某鉬礦選別工藝流程優(yōu)化研究

何榮權(quán) 梅 志 楊少燕

(中國(guó)恩菲工程技術(shù)有限公司， 北京 100038)

0 前 言

鉬是銀白色，熔點(diǎn)為2 610 ℃，沸點(diǎn)為5 500 ℃，在空氣中十分穩(wěn)定，與各種強(qiáng)酸不反映。鉬金屬具有良好的熱傳導(dǎo)性能，可以與各種金屬(鉻、鎢、鎳、鉍等)冶煉成多種合金。鉬主要用于鋼鐵的添加劑，約占鉬總耗量的80%，其次用于鉬合金、鉬化工制品等[1-2]。

近些年隨著國(guó)內(nèi)外經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，鉬作為稀缺資源和國(guó)家戰(zhàn)略資源顯得越來(lái)越重要。在鉬資源開(kāi)發(fā)上，不僅重視單一鉬礦開(kāi)發(fā)，而且對(duì)于伴生鉬礦的開(kāi)發(fā)也越來(lái)越多，比如銅鉬礦和鎢鉬礦等[3-4]。而單一鉬礦的開(kāi)發(fā)又特別重視其回收率，目前多數(shù)大型鉬礦的鉬回收率均達(dá)到85%以上，2015年工信部頒布的《國(guó)內(nèi)鉬行業(yè)準(zhǔn)入條件》中對(duì)鉬回收率給予明確的規(guī)定，目前國(guó)內(nèi)部分先進(jìn)的鉬生產(chǎn)礦山其回收率可達(dá)到87.5%?？偠灾?，就新開(kāi)發(fā)建設(shè)礦山而言，如何經(jīng)試驗(yàn)研究和工藝流程優(yōu)化，最大限度回收礦石中的鉬，提高綜合回收率十分必要。本文通過(guò)試驗(yàn)研究分析，結(jié)合國(guó)內(nèi)、外鉬礦山生產(chǎn)實(shí)踐，分析試驗(yàn)問(wèn)題，并針對(duì)試驗(yàn)問(wèn)題，提出優(yōu)化方案，最終實(shí)現(xiàn)降低項(xiàng)目投資、提高鉬的總回收率的目的。

1 選礦試驗(yàn)

選礦試驗(yàn)對(duì)原礦進(jìn)行了詳細(xì)研究，包括磨礦細(xì)度、藥劑種類(lèi)、藥劑用量、浮選動(dòng)力學(xué)、選別流程結(jié)構(gòu)等一系列試驗(yàn)。

1.1 原礦組成

選礦試驗(yàn)處理國(guó)外某鉬礦山鉬礦石，礦石屬于長(zhǎng)英質(zhì)巖石中含鉬的硫化礦石，可回收目的礦物為輝鉬礦，鎢等其它金屬含量低無(wú)回收價(jià)值，鉬含量為0.172%。礦石的礦物組成中，金屬礦物主要為輝鉬礦，脈石礦物主要是鉀長(zhǎng)石、石英等硅酸鹽礦物。輝鉬礦整體嵌布粒度較粗，主要以不規(guī)則片狀疊加的集合體形式存在，粒度最粗達(dá)到7～8 mm；還有部分以粒度不等、粗細(xì)不一的板狀、條狀、針狀自行晶形式存在。輝鉬礦多充填于脈石礦物的孔隙中，或與黃鐵礦共生[5]。

1.2 選礦工藝流程的確定

通過(guò)一系列探索試驗(yàn)、條件試驗(yàn)和開(kāi)路試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室最終推薦的工藝流程為：原礦經(jīng)一段磨礦后礦漿進(jìn)行鉬粗選；鉬粗選流程由一粗、一掃、兩精和一次中礦再選組成；粗選獲得粗精礦進(jìn)行二段再磨、六次精選，二段再磨位于三次精選后。選礦工藝流程如圖1所示。

圖1 選礦工藝流程

1.3 主要試驗(yàn)分析

1.3.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

圖2 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。由圖2可知，隨著磨礦細(xì)度-0.074 mm含量的增加，Mo粗選回收率先升高后降低，粗精礦品位一直下降。當(dāng)磨礦細(xì)度達(dá)到-0.074 mm占55%時(shí)，粗選回收率可達(dá)94%，最大增加幅度僅為2.86%，整個(gè)細(xì)度變化品位僅波動(dòng)1%左右。結(jié)合現(xiàn)有國(guó)內(nèi)、外鉬選礦廠生產(chǎn)實(shí)踐，一般一段磨礦細(xì)度較粗，實(shí)現(xiàn)粗粒嵌布的輝鉬礦單體解離，以及大量連生體暴露新鮮輝鉬礦，再經(jīng)強(qiáng)捕收劑進(jìn)行回收，可保證粗選段回收率高，同時(shí)降低粗磨成本[6-7]。

1.3.2 閉路試驗(yàn)

選取磨礦細(xì)度-0.074 mm占65%和60%，按照?qǐng)D1的選礦工藝流程進(jìn)行閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 閉路試驗(yàn)結(jié)果 單位：%

由表1可知，按照?qǐng)D1的工藝流程可以最終獲得鉬品位>50%、回收率>85%的綜合指標(biāo)，滿足當(dāng)前市場(chǎng)上對(duì)鉬精礦的要求。但是尾礦2產(chǎn)品的品位和回收率指標(biāo)均不合理，鉬品位均超過(guò)0.4%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于原礦品位0.171%，回收率損失高達(dá)10%左右，呈現(xiàn)“兩高”現(xiàn)象。為了查清尾礦的“兩高”原因，對(duì)流程參數(shù)、各級(jí)產(chǎn)品進(jìn)行了分析，特別是對(duì)尾礦2開(kāi)展了物相分析。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)：

1) 掃選精礦品位高，基本接近原礦品位。

2) 中礦再選作業(yè)次數(shù)少(僅一次)，浮選時(shí)間短(僅3 min)。

3) 尾礦2的主要礦物組成為易浮脈石、泥和少量黃鐵礦。其中鉬以被泥污染的幾個(gè)微米的細(xì)粒輝鉬礦(占20%)、少量與黃鐵礦連生的貧連生體(占20%)和與脈石連生的貧連生體(占60%)三種形態(tài)存在。

2 選礦工藝流程的優(yōu)化

2.1 目前選礦工藝流程存在的問(wèn)題

通過(guò)磨礦細(xì)度試驗(yàn)和不同磨礦細(xì)度的閉路試驗(yàn)分析，目前該鉬礦選別工藝流程存在兩個(gè)主要問(wèn)題：

1) 一段粗磨粒度與同類(lèi)礦山相比偏細(xì)，導(dǎo)致磨礦成本高。

2) 尾礦2 品位高、回收率損失大，直接拋棄造成資源浪費(fèi)，影響經(jīng)濟(jì)效益。

這兩個(gè)問(wèn)題在整個(gè)工藝流程中是相互關(guān)聯(lián)的，不能單獨(dú)看待，因此要解決這兩個(gè)問(wèn)題，應(yīng)從整體和全局進(jìn)行流程優(yōu)化。

2.2 優(yōu)化建議

針對(duì)尾礦2的問(wèn)題和分析情況，通常采用三種處理方案：

1) 進(jìn)一步強(qiáng)化掃選，將富集的泡沫返回粗選或精選。

2) 對(duì)中礦進(jìn)行再磨，將連生體解離后再選，將富集的泡沫返回粗選。

3) 進(jìn)一步強(qiáng)化掃選，將富集的泡沫返回粗精礦一段再磨。

通過(guò)物相分析可知，尾礦2的主要損失為連生體，其中脈石連生體約占60%。若采用第一種處理方案將造成鉬的得而復(fù)失；采用第三種處理方案，將造成粗精礦的貧化；因此第二種處理方案最適宜該礦。同時(shí)結(jié)合試驗(yàn)分析情況，對(duì)解決尾礦2的“兩高”問(wèn)題，建議對(duì)中礦(掃選精礦和粗精選尾礦)進(jìn)行集中再磨，同時(shí)對(duì)再磨后選別浮選時(shí)間、藥劑制度進(jìn)行詳細(xì)研究，優(yōu)化條件，從而降低尾礦2的品位和回收率。

采用中礦再磨工藝后，可有效地控制最終尾礦的品位和回收率，這有利于解決一段磨礦偏細(xì)的問(wèn)題。根據(jù)該礦工藝礦物學(xué)的研究情況，輝鉬礦具有嵌布粒度粗、部分粗細(xì)不均等特點(diǎn)，再結(jié)合類(lèi)似鉬礦山生產(chǎn)實(shí)踐，建議優(yōu)化調(diào)整一段磨礦細(xì)度至60%以下。調(diào)整磨礦細(xì)度后，可實(shí)現(xiàn)一段磨礦回收粗粒級(jí)輝鉬礦，中礦再磨保證連生體的解離，確?；厥章?。

2.3 優(yōu)化試驗(yàn)驗(yàn)證

經(jīng)分析討論后，一段磨礦細(xì)度調(diào)整為-0.074 mm占55%，工藝流程增加掃選段數(shù)、減少粗精選次數(shù)和增加中礦再磨再選工藝，調(diào)整部分工藝流程如圖3所示。利用調(diào)整后的選別流程進(jìn)行了試驗(yàn)研究和閉路試驗(yàn)驗(yàn)證，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

圖3 調(diào)整部分工藝流程圖

由表2可知，通過(guò)降低一段磨礦細(xì)度、強(qiáng)化掃選、增加中礦再磨再選工藝流程的優(yōu)化，最終獲得鉬精礦品位為51.38%，回收率為90.23%，與表1相比回收率提高了3%～5%；尾礦2的品位降低至0.131%，回收率損失僅為1.790%?？傮w而言，極大地提高了鉬的綜合回收率，可達(dá)到90%以上。

表2 磨礦細(xì)度為-0.074 mm占55%的閉路試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)束語(yǔ)

鉬礦山的開(kāi)發(fā)通常關(guān)注的重點(diǎn)包括鉬綜合回收率、項(xiàng)目前期投資和投產(chǎn)后生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本。本文通過(guò)對(duì)工藝流程中影響回收率的關(guān)鍵產(chǎn)品尾礦2的詳細(xì)分析，對(duì)影響前期投資和生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本的一段磨礦細(xì)度的詳細(xì)分析，結(jié)合類(lèi)似礦山的生產(chǎn)實(shí)踐，大膽地提出降低一段磨礦細(xì)度、增加中礦再磨再選工藝優(yōu)化方案，經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證達(dá)到預(yù)期效果，提高回收率3%～5%，綜合回收率達(dá)到90%以上。與此同時(shí)，通過(guò)降低一段磨礦細(xì)度和減少一段球磨機(jī)規(guī)格，大大減少了項(xiàng)目前期投資和后期運(yùn)營(yíng)成本，顯著提高了鉬礦的開(kāi)發(fā)效益。