刘国英，郭文军，祖述宇

（中钢集团天津地质研究院，天津 300181）

0 引言

我国钼矿资源储量非常丰富，其生产量和消费量于2008年已超过美国，居世界第一位［1－2］。我国拥有大中小型钼选矿厂100多座，年处理能力3 500×104t以上，但在钼矿选矿方面仍存在很多问题，如钼精矿回收率偏低，目前只有金堆城大型钼选矿厂回收率能达到85%以上，而有些钼选厂回收率甚至低于60%；钼精矿品质普遍不高，大多数选矿厂生产的钼精矿含钼为45%～51%，极易造成资源浪费［3］。

河北省某钼矿为单一斑岩型钼矿，针对该矿矿石特点，作者采用综合用药制度，选用阶段磨矿阶段选别的工艺进行试验研究，进一步提高了该矿钼精矿的回收率和品级，并节约了生产成本。

1 原矿矿石性质

1.1 原矿光谱分析

原矿光谱半定量分析结果见表1。

1.2 原矿多元素分析

原矿多元素分析结果见表2。该斑岩型钼矿床中仅钼达到可选品位，其他伴生组分均未达到综合回收的品位。

1.3 原矿钼的物相分析

原矿钼的物相分析结果见表3。钼矿物中96.67%为硫化矿，采用浮选可有效回收钼。

1.4 原矿矿物组成及其特征

该斑岩型钼矿矿石主要金属矿物为辉钼矿、黄铁矿、磁铁矿、黄铜矿等，主要脉石矿物为石英、斜长石、钾长石。

表1 原矿光谱半定量分析结果Table 1 Semi－quantitative spectral analysis of crude ore

表2 原矿多元素分析结果Table 2 Multi－elements analysis of crude ore

表3 原矿钼的物相分析结果Table 3 Analysis of molybdenum minerals of crude ore

（1）辉钼矿：构造为浸染状、裂隙充填状，结构为鳞片状、叶片状、蠕虫状、针状、羽毛状。辉钼矿主要与石英成连生体，呈锯齿状接触；部分与黄铁矿连生，不规则沿裂隙充填接触；与黄铜矿呈交代或裂隙充填接触；与磁黄铁矿、闪锌矿呈包裹状接触；与磁铁矿呈沿裂隙充填或交代接触。辉钼矿单晶体粒度一般为（0.03～0.09）mm×（0.06～0.12）mm，最大（0.09～0.12）mm×（0.24～0.30）mm，最小（0.03～0.09）mm×（0.006～0.003）mm。辉钼矿往往于（0.06～0.04）mm就开始单体解离，但一般在0.01～0.003mm单体解离较好。

（2）黄铁矿：多为自形晶、半自形晶，次为他形粒状，部分黄铁矿具碎裂及融蚀现象。局部被脉石融蚀呈港湾状。黄铁矿与辉钼矿、磁铁矿毗连并包有辉钼矿、磁黄铁矿、磁铁矿、黄铜矿、斑铜矿等。部分黄铁矿被白铁矿、磁黄铁矿交代并有残留。黄铁矿粒径一般为0.1～0.5mm，呈细脉状、星散状浸染于矿石中，与其他矿物接触平直圆滑。

（3）磁铁矿：他形粒状为主，次为不规则形状，也可见半自形粒状者。磁铁矿晶粒边部、解理及裂隙处轻微赤铁矿化，与黄铁矿、辉钼矿毗连，并包有辉钼矿，与辉钼矿接触线平直。脉状者脉宽一般为1～4mm，以细脉状、星点状浸染于脉石中。

（4）石英：他形粒状，常呈集晶体团块状及细脉状穿插，粒径一般为0.5～1mm，细脉状石英中常嵌有辉钼矿细脉。

（5）钾长石：他形粒状为主，次为板状，具卡氏双晶，浅肉红色，表面不洁净，具有不同程度的高岭土化、碳酸盐化，沿钾长石的解理及裂隙常有方解石嵌布。钾长石内常有星散状的辉钼矿且接触线平直。

（6）斜长石：多呈半自形晶粒状、板状等，聚片双晶，可见环带结构。粒径一般为1～2mm，具不同程度的绢云母化、碳酸盐化。

1.5 矿石结构与构造

（1）矿石结构：主要为花岗结构、不等粒结构、融蚀结构、交代结构、半自形晶结构。斜长石呈半自形柱状，石英、钾长石、磁铁矿呈他形粒状，镶嵌为花岗结构；斜长石、钾长石粒度大小不一，石英、云母一般为等粒状，互相嵌在一起构成不等粒状结构；黄铁矿被矿石矿物所融蚀，呈港湾状；赤铁矿交代磁铁矿、白铁矿，磁黄铁矿交代黄铁矿；黄铁矿多呈自形、半自形结构。

（2）矿石构造：主要为块状构造、细脉浸染构造、星散状浸染构造。石英、钾长石、斜长石、云母等紧密相嵌组成坚硬的块状构造；细粒石英呈灰白色细脉穿插于矿石中，辉钼矿呈细脉状嵌于石英脉中，黄铁矿、磁黄铁矿呈细脉状穿插于矿石中；辉钼矿、黄铁矿、磁铁矿呈星散状嵌于脉石中。

2 选矿试验

由原矿矿石性质可知，该矿为单一斑岩型钼矿，且矿石结构、构造比较简单，矿物组合不复杂，伴生矿物较易分离。采用浮选试验流程即可有效回收钼矿。为节约磨矿成本，且防止过磨产生过多新泥而影响浮选效果，本次试验采用阶段磨矿阶段选别，即先对原矿粗磨后进行粗选，之后对粗精矿细磨后进行精选，逐步达到单体解离充分，以确保钼精矿的高回收率。

2.1 粗选条件试验

从磨矿细度、捕收剂种类、药剂用量（石灰、水玻璃、混合捕收剂、新型捕收剂PE－100）方面进行了粗选条件试验，试验流程见图1，试验采用XFD型单槽浮选机。

图1 粗选条件试验流程Fig.1 Flow sheet of roughing condition test

2.1.1 磨矿细度试验

为了保证浮选获得较高的指标，浮选时不但要求矿物单体解离，而且要求适宜的入选粒度。颗粒太粗，即使已经单体解离，如果超过气泡的承载能力，往往浮不起来；颗粒太细，对于粗选来说又会增加磨矿成本，所以选择合适的磨矿细度具有重要意义［4］。

磨矿细度试验中，选取磨矿细度为－0.074mm占40%，－0.074mm占50%，－0.074mm占60%和－0.074mm占80%；其他试验条件为：石灰用量1 000×10－6，水玻璃用量1 370×10－6，煤油用量150×10－6，2号油用量72×10－6。磨矿细度试验结果见图2。

图2 磨矿细度试验结果Fig.2 Result of milling fineness of the ore

图3 捕收剂种类试验结果Fig.3 Results of the tested collectors

从图2可见，随着磨矿细度的增加，粗精矿钼品位不断下降，钼回收率呈不规律变化，当磨矿细度为－0.074mm占60%时，钼回收率较高，故选择粗选磨矿细度－0.074mm占60%为宜。

2.1.2 捕收剂种类试验

选用捕收剂煤油、柴油和变压器油进行捕收剂种类试验，用量均为150×10－6。其他试验条件为：磨矿细度－0.074mm占60%，石灰用量1 000×10－6，水玻璃用量1 370×10－6，2号油用量72×10－6。捕收剂种类试验结果见图3。

从图3可见，加入煤油时钼的品位和回收率均较高，故选用煤油作为本次试验的捕收剂。

2.1.3 石灰用量试验

加入石灰的目的是调节矿浆的pH值，使矿浆保持弱碱性，为捕收剂创造最佳的试验条件。本次试验中，石灰用量分别为：0，500×10－6，1 000×10－6，1 500×10－6；其他试验条件为：原矿磨矿细度－0.074mm占60%，水玻璃用量1 370×10－6，煤油用量150×10－6，2号油用量72×10－6。试验结果见图4。

从图4可见，随着石灰用量的增加，矿浆pH值不断升高，但pH值过高会导致起泡剂的起泡性能增大，使粗精矿产率较高，而品位较低。石灰用量在500×10－6～1 000×10－6时钼粗精矿的品位和回收率较高，本次试验选择石灰用量为1 000×10－6。

图4 石灰用量试验结果ig.4 Test results of lime amount used in the beneficiation

2.1.4 水玻璃用量试验

水玻璃是石英、硅酸盐类矿物的有效抑制剂，同时对矿泥有良好的分散作用。在磨矿细度为－0.074mm占60%，煤油用量150×10－6，2号油用量72×10－6，石灰用量1 000×10－6的条件下，以水玻璃用量分别为0，1 370×10－6，2 740×10－6进行试验，试验结果见图5。

从图5可见，不加水玻璃时，石英等脉石矿物没有得到抑制，浮选上来的粗精矿产率较高，品位较低；而水玻璃用量过大，对硫化钼也有一定的抑制，使得钼回收率不断下降，所以水玻璃用量1 370×10－6为最佳。

2.1.5 混合捕收剂用量试验

通过试验发现，煤油和2号油按一定比例混合作为捕收剂使用效果较好。这种混合捕收剂中煤油和2号油的配比至关重要，过高或过低都会导致钼的捕收效果不好。

图5 水玻璃用量试验结果Fig.5 Test results of soluble glass amount used in the beneficiation

图6 混合捕收剂用量试验结果Fig.6 Test results of mixed collector amount used in the beneficiation

在磨矿细度－0.074mm占60%，石灰用量1 000×10－6，水玻璃用量1 370×10－6的条件下，进行煤油和2号油不同比例、不同用量的试验，试验结果见图6。

从图6可见，随着煤油、2号油比例的加大，钼粗精矿的回收率不断增加，但品位不断下降；在煤油、2号油比例（2∶1）保持不变的情况下，混合捕收剂用量增加，钼粗精矿的品位和回收率却有所下降，主要原因在于煤油同时具有消泡作用，加大了煤油用量而不加大2号油用量，矿浆起泡性能变差，所以粗精矿的质量有所下降，因此，混合捕收剂中煤油∶2号油＝2∶1，总用量135×10－6（煤油90×10－6，2号油45×10－6）为最佳。

2.1.6 新型捕收剂PE－100用量试验

新型捕收剂PE－100是辉钼矿有效的捕收剂，特别有助于粗粒连生体的捕收。为进一步提高粗精矿的回收率，在上述最佳试验条件的基础上，进行了PE－100用量试验，PE－100用量分别为10×10－6，20×10－6，30×10－6，试验结果见图7。

从图7可见，加入新型捕收剂PE－100可以提高粗精矿的品位和回收率。随着用量的增加，回收率不断提高，当PE－100用量为20×10－6时，钼粗精矿中钼的品位达到6.27%，回收率为92.29%，提高了2个百分点，经综合考虑，选择PE－100用量为20×10－6较好。

2.2 粗精矿再磨细度试验

（1）粗精矿中钼矿物单体解离度测定。从表4可见，粗精矿中有90%左右的钼矿物都可以实现单体解离，因此，只要找到合适的再磨细度，绝大多数解离的钼矿物都可通过精选回收。

（2）粗精矿再磨细度试验。粗精矿再磨细度是决定精矿质量的关键，其合适的范围使矿粒单体基本解离，且适宜浮选；过粗则矿粒未解离难以浮选，过细则矿粒会泥化从而恶化浮选过程。

图7 PE－100用量试验结果Fig.7 Test results of collector PE－100amount used in the beneficiation

表4 粗精矿中钼矿物的单体解离度Table 4 Separation degree of single molybdenite of rough concentrate

本次试验选择再磨细度分别为－0.038mm占67%（粗精矿不再细磨直接精选），－0.038mm占85%，－0.038mm 占93%，－0.038mm 占97%。由于钼精矿质量要求较高，试验选择5次精选以提高精矿质量，并且在精选过程中加入硫化钠来抑制黄铁矿，试验流程见图8，试验结果见图9。

由图8可知，粗精矿不磨直接进行精选，钼矿物单体得不到充分解离，钼精矿的回收率和品位均较低；随着再磨细度的增加，钼品位变化不大，但回收率不断下降，故选择再磨细度－0.038mm占85%为宜。

2.3 开路试验

在上述一系列条件试验选取最佳试验条件的基础上，对该矿石进行了开路试验，试验流程见图7，再磨细度选择－0.038mm占85%。试验结果见表5，钼精矿钼品位w（Mo）＝52.605%，钼回收率为70.14%，说明该斑岩型钼矿石可选性较好。

表5 开路试验结果Table 5 Results of open circuit test

图8 粗精矿再磨试验流程Fig.8 Flow sheet for test of milling of rough concentrate

2.4 闭路试验

在开路试验的基础上做了实验室小型闭路试验，试验结果见表6，钼精矿品位 w（Mo）＝50.007%，回收率为89.90%，指标较为理想。

表6 闭路试验结果Table 6 Results of closed circuit test

2.5 产品分析

钼精矿产品多元素分析结果见表7。钼精矿已达到我国钼精矿标准（GB3200－89）KMo51－A 质量标准，为合格钼矿。

图9 粗精矿再磨试验结果Fig.9 Test result of milling of rough concentrate

表7 钼精矿多元素分析结果Table 7 Multi－elements analysis of Mo concentrate

3 结语

（1）该斑岩型钼矿为单一的钼矿床，矿石类型为细脉浸染状。钼矿物主要为辉钼矿（基本为硫化矿），脉石矿物主要为石英、长石等。矿样中除钼达到可选品位外，其他元素质量分数均很低，未达到综合回收的品位。

（2）在粗选条件试验中采用混合捕收剂效果较好，该混合捕收剂中煤油和2号油的配比至关重要，过高或过低都会导致钼的捕收效果不好。本次试验中，煤油与2号油的比例为2∶1捕收效果最佳。

加入新型捕收剂PE－100可以使粗精矿的回收率提高2个百分点，品位也略有提高。

（3）为节约生产成本，试验采用阶段磨矿阶段选别的选矿工艺，即原矿磨矿（－0.074mm占60%），经一次粗选，一次扫选，粗精矿再磨（－0.038mm占85%）后进行5次精选。实验室小型闭路试验选别指标为钼精矿品位w（Mo）＝50.007%，回收率89.90%，表明该斑岩型钼矿可选性较好。

［1］贾红秀，高丽梅，姜威.钼市场30年回顾与展望［J］.中国钼业，2006（1）：42－47.

［2］李来平，张文钲.我国钼资源开发现状与展望［J］.金属矿山，2010（8）：317－319.

［3］汤雁斌.国内外钼矿选矿技术进步与创新［J］.铜业工程，2010（1）：29－33.

［4］魏德洲.固体物料分选学［M］.北京：冶金工业出版社，2000：379.