鉬精礦標準樣品制作過程中采用脫油水粒度篩分工藝的探討

席大勇，張相羽

（伊春鹿鳴礦業有限公司，黑龍江 伊春 152500）

2016年底研制高品位鉬精礦（55%）標準樣品獲得有色標委會立項（項目編號：S2016197）后，項目組對以往的鉬精礦標準樣品研制過程，進行了系統研究。以往的鉬礦標準樣品有這樣幾個特點，一是粒度比較細，粒度在38μm（400目）左右，易產生靜電吸附和團聚現象，在操作中不易“加取”；二是選礦藥劑去除的不徹底，有煤油味；三是鉬含量不高，都是低于50%的。根據這些情況，項目組決定，選取鉬含量55%左右的高品位鉬精礦、采取合適的脫油脫水及粒度篩分的工藝，加工制作鉬精礦標準樣品原料。保證標準樣品的“流動性”，不易團聚，稱量過程中容易“加取”的特點，并且要關注標準樣品的均勻性要達到要求。2018年年底，該標準樣品通過國家鑒定驗收，批號為GSB-3652-2019、名稱為鉬精礦標準樣品（55%）的有證標準樣品。

1 試驗研究

2017年10月份，項目組曾使用濕式脫油水分、高頻震動篩機篩分控制力度粒度的工藝處理2噸鉬精礦。將部分鉬精礦拖入水中，攪拌成均勻礦漿，再由渣漿泵打到高頻震動篩機進行分離。進行多次調整礦漿濃度、改變震動強度和加分散劑等措施，沒能將鉬精礦的油水脫去，也不能篩分。主要原因是鉬精礦在水中易浮、礦漿含選礦藥劑較多粘度高等原因造成的。后期項目組對全國的鉬精礦的生產工藝和礦物性質進行研究發現，鉬精礦多數是硫化礦物，通過藥劑浮選選出的；粒度小于38μm（400目）的約占45%左右，比較細。由于粒度細，表面積增加吸附了更多的藥劑，鉬精礦在水中易浮，加上更多的選礦藥劑，造成鉬精礦礦漿粘度增加，不易進行濕式脫油脫水和粒度篩分工作進行。增加鉬精礦的而且較細經過研究和試驗，確定了干式脫油脫水再進行粒度篩分的工藝，去掉原料鉬精礦中的油水，并保證一定的粒度的技術方案。

項目組又重新進行查閱資料和實驗室試驗工作，最終確認干式脫油脫水、再粒度篩分的方案為，在不影響鉬精礦中礦物的狀態情況下，選擇合適的溫度進行脫油脫水，再進行篩分工藝。

表1 硫化礦變化溫度

圖1 篩分裝置

表2 鉬精礦粒度分布情況

圖2 粒度篩分曲線（振篩機篩分）

圖3 激光粒度儀測定結果

1.1 脫油脫水的條件選擇

1.1.1 礦物的溫度影響

經檢驗測定，原料鉬精礦品位為55%時，主要成分為：輝鉬礦（MoS2）、方鉛礦（PbS）、閃鋅礦ZnS、黃鐵礦（FeS2）、黃銅礦（CuFeS2）等五種硫化礦 ；硅（SiO2）、鋁（Al2O3）、鈣（CaO）等三種氧化物；及微量的鉍（Bi）、磷（P）和錸（Re）元素和碳（C）。氧化物不易分解，在脫油脫水時主要考慮五種硫化礦的穩定性，其它微量元素沒有考慮。表1為礦物分解溫度表。

從表1可以看出，硫化礦物分解溫度或晶型改變溫度都在300℃以上，氧化物一般在100℃左右不分解。

1.1.2 選礦藥劑的溫度影響

鉬礦石的選礦主要的藥劑是煤油和二號油。在鉬礦石藥劑浮選富集過程中，煤油作為輝鉬礦浮選的捕收劑，在輝鉬礦表層形成一層疏水性油膜。二號油在輝鉬礦浮選過程中作為發泡劑使用。二號油產生氣泡能夠與包裹煤油鉬精礦顆粒結合，使鉬精礦隨氣泡上浮，從而達到精選鉬精礦的作用。

煤油和二號油都是混合物，隨著生產方式不同和用途不同，各方面性能也有差異。一般，二號油又稱松醇油，餾程為120℃～200℃；煤油的餾程為60℃～280℃。由于在從水中過濾出鉬精礦時，多數二號油已被洗去。鉬精礦表面殘留的選礦藥劑多為煤油。經試驗，在加熱到100℃左右時，煤油開始溢出，持續加熱4小時能夠去除大多數煤油。

綜上所述，鉬精礦脫油脫水選擇溫度為100℃以上，考慮設備條件，確定大型烘箱，溫度確定為110℃。為保證盡可能的去除油脂，確定加熱時間為6小時。防止礦物出現氧化反應，需防止空氣進入，采取反應器皿負壓方式操作，壓力位0.8MPa。

1.2 粒度篩分的條件選擇

根據YS/T 409-2012《有色金屬產品分析用標準樣品技術規范》規定，粉狀標準樣品的制備粒級一般為小于75μm[6]。原料鉬精礦選取時，充分考慮這個要求，項目組對陜西金堆城、河南欒川、吉林大黑山和黑龍江鹿鳴公司等，全國主要鉬精礦生產鉬精礦廠家的鉬精礦進行取樣比對，發現鉬的含量都能達到55%以上，且粒度小于75μm的占到80%左右，見表2粒度分布情況。經試驗大于75μm的鉬精礦粒度不均勻，不具有好的代表性；小于38μm的鉬精礦，較細比、較黏，不易操作，鉬精礦粒度在38μm和75μm之間時，粒度均勻性較好、流動性也較好，適于制作標準樣品。因此，原料鉬精礦的粒度選擇在38μm和75μm之間。經試驗，38μm的篩子較細，鉬精礦不易通過，最終選擇43μm和75μm兩種篩子作為篩分的工具，即選取200目到325目粒度之間的產品作為標準樣品的原料。

2 標準樣品的制備

2.1 脫油脫水過程

鉬精礦干式脫油脫水是將一定量的鉬精礦置于不銹鋼試樣盤中，放入能夠產生負壓的大型烘箱。加熱溫度110℃、壓力0.08MPa，進行負壓蒸餾6小時后，將脫油脫水的鉬精礦，取出，冷卻，混勻，備用。經過上述負壓蒸餾工藝過程，得到的產品中揮發性物質，包括選礦藥劑和水分基本除掉，油水分控制在0.5% 以下。

表3 均勻性檢驗結果表

2.2 粒度篩分過程

把經脫油脫水工藝處理后的鉬精礦加入高頻振動篩，進行樣品粒度分級處理。每次篩分都要對鉬精礦樣品進行粒度檢驗，直至連續三次篩分粒度檢驗的結果不變情況下，結束篩分工作。鉬精礦樣品的粒度組成基本確定，粒度在30μm～75μm[7]之間的占到85%以上。高頻振動篩及現場工作情況見圖1、篩分后振動篩篩分粒度分布情況見圖2、激光粒度儀測定的粒度分布情況見圖3

2.3 數據討論

從振動篩篩分粒度分布情況圖2可以看出，粒度主要集中在30μm～75μm之間占到86%，流動性方面看達到預想。從激光粒度儀測定結果看，在小于30μm和大于12μm粒度區域，還沒有完全分離開，這主要受粒度篩分的設備和物料性質影響，但不影響鉬精礦標準樣品的流動相和均勻性。振篩機篩分的粒度結果和激光粒度儀的測定的結果有些差異，主要由于檢測方式不同引起的。振篩機篩分過程使用泰勒篩，以物料通過篩子重量百分比計算粒度；而激光粒度儀將物料幾何形狀考慮成圓形來檢測，因此有一定誤差，但趨勢是一致的。

3 均勻性檢驗

在鉬精礦標準樣品定值過程中，對均勻性進行了嚴格的均勻性檢驗。按照YS/T 409-2012《有色金屬產品分析用標準樣品技術規范》要求，在1800瓶中應抽取25瓶樣品（2×?1800≈25）。查隨機化表后，隨機抽取25瓶樣品進行均勻性檢驗，將上述25瓶樣品重新隨機編號為1-25號，按照1→25號分析一遍、25→1號分析一遍、1→25號先奇數后偶數分析一遍，共計三遍。主要按YS/T 555《鉬精礦化學分析方法》進行分析工作，最小稱樣量為0.200g。數據采用方差分析方法統計分析，顯著水平為α=0.05，F0.05臨界值為1.74。經計算，所有檢驗元素的F值，都小于臨界值，均勻性檢驗合格。詳細數據見

4 結論

根據YS/T 409-2012《有色金屬產品分析用標準樣品技術規范》規定要求，項目組研制了高品位的鉬精礦（55%）標準樣品，已經通過國家驗收發證。為防止靜電吸引引起“團聚現象”、以及較細鉬精礦粉容易“沾附”的情況出現，對原料鉬精礦進行脫油脫水及粒度篩分的操作，得到了具有一定粒度的、流動性較好的鉬精礦的系列工作，做了很好的嘗試，可能會為今后的藥劑選礦的礦產品的標準樣品研制提供了一個新方式。