河南某鉬鉛混合精礦分離試驗研究

劉 峰 江 旭 李 杰 葛虎勝 高靜波

（1.洛陽有色礦業集團嵩縣礦業有限公司；2.長沙礦山研究院有限責任公司）

鉬礦是一種重要的戰略金屬資源，因其具有耐熱、耐腐蝕、耐磨的特點，被廣泛應用在冶金、化工、農業等各個領域［1-3］。我國鉬礦資源較為豐富，主要以輝鉬礦的形式存在，常與方鉛礦、黃銅礦等硫化礦伴生。由于輝鉬礦與方鉛礦具有相似的可浮性，在實際生產中分離較為困難，鉬精礦中鉛極易超標，導致鉬精礦質量下降。目前，針對鉬鉛混合精礦的分離主要采用優先浮選法，即“抑鉛浮鉬”，其重點在于方鉛礦的抑制劑選擇［4-5］。俞國慶等［6］針對金堆城高鉛鉬礦開展了鉬、鉛分離試驗，運用鞣酸和磷諾克斯作為方鉛礦抑制劑，通過階磨階選，最終將鉬精礦中的鉛含量控制在0.18%以下。唐平宇等［7］針對某鉬鉛硫化礦進行了系統的選礦試驗研究，通過混合浮選得到了鉬鉛混合精礦，并對其進行再磨，以水玻璃為調整劑，巰基乙酸鈉和磷諾克斯為非鉬硫化礦物抑制劑，成功得到了合格的鉬精礦產品。王國棟等［8］對陜西某鉬鉛礦進行了可選性試驗研究，發現水玻璃、硫化鈉和巰基乙酸鈉作為組合藥劑對方鉛礦有較好的抑制作用，鉬精礦中鉛含量可降至0.082%以下。

河南某鉬鉛混合精礦含鉬7.14%、含鉛28.47%，為獲得合格的鉬精礦產品對該混合精礦進行了工藝礦物學和選礦試驗研究，并通過正交試驗對粗選抑制劑進行了優化，取得了較好的浮選指標，同時為高鉛鉬礦的選別提供了新的技術方法。

1 礦石性質

礦樣為河南某鉬鉛選廠的混合精礦產品，對礦樣進行化學多元素及鉬、鉛物相分析，結果見表1～表3。

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由表1～表3 可知，樣品中的主要目的元素為鉬和鉛，含量分別為7.14%和28.47%；其他有價金屬元素含量相對較低，目前技術條件下綜合利用價值不大；礦樣雜質組分主要為SiO2、CaO，其次為Al2O3和K2O，少量MgO、Na2O等；有害元素S和C含量高，前者主要賦存在方鉛礦、輝鉬礦、黃鐵礦、硫化礦中，后者主要賦存在碳酸鹽礦物中而非有機碳，F、P 含量低。鉬主要為輝鉬礦，占比89.22%，其余的鉬賦存在氧化鉬中；含鉛礦物主要為方鉛礦，占比93.01%，其次為白鉛礦、鉛礬及其他等。

經顯微鏡下觀察，該混合鉬鉛礦中的主要金屬礦物為方鉛礦、輝鉬礦、黃鐵礦，少量磁黃鐵礦、閃鋅礦、白鉛礦，微量黃銅礦、磁鐵礦等，脈石礦物以石英、長石、方解石為主，少量白云石、云母、螢石等礦物。目的礦物輝鉬礦主要呈葉片狀或彎曲葉片狀，片長一般為0.01～0.17mm；方鉛礦多呈自形-半自形粒狀，粒徑一般為0.012～0.100 mm。該混合精礦中，方鉛礦和輝鉬礦單體解離度一般，兩者部分以單體形式產出，部分緊密連生，少量與脈石礦物連生，微量與黃鐵礦或閃鋅礦等連生（圖1、圖2）。

2 試驗研究

2.1 磨礦細度試驗

有用礦物的充分解離對浮選分離至關重要，該礦樣鉬鉛礦物的共生關系較為密切，部分輝鉬礦呈包含結構與方鉛礦緊密連生，需對該混合精礦進行再磨，磨礦細度試驗流程和藥劑制度見圖3，試驗結果見圖4。

由圖4 可見，隨著磨礦細度的增加，鉬回收率先升高后下降，鉬粗精礦中的鉛品位先下降而后升高，這主要是因為隨著磨礦細度的增加，鉬和鉛連生體得到充分解離，繼續增加磨礦細度，導致大量粗粒鉛礦物過磨，難以被一次有效抑制，從而影響鉬的選礦指標；綜合考慮，混合精礦再磨細度選擇-0.038 mm82%為宜。

2.2 活性炭脫藥試驗

混合精礦分離前一般都需要進行預先脫藥，為確定在鉬、鉛分離作業前是否需要脫藥，對該混合精礦進行活性炭脫藥試驗。固定磨礦細度-0.038 mm82%、抑制劑水玻璃+巰基乙酸鈉+DP-1 用量（5+15+5）kg/t、煤油用量20 g/t，進行活性炭用量1 次粗選試驗，試驗結果見圖5。

由圖5 可見，添加活性炭進行脫藥后，指標相差不大，隨著活性炭用量的增加，還需要另外補加20 g/t的起泡劑，說明此時活性炭已經過量，分析原因為前端鉬鉛混合浮選作業藥劑制度相對簡單，在進入分離作業前還要經過搖床作業沖洗脫藥，所以此處不再進行活性炭脫藥。

2.3 抑制劑種類試驗

方鉛礦抑制劑的有效選擇是解決鉬鉛分離的關鍵，常見的方鉛礦抑制劑主要分為無機抑制劑和有機抑制劑兩大類。無機抑制劑主要有重鉻酸鉀、亞硫酸鈉、磷諾克斯和巰基乙酸鈉等，有機抑制劑主要有纖維素、淀粉、瓜爾膠和腐殖酸鈉等。試驗選取水玻璃+巰基乙酸鈉+磷諾克斯、水玻璃+巰基乙酸鈉+DP-1、鞣酸+磷諾克斯、亞硫酸鈉+CMC 4種組合抑制劑和單一藥劑重鉻酸鉀作為鉬鉛分離時方鉛礦的抑制劑，試驗流程及藥劑制度見圖6，試驗結果見表4。

由表4可知，各組抑制劑均對方鉛礦有一定的抑制作用，其中重鉻酸鉀對方鉛礦的抑制效果最好，鉬粗精礦中含鉛最低，但重鉻酸鉀對環境危害較大，試驗僅以此作為參考；相對于其他3 種組合抑制劑，水玻璃+巰基乙酸鈉+DP-1 對方鉛礦的抑制效果最接近重鉻酸鉀，且鉬回收率最高，其中DP-1 為試驗室自主研發藥劑，無毒環保；綜合考慮，選取水玻璃+巰基乙酸鈉+DP-1作為方鉛礦的組合抑制劑，可有效替代重鉻酸鉀實現鉬、鉛的分離。

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2.4 捕收劑用量試驗

煤油屬于直鏈烴類，是鉬礦最常用的捕收劑，對輝鉬礦具有較好的選擇性。固定磨礦細度-0.038 mm82%、抑制劑水玻璃+巰基乙酸鈉+DP-1 用量（5+15+5）kg/t，進行煤油用量粗選試驗，試驗結果見圖7。

由圖7可見，隨著煤油用量的增加，鉬粗精礦鉬回收率和鉛品位升高；繼續增加煤油用量，鉬回收率和鉛品位增加趨勢趨于穩定，這是因為煤油具有一定的消泡作用，用量過大會使泡沫變脆，從而不利于目的礦物的上??；綜合考慮，確定粗選煤油用量25 g/t。

2.5 粗選抑制劑正交試驗

單因素條件試驗確定混合精礦磨礦細度為-0.038 mm82%，選取粗選水玻璃、DP-1 和巰基乙酸鈉用量作為自變量因素（依次為因素A、B、C），選礦效率作為因變量，每個因素取3個水平，選用L9（33）正交表進行試驗［9］。試驗因素水平安排見表5，試驗結果見表6。

對表6試驗結果進行極差分析，結果見表7。

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由表7 可知，DP-1 藥劑用量的極差最大，說明DP-1 藥劑用量對選別效果的影響最顯著，其次為巰基乙酸鈉用量，水玻璃用量對選別效果的影響最小，各因素的主次影響順序為B＞C＞A；粗選抑制劑用量較好方案為A1B2C2，即粗選藥劑水玻璃用量3 kg/t、DP-1 用量5 kg/t、巰基乙酸鈉用量18 kg/t 時，選礦效率最優，為66.51%。

2.6 閉路試驗

在單因素條件試驗和正交試驗的基礎上，對混合精礦進行全流程閉路試驗，試驗流程及藥劑制度見圖8，試驗結果見表8。

由表8 可知，通過1 粗7 精2 掃浮選分離工藝，最終獲得了鉬品位53.28%、含鉛1.07%、鉬回收率91.56%的鉬精礦，鉛品位32.30%、含鉬0.69%、鉛回收率99.54%的低品位鉛精礦，實現了鉬、鉛的高效回收和有效分離。

3 結 論

（1）河南某鉬鉛混合粗精礦含鉬7.14%，含鉛28.47%，該混合精礦主要有用礦物為輝鉬礦和方鉛礦，脈石礦物主要是石英、方解石、長石等。

（2）正交試驗結果表明，在粗選水玻璃用量、DP-1 用量、巰基乙酸鈉用量3 個因素中，DP-1 用量對選礦效率的影響最大，其次為巰基乙酸鈉用量，水玻璃用量影響最??；當水玻璃用量3 kg/t、DP-1 用量5 kg/t、巰基乙酸鈉用量18 kg/t 時，選礦效率最優。

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（3）根據正交試驗優化后的粗選藥劑制度并結合最佳單因素條件試驗，進行1 粗7 精2 掃閉路流程試驗，可獲得鉬品位53.28%、含鉛1.07%、鉬回收率91.56%的鉬精礦及鉛品位32.30%、含鉬0.69%、鉛回收率99.54%的低品位鉛精礦。