自然界主要钼矿物是辉钼矿(MoS2,含钼60%)。在钼矿床上部尚有一些钼的氧化矿物,如钼酸钙矿、钼铅矿、钼华。钼矿石有三种类型:①单一钼矿石。主要回收辉钼矿,其他金属矿物含量很少;②铜钼矿石。回收铜为主,辉钼矿含量很低,一般在0.01%~0.1%左右;③钼钨矿石,有时是铜、钼钨矿石,矿石中钼、钨含量达到工业回收价值,钨矿主要是白钨矿。
辉钼矿是最易浮选的矿物之一,晶体呈鳞片状结构,属于非极性矿物,易被非极性烃类油浮选。辉钼矿也可被离子型捕收剂(如黄药)浮选,但实践上很少采用。因为离子型捕收剂同时能浮选其他硫化矿物。辉钼矿较难氧化,也较难抑制。常用的抑制剂有糊精、淀粉。选钼矿设备,钼矿选厂设备,辉钼矿分选技术浮选的调整剂常用苏打。含有矿泥时常用水玻璃加以分散。钼的氧化矿物很少见,也很难浮。
1.单一钼矿石的浮选
选钼矿设备,钼矿选厂设备,辉钼矿分选技术单一硫化钼浮选须注意以下特点:①辉钼矿很脆,须防止过粉碎;②辉钼矿常呈集合体浸染,磨到0.5~0.6mm就能将集合体与脉石矿物分离。欲使集合体中辉钼矿完全解离,必须磨到90%~95%达-200网目。实践上常采用粗精矿再磨再选的阶段磨选流程;③原矿品位都很低,对钼精矿质量要求又高,必经多次精选;④为防止硫化矿物和矿泥对精矿的污染,实践上常用硫化钠、氰化物、重铬酸盐等抑制硫化矿物的浮选。
2.选钼矿设备,钼矿选厂设备,辉钼矿分选技术铜—钼矿石的浮选
世界上很多类型铜矿都含有钼,虽含钼量很低(0.01%~0.1%),但综合回收经济价值很大。我国大约20%的钼是从铜—钼矿石中回收的。铜—钼矿石的浮选一般都采用铜—钼混合浮选,混合精矿再分离的方案。故抑制硫化铜是关键。铜—钼混合精矿分离的方法很多,主要采用硫化钠抑制铜和铁的硫化物,以浮选辉钼矿为主;也可采用(亚)铁氰化合物或水玻璃或诺克斯试剂抑铜浮钼。用胺盐浮选时矿泥有显著的影响,因矿泥能大量吸附胺类药剂,并附着于矿物表面,使浮选选择性大大降低。因此,必须进行预先脱泥或采用分散剂以克服矿泥的不良影响。
钼在地球上的蕴含量较少,属有色金属矿藏。随着近年来国际范围内钼产品价格的持续高位运行,国内各地对钼矿资源的开发和利用普遍升温。采用更加高效的分选工艺,更加有效合理地利用现有的有限钼矿资源就成了各钼矿企业关注的热点。但国内钼矿企业目前采用的均匀老式的浮选设备和工艺,效率较低。
近年来微细粒浮选设备研究取得了长足的进步,旋流-静态微泡浮选柱分选技术等在微细粒矿物分选领域的推广和应用领域逐步扩大。在全国各选煤厂的煤泥浮选中,浮选柱得到了成功的应用,在洁净煤和超低灰煤制备中也取得了重大突破;在金属矿分选领域中正在得到广泛的应用,在提高精矿品位、提升产品档次和提高回收率方面显示出了比浮选机更为明显的优势。如能在资源有限的钼矿分选中得到广泛的推广和应用,无疑具有十分重要的意义。
一、旋流-静态微泡浮选柱简介
(一)旋流-静态微泡浮选柱的基本原理
旋流-静态微泡浮选柱主体结构包括柱分离段、旋流分离段、气泡发生与管浮选段3部分。其基本结构和原理见图1。
图1 旋流-静态微泡柱分选原理
1-喷淋水管;2-柱体;3-气泡发生器;4-阀门;5-泵
整个浮选柱为一体,柱分离段位于整个柱体上部,用于原料预选,并借助其选择性优势得到高质量精矿;旋流分离段采用柱-锥相连的水介质旋流器结构,并与柱分离段呈上、下结构的直通连接。从旋流分选角度,柱分离段相当于放大了的旋流器溢流管。在柱分离段的顶部,设置了喷淋水管和泡沫精矿收集槽;给矿点位于柱分离段中上部,最终尾矿由旋流分离段底口排出。气泡发生器与管浮选段直接相连成一体,单独布置在柱体体外;其出流沿切向方向与旋流分离段柱体相连,相当于旋流器的切线给料管。
这种浮选柱的原理优势主要有:①将浮选与重选方法相结合,形成综合力场优势,提高了分选效率;②形成以重选、浮选为核心的多重循环强化分选链;③过饱和溶解气体析出及采用高效射流成泡方式形成微泡;④填料和筛板的混合充填方式,构成了柱体内的“静态”分离环境。
(二)旋流-静态微泡浮选柱的工业应用现状
目前,旋流-静态微泡浮选柱在煤炭分选方面已基本应用成熟,系列柱分选设备已在国内外近200家选煤厂得到推广应用,并在此基础上开发了以浮选柱为核心的煤泥分选工艺。它不仅实现了先进分选方法的结合,并使得浮选厂房降低一半,电耗明显降低,同时也在精煤灰分、精煤水分、可燃体回收率等主要技术指标方面取得突破性进展。
在“十五”国家重点科技攻关项目的推动下,柱分选设备在金属矿物分选方面也不断取得突破。分别在柿竹园有色金属公司白钨粗选尾矿、东川高氧化率低品位铜矿、弓长岭矿业公司、内蒙齐华硫化铜矿、紫金湿法冶金浸渣、金川公司镍矿石、福建尤溪矿业公司铅锌浮选尾矿等不同金属矿石及沥青等非金属矿石进行了实验室浮选柱分选试验的基础上,在福建尤溪矿业公司、湖南柿竹园有色金属有限责任公司、云南金沙矿业公司、鞍钢集团弓长岭矿业公司以及齐华矿业集团进行了分流工业试验。目前,旋流-静态微泡浮选柱已在柿竹园有色金属公司萤石分选、白钨粗选、铜铅锌分选,内蒙齐华矿业公司铜硫分离及铜精选,弓长岭矿业公司磁铁矿反浮选,云铜集团玉浮矿业公司大红山铜矿选矿厂全流程铜分选,紫金集团新疆阿舍勒铜矿半优先浮选作业等多种矿石分选作业投入工业运行。
(三)旋流-静态微泡浮选柱的特点
与其他浮选设备相比,旋流-静态微泡浮选柱主要有如下特点:
1、分选精度高,流程简单。柿竹园萤石浮选采用1次粗选、3次精选流程,可稳定获得高品位合格萤石精矿;与浮选机1次粗选、2次扫选、9次精选、2次精扫的14段作业相比而言,流程结构大大简化;浮选柱1次分选合格尾矿,1次粗选精矿品位达到90.00%以上,相当于浮选机4~5段的选别效果。此外,柿竹园白钨粗选作业采用1次粗选,1次精选流程取代柿竹园有色金属公司白钨矿粗选1次粗选、2次扫选、3次精选流程,精矿品位比浮选机提高4~8个百分点,回收率提高3~5个百分点。
2、动力消耗低。在柿竹园的萤石分选及白钨粗选作业结果表明,使用浮选柱可比使用浮选机在浮选环节节约装机功率1/5以上。
3、系统运行稳定。设备操作维护方便,故障率低,过程运行稳定;主要易损件为气泡发生器,浮选柱在萤石分选及磁铁矿反浮选的应用表明,采用高标号氧化铝微晶陶瓷作为气泡发生器的内芯,气泡发生器可耐高硬度物料的磨蚀,经检测,1年的工业运行,主过流部件磨损率不到5%。
4、尾矿自动控制。采用压力传感器-数显仪-电控阀门闭路控制,可实现液面的稳定调控。同时留有远程控制接口,可实现集中控制。
二、国内钼矿的资源分布和矿石特性
目前已发现的钼矿物有十几种,其中具有工业价值的主要是辉钼矿。
(一)钼矿床的分布
钼矿床分为4大类:斑岩钼矿床、矽卡岩型钼矿床、斑岩型铜钼矿床和其他钼矿床。我国钼资源矿床类型复杂,但以斑岩型钼矿床为主,占到全国总储量的77.3%,矽卡岩型钼矿床占16.4%,其他类型钼矿床仅占到总储量的6.3%。单一矿石的钼储量占全国总储量的29.7%,其余则为铜钼型、钼钨型、钼铁型等共生矿床。但总体来说,小于0.10%品位的储量约占总储量的65%,而大于0.30%品位的富矿仅占总储量的1%左右。
国内钼矿资源主要有河南栾川的特大型接触变质型钼钨矿床、陕西金堆城特大斑岩型钼矿床、辽宁杨家杖子大型接触变质型钼矿床和吉林大黑山斑岩型钼矿床,钼储量占全国钼总储量的70%左右。
(二)钼矿石的特点
除少数地方(杨家杖子、兰家沟等地)的为单一的钼矿石外,国内大多数钼矿石为伴生钼矿石,主要有铜钼矿石、钨钼矿石、炭质铜钼矿石和钡铀钼矿石等。
辉钼矿的晶体结构类似于石墨,层间的分子力表现为非极性;沿S-Mo-S层间破坏而暴露聘为的端面为极性键。研究表明,辉钼矿的可浮选性取决于不同粒度的辉钼矿的面棱比,分子键裂面即{001}面占的比例越大,可浮性就越好;反之,过粗或过细的辉钼矿石由于{001}面比例减小而导致可浮性下降。另外,氧化的辉钼矿接触下降、亲水力增强,从而导致可浮性下降,氧化程度越高,可浮性越差