含鉛鉬礦綜合回收新工藝研究

2012-04-24 13:49:30張文鉦

中國鉬業 2012年5期

關鍵詞：工藝

吳賢，曹亮，馬光，張文鉦

（西北有色金屬研究院，陜西西安 710016）

0 前言

陜西省洛南縣黃龍鋪鉬礦區地處秦嶺腹地，屬于東秦嶺鉬礦帶，與世界六大鉬礦之一的金堆城鉬礦毗鄰。礦區有4個礦體，平均品位在0.06％～0.078％之間，已探明鉬金屬儲量為28.7萬t。其鉬資源中伴生有豐富的鉛礦物，鉛品位0.14％～0.25％，可以估算其金屬儲量至少60萬t；還伴生有價金屬錸60 t左右，還有其他有價金屬銅、銀、鐵及稀土金屬等［1］。目前洛南鉬礦開發企業有十幾家，其主要采用鉬傳統選礦工藝回收金屬鉬，鉬的回收率僅為65％～70％，只有個別廠家回收了硫，沒有一家綜合回收鉛，其鉬精礦中富集的金屬錸在鉬冶煉中沒有得到有效回收，其資源利用率低下。該礦區產出的鉬精礦品位低（40％左右），鉛含量很高（達6％～10％），與國際市場的鉬精礦產品質量（鉬品位53％以上）相差甚遠。鉛是鉬冶煉及其深加工產品中極為有害的雜質。近幾年，許多工業發達國家煉鋼所用的工業氧化鉬含鉛不大于0.05％，目前高鉛氧化鉬難以出口，按工業氧化鉬與鉬精礦的焙燒比可換算出，選礦廠生產的鉬精礦含鉛不大于0.04％［2］。鉬精礦含鉛高導致連鎖的環境污染，在煉鋼溫度下，氧化鉬中的鉛可能轉化為黃丹和鉛丹等有毒氣體，污染生態環境且影響人體健康，鉛氧化物不但屬劇毒，且易在人體中積累。由于環境保護要求日趨苛刻，可以預期，未來冶煉對氧化鉬含鉛量的要求可能再降低，這是必然趨勢，無疑未來對鉬精礦含鉛的要求將會進一步降低。該礦區鉬精礦鉛嚴重超標也是鉬資源開發亟待解決的一大難題。因此研究開發該種含鉛鉬礦選礦新技術和新工藝，等于為洛南鉬礦區開掘了一個中型金屬鉛寶庫，大大提高了其鉬資源綜合利用率和鉬產品質量，并為社會、企業創造可觀的經濟效益。

1 礦石性質

洛南含鉛鉬礦床礦石工業類型主要為細粒級碳酸巖脈型鉬（鉛）礦石，主要有用金屬礦物：輝鉬礦、方鉛礦、黃鐵礦。主要脈石礦物有石英，其次有絹云母、黑云母、正長石、方解石等。礦石多元素分析結果見表1，鉬和鉛礦物物相分析結果見表2和表3。

對原礦樣進行了磨礦30 min的粒度篩析試驗和分析，考查Mo和Pb在不同級別中的分布，其結果見表4。可以看出：Mo和Pb主要分布在細粒級中，特別是主要分布在－400目中，礦物嵌布粒度細導致鉬鉛分離困難。

表1 原礦樣化學多項分析結果

表2 原礦樣鉬物相分析結果％

表3 原礦樣鉛物相分析結果％

表4 原礦樣篩分分析結果

2 選礦新工藝試驗研究

2.1 新型捕收劑試驗研究

目前礦山生產采用的捕收劑是煤油，根據文獻資料檢索結果，試驗選定鉬礦有效捕收劑煤油、柴油（初餾點高于180℃，終餾點＜320℃的餾程高而寬的新型柴油［3］）、煤油與柴油混合油、鉬友、BK4，分別進行鉬粗選試驗，其工藝流程見圖1，試驗結果見表5。從表5列舉數據可以看出：捕收劑柴油的選別效果最佳，鉬的回收率為87.30％，比其他捕收劑高出6％，且保證粗精礦品位不低。柴油的市場價格也低于其他捕收劑，是該礦石的最佳高效捕收劑。

圖1 粗選捕收劑種類試驗工藝流程

表5 捕收劑種類試驗結果

2.2 鉬鉛分離試驗研究

在粗選試驗中發現，該礦石鉛與鉬可浮性相近，其浮選所得粗精礦中鉛與鉬有著極強的正相關性，其鉬含量高，鉛含量也高。與國內外同類礦石相比，該礦石原礦具有鉬品位較低、鉛含量極高的特點。因此其鉬鉛分離難度很大，采用常規工藝難以實現有效分離。重鉻酸鉀、硫化鈉和磷諾克斯是鉛硫化礦的有效抑制劑。重鉻酸鉀對方鉛礦的抑制作用很強，方鉛礦一旦被抑制，就難以活化［4］，此外，因為環境與生態問題，國內外紛紛研究取代有致癌作用的高價鉻離子污染的重鉻酸鹽法。大量的硫化鈉對方鉛礦有極好的抑制效果，但用量太大，造成生產成本高，且該礦石鉛含量遠遠高于同類礦石，不宜采用。目前世界上大型銅鉬選廠有30％采用磷諾克斯藥劑抑制鉛，作業十分穩定，鉬精礦含鉬54％、含鉛0.04％［5］。故選擇磷諾克斯抑制鉛，實現鉬鉛分離。

經過探索試驗研究，發現粗精礦再磨時，加活性炭既可吸附礦物表面的油藥，使得方鉛礦新鮮礦物表面充分吸附抑制劑，同時可以明顯提高精選鉬的回收率；采用水玻璃可有效抑制脈石礦物，進一步提高鉬精礦品位。試驗研究出的鉬鉛分離最佳精選工藝閉路試驗流程見圖2，最佳工藝條件見表6，兩次閉路重復試驗結果見表7。從表7可以看出，盡管鉬的精選回收率很高，達到93％以上，但鉬精礦品位低于50％，太低，鉛含量3％～5％無法再降更低，難以實現鉬鉛徹底分離。

表6 鉬鉛浮選分離閉路試驗工藝條件

表7 1#和2#試驗精選閉路試驗結果％

2.3 鉬精礦濕法降鉛試驗研究

采用鹽酸和氯鹽加熱浸出工藝進行了高鉛鉬精礦除鉛試驗研究，其工藝流程見圖3。試驗研究出的最佳工藝條件：液固比5∶1、鹽酸8％、三氯化鐵10％、浸出時間1 h、溫度90～95℃。對2次閉路試驗獲得的高鉛鉬精礦進行了4次重復試驗，結果見表8，其產品再經氫氟酸除硅試驗，結果見表9。試驗結果表明，采用濕法冶金工藝是除去鉬精礦中的鉛，獲得高品位鉬精礦的一種有效的途徑。

圖2 粗精礦精選閉路試驗工藝流程

表8 濕法降鉛試驗結果與數據處理

圖3 高鉛鉬精礦濕法除鉛除硅工藝流程

表9 鉬精礦氫氟酸浸出試驗結果

2.4 鉬中礦選鉛試驗研究

2.4.1 鉬中礦鉛的物相分析及多元素分析

對鉬中礦進行了鉛物相分析、X光衍射分析，其結果見表10、表11。其結果表明，鉬中礦中的鉛96.31％呈方鉛礦賦存，氧化態鉛礦物較低，這為回收鉛提供了良好基礎；鉬中礦主要金屬礦物是方鉛礦、黃鐵礦，主要脈石礦物是石英、伊利石、鉀長石等。

表10 鉬中礦鉛物相分析結果％

表11 X衍射分析結果％

2.4.2 鉬中礦回收鉛選礦工藝研究

鉬中礦中的鉛礦物表面在鉬精選過程中微氧化，故需采用活化劑進行活化，再采用高效鉛的捕收劑；因鉬中礦主要雜質金屬礦物為黃鐵礦，并含有大量的脈石礦物，故必須采用相應的有效抑制劑。本試驗研究采用石灰作礦漿pH調整劑、糊精作黃鐵礦抑制劑、硫化鈉作方鉛礦活化劑，乙基黃藥與戊基黃藥組合藥劑作捕收劑、2#油作起泡劑、水玻璃作脈石礦物抑制劑，使鉬中礦中的鉛獲得了有效分離回收。其最佳工藝流程見圖4，4次循環閉路試驗工藝條件見表12，其閉路試驗結果見表13。