某鉬選廠高泥化高滑石高蛇紋石礦脫泥方法研究

常富強 宋念平 梁獻振

（洛陽欒川鉬業集團股份有限公司）

鉬是一種十分重要的稀有金屬資源，具有熔點高，耐高溫以及耐腐蝕等優點，現已被廣泛應用于鋼鐵制造業、軍工、化工等多個領域，對國家發展具有戰略性意義。目前，我國已探明鉬資源儲量約有840萬t，位居世界第一，占全球已探明鉬資源總儲量的56%［1］，但我國鉬礦貧礦多、富礦少。目前，輝鉬礦是我國鉬金屬的主要來源，但其易與其他脈石礦物伴生，且嵌布粒度細，導致礦石不易分選。因此，需要在磨礦及浮選作業中控制過細級別的產生，防止原生及次生礦泥對后續浮選指標產生惡劣影響。

近年來，洛陽欒川鉬業集團股份有限公司為了提高礦產資源利用率，加大了對高滑石礦的開發利用。在實際入選過程中，發現該礦石中滑石等脈石礦物含量過高，造成礦泥含量較大，礦泥導致浮選速度變慢，選擇性變差，回收率降低，浮選指標下降［2］。礦泥在任何一種選礦過程中都是一種干擾因素，它直接影響分選指標和選礦藥劑耗量［3］。目前，該公司入選礦石滑石含量達20%，如果直接進入后續浮選系統，對后續浮選作業指標影響較大，不利于降本增效。因此，為消除和防止礦泥對浮選的影響，進行了高泥化高滑石高蛇紋石礦的脫泥方法研究。

1 原磨浮工藝

某選廠鉬礦為中溫熱液形成的特大型鉬礦資源，原礦鉬品位約0.14%，金屬儲量70.5萬t［4］，洛鉬集團選礦一公司自2019年10月開始入選該礦石，處理規模3 500 t/d。2020年為了大規模開發利用，進行了擴能改造，最終實現了日處理規模1.2萬t/d。該礦磨礦分級系統采用傳統的兩段閉路磨礦，磨礦細度達-0.074 mm80%，其分級溢流產品直接經攪拌桶進行藥劑添加后進入浮選系統，浮選系統采用2粗4掃浮選工藝，其浮選機采用北礦院KYF-320型浮選機。

2 工藝流程中存在的問題

通過對輝鉬礦與滑石的晶體結構組成、表面動電位、表面潤濕性及礦物表面與水分子相互作用能研究表明，輝鉬礦與滑石均為層狀礦物，兩者表面潤濕性相似，都很難與水分子發生作用。通過AFM測試、DLVO理論計算以及浮選試驗對礦物顆粒不同晶面間的相互作用及礦物的浮選行為進行研究，揭示了滑石與輝鉬礦難以浮選分離的內在機制。輝鉬礦和滑石在酸性和中性環境中易發生異相團聚，而在堿性條件時兩者處于穩定的分散狀態，通過調節礦漿環境可以控制礦物間的團聚—分散行為［5］。

2020年選礦一公司擴能改造后，入選礦石礦泥含量較高，滑石含量達到15%左右，滑石等易過粉碎礦物呈非極性，疏水性強，呈現出與輝鉬礦可浮性相近的問題［6］，浮選過程中出現泡沫發黏、發白問題，即泡沫精礦產品中滑石與輝鉬礦共同上浮，目前采用的GG和CD滑石抑制劑不能對滑石等脈石礦物進行有效地抑制，導致滑石和輝鉬礦形成競爭吸附，再加上礦泥含泥量大，造成藥劑用量增加，輝鉬礦可浮性大幅度下降，為探索該原因，針對其分級溢流產品進行了粒度篩析，結果見表1。

由表1可知，在原礦溢流-0.074 mm含量80%的情況下，-0.0374 mm粒級產率達60%，-0.01 mm粒級產率達19.48%，礦漿中-0.01 mm細粒級含量偏高，該部分礦泥經化驗其滑石含量高達40%～60%，如何有效去除該部分礦泥，從而降低其對后續浮選指標的影響，成為制約目前生產工藝的關鍵問題。

3 滑石等礦泥的危害及解決辦法

浮選細泥一般指小于10 um或小于5 um的細粒級。泡沫浮選適于處理細粒物料，但生產實踐表明，當物料中含有較多細泥時，會嚴重惡化浮選過程，浮選效果顯著降低。生產指標普遍存在“二低二高”的問題，即精礦品位低、回收率低、藥劑消耗高、精礦水分高。經上述試驗結果分析，原礦中-10 um礦泥含量高達20%左右，是制約生產指標的關鍵因素。

3.1 機械脫泥（重力脫泥）

機械脫泥是在浮選前用分級機（如水力旋流器）來脫除一部分細泥。一般脫泥粒度在10～20 um，脫泥粒級主要由分級設備的性能決定。為了確定機械脫泥的試驗效果，在試驗室預先采用水析法判斷其重力脫泥的可行性，根據斯托克斯沉降速度公式，現由礦石密度為2.85 t/m3，水密度為1 t/m3，沉降距離180 mm計算得知，10 um粒級沉降速度為29 min45 s，20 um粒級沉降速度為7 min26 s，但在實際水析沉降過程中發現，在未達到沉降時間時，基本所有顆粒已經沉降。通過對該細顆粒礦物進行化驗得知，該細粒級顆粒礦物其中的鐵含量高達10%左右，即細顆粒脈石礦物與磁鐵礦緊密包裹，造成顆粒沉降速度較快，因此生產中預通過機械脫泥的方式脫除滑石等細粒級礦泥的效果并不理想。

3.2 浮選脫泥

浮選脫泥即用少量起泡劑和捕收劑先浮選出一部分礦泥，然后進行粗粒浮選。由于滑石天然可浮性好，試驗室采用1次預先脫泥進行滑石脫除（表2）。

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由表2可知，通過使用現場生產水進行預先脫泥，發現泥精礦中的輝鉬礦大量富集，與清水脫泥指標大相徑庭；經水處理廠家試驗論證，因生產水屬于廠前回水，其暴曬時間短（1 d），且為加速水質沉降，加入大量絮凝劑導致水質中pH值、COD較高，影響脫泥損失率，導致脫泥過程中輝鉬礦富集。

4 改造措施及效果

鑒于通過浮選脫泥的方法容易造成較大量的鉬損失，因此探索其他機械脫泥方法。經過對旋流器溢流產品及攪拌桶礦漿表面的泡沫進行取樣，發現其泡沫中鉬精礦并未富集。針對該工藝特點，針對一種礦漿脫泥結構及含有該結構的攪拌桶和旋流器提出了在攪拌桶及旋流器緩沖池內增加礦漿液位控制裝置及刮板裝置的方案（圖1、圖2）。該結構能夠對礦漿液位進行控制，同時加入MIBC（甲基異丁基甲醇）作為脫泥輔助起泡劑。甲基異丁基甲醇（MIBC）是一種性能較為優良的中沸點溶劑，被廣泛用于礦物浮選、涂料、農藥、醫藥、合成樹脂、纖維素、黏結劑等領域［7］。加入該藥劑后采用傳統刮板即可實現礦漿在進入浮選系統前的預先脫泥，與傳統機械脫泥和浮選脫泥相比具有操作簡單、適用性強、成本低等優點。

圖2 旋流器脫泥工藝設施改造

通過上述改造，溢流原礦經兩段旋流器脫泥及攪拌桶脫泥后，原礦中-0.01 mm粒級產率降低至約10%，同時次生礦泥的脫除對下游浮選指標的提高具有重大影響，浮選回收率由之前的約50%提高到約65%，精礦品位由原來的28%提高至35%。旋流器溢流經脫泥后粒度篩析結果見表3。

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5 結論

某鉬選廠工藝流程在不改變原有工藝流程的基礎上，對現有旋流器及攪拌桶進行了改造，其脫泥工藝相對簡單，控制方便，-0.01 mm粒級產率大幅降低，降低了大量次生礦泥對后續浮選指標的影響；同時使用MIBC作為輔助起泡劑，可使礦漿在旋流器壓力條件下及攪拌桶作用下，更易形成有效的泡沫層，使得脫泥作業有效進行，為該難選礦石的大規模開采提供了技術支撐。