福建某低品位銅鉬多金屬礦選礦工藝研究

楊秀水

（連城紫金礦業有限公司，福建 龍巖 364000）

銅鉬多金屬礦作為一種重要的含鉬資源，相比于單一的鉬礦床，其具有原礦品位低、伴生成分種類和伴生關系復雜、且多賦存于斑巖型礦床等特點［1］。低品位銅鉬多金屬礦不僅原礦有價元素含量低，同時在選礦回收過程中分選分離難度大，致使此類型的礦山資源綜合利用率較低［2］。福建某銅鉬礦區產出的銅鉬多金屬礦石含Cu 0.16%、Mo 0.051%，為有效提高福建某低品位銅鉬多金屬礦選礦綜合回收率，本文從工藝礦物學研究著手，從原礦性質上分析該銅鉬礦中不同目的礦物共伴生關系，通過原礦分析可知，該銅鉬礦礦石呈現細脈及浸染狀構造，且鏡下輝鉬礦多與黃銅礦毗連嵌生，兩者互有微細粒包裹現象，不利于銅鉬分離，所以開展了系統的選礦工藝研究，通過工藝流程的優化和浮選藥劑種類、用量的優化，確定了最優的選礦工藝。

1 礦石性質

1.1 化學成分及礦物組成

對該銅鉬礦代表性樣品進行化學多元素分析，得出其化學成分見表1。

表1 化學多元素分析結果 %

由表1可知，該銅鉬多金屬礦主要化學成分為SiO2，占66.54%，也是造巖礦物的主要成分，目的元素為Cu、Mo，含量分別為0.16%、0.051%，其它金屬元素Pb、Zn含量極微，沒有綜合回收價值。通過鏡下檢測、XRD分析結合多元素定量分析結果綜合查明，原礦礦石中主要的金屬礦物為黃鐵礦、黃銅礦、赤鐵礦、褐鐵礦、輝鉬礦等；并可見少量或微量的斑銅礦、磁黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、金紅石等斑。脈石礦物主要為硅酸鹽及硅鋁酸鹽類礦物，包括石英、鉀長石、白云石，并含有少量或微量的角閃石、簾石、黑云母、高嶺石、電氣石、磷灰石等。礦石中主要礦物及其相對含量見表2。

表2 原礦主要礦物組成 %

1.2 銅鉬元素賦存狀態

由表1可知，該銅鉬礦主要目的元素為Cu、Mo，對Cu、Mo進行物相分析，得出礦石中銅鉬元素的賦存狀態見表3。

表3 礦樣中銅鉬物相分析結果 %

由表3結果可看出，Cu、Mo主要以硫化物形式賦存，其中原生硫化銅主要為黃銅礦，占總銅分布率的90.51%，硫化鉬主要為輝鉬礦，占總鉬的94.12%，Cu、Mo氧化率較低，氧化銅、氧化物礦物含量極少。

1.3 主要目的礦物的嵌布特征

通過偏光顯微鏡鏡下分析該低品位銅鉬多金屬礦目的礦物的微觀形貌，其代表性樣品鏡下形態如圖1所示。可看出礦石中的黃銅礦主要以不規則狀形式嵌布于脈石礦物中，粒度不均勻，并有部分黃銅礦與輝鉬礦毗連嵌生（如圖1a所示），粒度主要集中在0.01～0.10 mm和0.2～1.2 mm之間，同時較粗粒級的黃銅礦內部多有黃鐵礦、輝鉬礦細粒包裹（如圖1b所示），輝鉬礦呈葉片狀，少量為他形粒狀，主要以細脈狀形式嵌布于石英、絹云母等脈石礦物粒間（如圖1c所示），嵌布粒度較細，通常在0.002～0.020 mm之間，部分輝鉬礦中包裹極細的黃銅礦（如圖1d所示）。

圖1 黃銅礦（Ccp）、輝鉬礦（Mot）的微觀形貌

2 試驗研究及結果討論

2.1 原則工藝流程的確定

由工藝礦物學分析結果可知，該低品位銅鉬多金屬礦礦石中可回收的目的元素Cu的品位為0.16%，Mo的品位為0.051%，其主要賦存于黃銅礦和輝鉬礦之中，對于這種氧化率較低的低品位銅鉬礦，多采用硫化礦混浮工藝，將硫化礦從大量的脈石礦物中分離出來，得到銅鉬硫混合精礦，再根據可浮性的差異性，通過礦漿調整劑及抑制劑的組合不同礦物分離［3］，同時，由圖1分析結果可看出，該銅鉬多金屬礦普遍存在的復雜嵌生、連生、相互包裹的關系［4］，所以需要對硫化礦混浮精礦進行再磨處理，增大不同礦物的解離度，然后抑硫浮選銅鉬，再進行銅鉬分離［5］。擬采用的原則流程如圖2所示。

2.2 銅鉬硫混浮

2.2.1 粗選磨礦細度條件試驗

圖2 選礦原則工藝流程

由于該銅鉬多金屬礦硫化礦礦物含量較低，所以可通過硫化礦混浮工藝將大部分的脈石礦石拋棄，得到一個以黃銅礦、輝鉬礦、黃鐵礦為主的硫化混合精礦，考慮到混合精礦需要再磨再選作業，在混浮粗選過程中不需要將所有的目的礦物完全解離，所以進行了硫化礦混合浮選粗選磨礦細度條件試驗，細度條件試驗流程如圖3所示，磨礦細度條件試驗結果如圖4所示。可看出，隨著磨礦細度的增加，精礦產品（鉬銅硫粗精礦和掃選精礦）中的Mo、Cu的回收率逐步增加，尾礦中的Mo、Cu的品位逐步降低，綜合考慮磨礦成本和擬定的原則工藝流程，硫化礦混浮粗選適宜的磨礦細度為-74μm占72%。

圖3 粗選磨礦細度條件試驗流程

圖4 粗選磨礦細度條件試驗結果

2.2.2 硫化礦混浮閉路試驗

由圖3及圖4結果可看出，在粗選磨礦細度為-74μm占72%的條件下，粗選使用碳酸鈉調漿后，使用煤油+丁黃藥作為銅鉬硫礦物的組合捕收劑，在合適的用量條件下，混合粗精礦中Cu、Mo品位可達到0.45%、1.44%，Cu、Mo回收率可達到94%左右，可實現大部分的黃銅礦、輝鉬礦、銅-硫、鉬-硫礦物的綜合回收，銅-鉬-硫混合浮選閉路試驗流程如圖5所示，所得結果見表4。由表4結果可知，混浮精礦含Mo 1.90%、Cu 5.95%，混浮精礦中Mo回收率為88.70%、Cu回收率為90.77%，綜合回收率較高。

圖5 銅鉬硫混浮閉路試驗流程

表4 銅鉬硫混浮閉路試驗結果 %

2.3 銅鉬與硫分離

結合礦石性質分析，該低品位銅鉬多金屬礦不同目的礦物間共生、嵌生關系復雜，存在著相互毗連和微細粒包裹的結構，直接進行浮選分離作業不僅分離作業回收率較低，產出的鉬、銅精礦互含夾雜高，進而影響到精礦產品的價值，同時對圖5產出的混合精礦進行篩析和鏡下分析，整體粒度為-39μm占53%，+39μm部分黃銅礦、輝鉬礦解離度為40%左右，所以需要對圖5產出的混浮精礦進行再磨再選作業，再磨細度條件試驗流程如圖6所示，所得結果如圖7所示。

圖6 混浮精礦再磨細度條件試驗流程

圖7 混浮精礦再磨細度條件試驗結果

由圖7結果可看出，通過對混浮精礦進行再磨，可顯著提高銅鉬精礦中的Cu、Mo作業回收率，同時銅鉬精礦中的Cu、Mo品位下降幅度較小，表明有大量的S-Cu、Mo-S連生體可通過再磨作業實現單體解離［6］，解離后的黃鐵礦單體在石灰的抑制作用下進入至硫精礦中，當再磨細度為-39μm占70%時，銅鉬精礦中的銅、鉬金屬作業回收率接近峰值，再增大再磨細度對選礦指標影響較小，所以最適的再磨細度為-39μm占70%。

2.4 銅鉬分離

再磨細度為-39μm占70%條件下產出的銅鉬精礦含Mo 3.79%、Cu 12.93%，銅鉬精礦作為銅鉬分離的給礦進行銅鉬分離，由分析可知，銅鉬精礦銅高鉬低，結合選礦“抑多浮少”和“抑難浮易”的原則［7］，銅鉬分離采用抑制黃銅礦、浮選輝鉬礦的工藝是合理、成熟的，當前黃銅礦的抑制劑主要有糊精、改性淀粉、殼聚糖、氰化物、巰基乙酸等［8］，本試驗進行了銅鉬分離抑制劑條件試驗，試驗流程如圖8所示，所得結果見表5。

圖8 銅鉬分離抑制劑條件試驗流程

表5 銅鉬分離抑制劑條件試驗結果

由表5結果可看出，單獨使用硫化鈉、巰基乙酸作為銅鉬分離抑制劑時，在用量分別為3 000 g/t、100 g/t條件下鉬粗精礦中Mo作業回收率較低，表明該用量條件下硫化鈉、巰基乙酸對鉬有一定的抑制效果，同時含Cu品位較高，而使用Na2S+巰基乙酸組合使用條件下，在較低用量時，分離所得鉬粗精礦中Mo作業回收率較高，同時Cu損失率低，所以銅鉬分離最適抑制劑種類為Na2S+巰基乙酸，用量為1 000 g/t+60 g/t。

2.5 全流程閉路試驗

在已有的條件試驗結果上進行了銅鉬硫混合浮選—混浮精礦再磨—銅鉬與硫分離—抑銅浮鉬分離的全流程閉路試驗，試驗流程如圖9所示，所得指標見表6。

圖9 全流程閉路試驗流程

表6 全流程閉路試驗結果 %

由表6可知，采用如圖9所示的選礦工藝處理福建某低品位銅鉬多金屬礦，在原礦含Mo 0.051%、Cu 0.16%的條件下，可依次得到鉬精礦、銅精礦、硫精礦三個產品，鉬精礦含Mo 45.12%、Cu 0.51%，鉬精礦中Mo回收率80.26%，銅精礦含Mo 0.31%、Cu 22.51%，銅精礦中Cu回收率87.03%，實現了對該銅鉬礦中金屬資源的綜合回收。

3 結 論

1.福建某銅鉬硫多金屬礦礦石含Mo 0.051%、Cu 0.16%，達到了工業回收的標準，通過工藝礦物學分析可知，該銅鉬多金屬礦石中Cu、Mo金屬主要賦存于黃銅礦、輝鉬礦中，且兩種目的礦物嵌布粒度不均勻，存在著相互毗連嵌生、微細粒包裹的連生關系，不利于合格的銅鉬精礦產品的產出，選礦處理難度較大。

2.結合工藝礦物學研究結果和銅鉬礦浮選的經驗，擬定了硫化礦混合浮選—混合精礦再磨—銅鉬與硫分離—銅鉬分離的工藝流程，可實現對該低品位銅鉬多金屬礦的Cu、Mo、S資源的綜合回收。

3.通過流程結構及藥劑制度的優化，全流程閉路浮選試驗可依次得到鉬精礦、銅精礦、硫精礦三個產品，其中鉬精礦含Mo 45.12%、Cu 0.51%，鉬精礦中Mo回收率 80.26%，銅精礦含 Mo 0.31%、Cu 22.51%，銅精礦中Cu回收率87.03%，硫精礦含S 36.45%，硫精礦中S回收率64.77%。