浆浓度20%，硫化钠用量15 kg/t，煤油用量400 g/t进行试验，磨矿细度试验结果见图3。

由图3 可见，随着磨矿细度的增加，粗精矿钼品位及回收率均呈先升高后降低趋势；当磨矿细度为-0.074 mm55%时，钼回收率最高80.6%，钼品位最高可达8.8%；结合现场实践验证，最佳入浮细度为-0.074 mm55%。

3.3 浮选浓度试验

取相同条件不同浓度的粗精矿在硫化钠用量分别为5，10，15，20，25 kg/t，煤油用量400 g/t的条件下，进行铜钼分离4次精选试验，试验结果见图4。

由图4可见，随着硫化钠用量的增加，3种浓度下的钼回收率均呈先增加后降低趋势；当硫化钠用量14 kg/t、浮选浓度40% 时，取得最佳钼回收率86.41%；故确定适宜的精选浮选浓度为40%。

3.4 钼粗精矿粗细粒级有效分级试验

取相同条件下的粗精矿在浮选浓度40%的条件下，进行直接浮选与粗细粒级有效分级对比试验，结果见表3。

由表3可知，粗精矿经粗细粒级有效分级处理后，钼精矿品位提升了7.481个百分点，钼精矿含铜降低了2.632个百分点，回收率提高了11.139个百分点。

3.5 浮选时间试验

取相同条件的粗精矿，浮选浓度为40%，分别进行4次精选和6次精选对比试验，试验结果见表4。

由表4 可知，6 次精选流程比4 次精选流程钼精矿品位提高了8.300 个百分点，钼精矿含铜降低了0.119个百分点，回收率升高了6.507个百分点。

3.6 铜钼分离改造

根据上述试验研究结果，确定了粗精矿浓缩+粗精矿分级+增加精选次数浮选流程，利用12 m 浓密机对粗精矿进行浓密，将浓密的矿浆通过水力旋流器对粗精矿进行粗细粒级的有效分离，特别是对38 μm 为界的矿物粒级进行有效分离，分离的溢流进精选1，沉砂进精选2，再由500 L艾砂磨对精选1泡沫进行擦洗去除表面包裹膜，在最佳浮选条件下，采用1 粗2 扫6精进行闭路试验，试验流程见图5，试验结果见表5。

由表5可知，最终获得了精矿钼品位36.479%，钼精矿含铜1.820%，钼金属回收率88.341%的良好技术指标。

4 结论

（1）采用适当的药剂制度，不仅可以提高精矿品位，优化浮选指标，而且还能节约成本，提高经济效益。

（2）黑龙江某铜钼矿采用1 粗2 扫6 精闭路浮选流程，引入12 m 浓密机将钼粗精矿浓度由20%～25%提高至40%～50%，浓缩后进入水利旋流器进行有效分级，再通过优化浮选流程能够获得含钼36.479%、含铜1.820%、钼回收率88.341%的钼精矿。

（3）该矿通过增加浮选机数量、增加精选浮选作业次数达到了增加精选浮选时间的效果，最终提高了钼精矿品位，达到了降低了钼精矿含铜的目的。