江西某难选铜钼矿浮选试验研究①

林清泉， 戴智飞， 曾令明， 童佳诚， 林智炜

（1.江西铜业集团有限公司，江西 南昌 330096； 2.江西铜业技术研究院有限公司，江西 南昌 330096）

钼是一种重要的稀缺战略金属，因具有高熔点、耐腐蚀等优点而被广泛用于钢铁、化工、电子电气等领域。 据报道，从铜钼矿石中回收的钼约占钼产量的50%，因此，加强铜矿石中伴生钼的综合回收具有重要意义。

目前国内外分选铜钼矿一般采用优先浮选、混合浮选和等可浮浮选工艺［1－5］。 优先浮选工艺一般需要对其中一种矿物进行强抑制，而在后续作业中受过抑制的矿物往往较难活化，致使后者回收率降低，从而影响多金属的综合回收。 混合浮选工艺具有流程结构简单、药剂制度简单、易于操作控制等优点［6－8］，但在铜钼硫分离时一般需要添加大量石灰抑制硫铁矿，同时辉钼矿也会受到抑制，容易导致铜精矿中钼的富集比与回收率不高。 等可浮浮选工艺利用矿物的天然可浮性差异优先浮钼和可浮性较好的铜，然后对可浮性较差的铜进行强化回收，该工艺可以减少药剂消耗，有效降低后续铜钼分离的难度［9－10］。

江西某铜矿是一座以铜、硫为主，伴生有锌、钼、金、银的大型多金属复合矿床。 目前，该矿山生产的矿产品主要为铜精矿和硫精矿，仅铜、硫、金、银得到回收利用，而伴生元素钼未得到有效回收。 本文针对该铜钼矿石进行浮选试验研究，旨在开发出一种与矿石可选性相适应的选别工艺，为综合回收该资源提供科学依据。

1 矿石性质

江西某铜钼矿石化学多元素分析结果见表1，铜和钼化学物相分析结果分别见表2 和表3。 从表1 ～3可以看出，矿石中可供选矿回收的主要元素为铜、硫，钼可作为综合回收的对象；此外，矿石还伴生有少量的锌、金和银。 矿石中铜主要以原生硫化铜形式存在，钼以硫化钼为主。

表1 矿石化学多元素分析结果（质量分数）/%

表2 矿石中铜化学物相分析结果

表3 矿石中钼化学物相分析结果

该铜钼矿石的主要矿物组成及相对含量见表4。由表4可知，该矿石矿物组成复杂，铜矿物主要为黄铜矿，其次为黝铜矿和铜铁矾，少量斑铜矿、辉铜矿和铜蓝；钼矿物主要为辉钼矿；其他硫化物主要为黄铁矿，其次为少量闪锌矿；其他金属矿物为菱铁矿、褐铁矿、金红石等。 脉石矿物主要为石英和长石，其次是云母、高岭石、蒙脱石。

表4 矿石中主要矿物组成及相对含量（质量分数）/%

矿石中黄铜矿粒度分布范围较宽且不均匀，粒度总体较为细小，一般为0.02 ～0.40 mm，与黄铁矿紧密镶嵌，大多嵌布在其边缘或粒间，少量包裹在黄铁矿中。 黝铜矿嵌布粒度一般在0.02 ～0.10 mm 之间，黝铜矿大多与黄铜矿紧密交生嵌布在脉石中。 铜铁矾为含铜较低的硫酸铁铜混合泥质矿物，较粗粒的集合体粒度一般在0.05～0.15 mm 之间，细粒者呈0.02 mm 以下泥质物，大多嵌布在黄铜矿、黝铜矿边缘及裂隙中。辉钼矿主要嵌布在石英及钾长石为主的脉石中，少量与黄铁矿连生，与黄铁矿等硫化物嵌布关系不十分密切；辉钼矿大多呈片状，粒度较为细小，片长一般为0.03～0.30 mm，片宽一般为0.005～0.03 mm。

综合分析，该矿石难选的主要原因是：①铜矿物粒度分布范围较宽且不均匀，与黄铁矿、闪锌矿等嵌布关系复杂。 ②矿石中铜铁矾由次生铜矿物进一步氧化形成，易于泥化，可浮性较差，回收难度大。 ③钼矿物含量很少、粒度细小、易于泥化是影响钼回收的主要因素。

2 试验方案

前期探索试验发现，该矿石含硫高，且矿物组成复杂，各矿物间嵌连关系紧密，采用先钼后铜的优先浮选方案和铜钼混合浮选方案均难以获得较好的选矿指标。 根据矿石性质和特点，宜采用铜钼等可浮-强化选铜-尾矿选硫的工艺流程对矿石进行综合回收。 试验原则流程见图1。 具体技术方案为：在一步粗选作业中使用高效选择性捕收剂对辉钼矿及大部分已单体解离的铜矿物进行选择性捕收，获得一步粗精矿；一步粗选作业尾矿使用强捕收剂对贫连生体铜矿物进行捕收，获得二步粗精矿；再对选铜尾矿进行活化选硫获得硫精矿。 一步粗精矿直接进入精选作业，获得一步铜精矿；二步粗精矿再磨后进行铜、硫分离，铜、硫分离粗精矿经多次精选得到二步铜精矿。

图1 试验原则流程

3 试验结果与讨论

3.1 浮选条件试验

目前该铜矿选厂的一段磨矿细度基本控制在－0.074 mm 粒级含量62%左右，本文研究在一段磨矿细度－0.074 mm 粒级占62.2%条件下开展。 为了考查捕收剂种类、粗选石灰用量及捕收剂用量等因素对浮选指标的影响，开展了浮选条件试验。 试验流程如图2 所示。 其中，JT2000 是江西铜业集团有限公司研制生产的一种起泡剂，其主要成分为醚醇类化合物；EP 是矿冶科技集团有限公司研制的一种以O-异丙基-N-乙基硫代氨基甲酸酯、N，N-二乙基二硫代氨基甲酸丙腈酯和烃类化合物为主要原料加工而成的硫化铜矿捕收剂；MA-1 是一种黄药类捕收剂，其主要成分为黄原酸盐，主要官能团为S、C—O—C、—CH3、—CH2—等。

图2 条件试验流程

3.1.1 捕收剂种类试验

按图2 所示流程，进行了捕收剂种类对比试验，结果见表5。 其中XM31 为钼铜捕收剂，主要由非极性烃油与极性药剂按一定比例复配而成，其主要官能团为—CH3、—CH2—、CO、N—H 等［11］，其对辉钼矿的选择性捕收能力强，对硫化铜矿物也具有良好捕收作用。 AP 是矿冶科技集团有限公司研制的一种以O-异丙基-N-乙基硫代氨基甲酸酯、烃类化合物为主要原料合成的硫化铜矿捕收剂。 结果表明，与煤油、柴油、AP 相比，捕收剂XM31 获得了更高的粗精矿品位及铜钼回收率，说明XM31 对辉钼矿的捕收能力较强。选择XM31 作为钼铜等可浮捕收剂较适宜。

表5 捕收剂种类试验结果

3.1.2 粗选石灰用量试验

以XM31 作为钼铜等可浮捕收剂，按图2 所示流程，进行了粗选石灰用量试验，结果见表6。 结果表明，粗选石灰用量4 500 g/t 以内时，随着石灰用量增加，粗精矿产率逐渐减少，铜钼品位逐渐升高，铜回收率也逐渐升高，而钼回收率有所降低。 综合考虑，选择粗选石灰用量4 500 g/t 较为合适，此时矿浆pH 值11左右。

表6 粗选石灰用量试验结果

3.1.3 捕收剂用量试验

以XM31 作为钼铜等可浮捕收剂，按图2 所示流程，进行了捕收剂用量试验，结果见表7。 结果表明，随着捕收剂XM31 用量增加，粗精矿产率逐渐增大，铜品位略微降低，铜钼回收率有所升高，且钼回收率升高幅度较大。可见，增大捕收剂XM31 用量有助于提高辉钼矿的浮选回收率。 当捕收剂XM31 用量超过25 g/t时，继续增大捕收剂用量对提升铜、钼回收率意义不大。 选择捕收剂XM31 用量25 g/t 较合适。

表7 粗选捕收剂用量试验结果

3.2 全流程闭路试验

闭路试验流程及药剂制度见图3，试验结果见表8。

图3 闭路试验流程

表8 闭路试验结果

闭路试验结果表明，采用铜钼等可浮-强化选铜-尾矿选硫的工艺流程，获得了产率1.73%、含铜20.40%、含钼0.50%的一步铜精矿，以及产率0.80%、含铜13.63%、含钼0.34%的二步铜精矿；综合铜精矿产率2.53%，铜、钼品位分别为18.27%和0.45%，铜、钼回收率分别为81.03%、59.83%；此外，还获得了硫品位47.32%、硫回收率85.58%的硫精矿。

4 结 论

1） 江西某铜钼矿石含铜0.57%、钼0.019%、硫9.07%，铜氧化率为17.55%，矿物组成复杂，各矿物间嵌连关系紧密，属于难选铜钼硫多金属矿。

2） 根据矿石性质，采用铜钼等可浮-强化选铜-尾矿选硫的工艺流程选别该铜钼矿石，可获得产率1.73%、含铜20.40%、含钼0.50%的一步铜精矿，以及产率0.80%、含铜13.63%、含钼0.34%的二步铜精矿；综合铜精矿产率2.53%，铜、钼品位分别为18.27%和0.45%，铜、钼回收率分别为81.03%、59.83%；此外，还可获得硫品位47.32%、硫回收率85.58%的硫精矿。

3） 本试验工艺流程相对简单，技术指标较理想，为复杂难选铜钼硫多金属矿的综合回收提供了一种参考方案。