马坑铁矿钼金属综合回收

符桂娇(中冶长天国际工程有限责任公司，湖南 长沙410007)

马坑铁矿是以铁矿为主的大型地下矿山，分为东、中、西3 个矿段，其中中、西两个矿段勘探程度高，铁矿石地质储量B ＋C ＋D 级为4.34 亿t，在矿体的上部含有钼矿资源。钼主要以两种类型存在，一种为铁钼矿，与铁矿体伴生，另一种为单钼矿，产于主矿体上下盘围岩中。

勘探结果表明：矿体中单钼矿D 级金属量约25203t，其中中矿段2734t；西矿段22469t，西矿段单钼矿储量大、矿体相对集中，开采条件较好。

西矿段单钼矿平均品位为0.108%。其中：I矿带平均为0.177%；Ⅱ矿带为0.120%；Ⅲ矿带0.093%；Ⅳ矿带0.122%。

根据国家对资源开发的有关规定，当矿石中伴生的有用矿物如钼的品位超过0.02%时应考虑综合回收利用，充分利用国家资源。鉴于钼精矿产品其经济价值很高，如能将其综合回收利用，对改善马坑铁矿的经济效益、降低生产成本有着极其重大意义。为此对马坑铁矿铁矿床中共生钼矿物资源综合回收研究很有心要。

1 钼资源和用途

1.1 资源

钼从来不以天然元素状态出现，而总是和其它元素结合在一起。虽然发现的钼矿物许许多多，但唯一有工业开采价值的只有辉钼矿(MoS2)-一种钼的天然硫化物。矿床中，辉钼矿的一般品位为0.01%～0.50%，并常常与其它金属(特别是铜)的硫化物结合在一起。

世界钼资源主要分布在北美及南美的西部山区，美国是世界上第一大产钼国，也是世界上钼储量最大的国家，为400～500 万吨，几乎占全球钼总储量的一半。

钼矿床可分为三种类型：A、原生钼矿：主要为辉钼矿；B、次生钼矿，从主产品铜中分离钼；C、共生钼矿，这类钼矿床中钼和铜的工业开采价值均等。马坑铁矿的钼属次生和共生钼矿。

1.2 用途

金属钼具有高强度、高熔点、耐腐蚀、耐磨研等优点，因此在工业上得到了广泛的利用。

在冶金工业中，钼作为生产各种合金钢的添加剂，或与钨、镍、钴，锆、钛、钒、铼等组成高级合金，以提高其高温强度、耐磨性和抗腐性。含钼合金钢用来制造运输装置、机车、工业机械，以及各种仪器。

在化学工业中，钼主要用于润滑剂、催化剂和颜料。二硫化钼由于其纹层状晶体结构及其表面化学性质，在高温高压下具良好的润滑性能，广泛用作油及油脂的添加剂。钼是氢制法脱硫作用及其他石油精炼过程中的催化剂组分，用于制造乙醇、甲醛及油基化学品的氧化还原反应中。钼桔色是重要的颜料色素。钼的化学制品被广泛地用于染料、墨水、彩色沉淀染料、防腐底漆中。

钼的化合物在农业肥料中也有广泛的用途。

2 市场需求

2.1 市场分析

前几年随着钼矿价格的大幅提升，国内的生产量也有所提高，但也仅能满足国内需求量的20%～30%，为满足生产，需从国际市场大量进口。

全国共有200 多家冶炼厂广泛分布于江苏、辽宁、河南、山西等省，大多数企业都采用工业氧化钼的焙烧，也有采购工业级氧化钼生产钼铁。

中国是世界上最大的钼产品出口国，欧洲则是消费的主要市场。国内加工能力远高于钼精矿采选能力，大量进口钼精矿格局还将维持。

钼主要应用在不锈钢、合金钢、工具钢及铸铁等领域，预计2011年不锈钢将达3700万t以上。中国继续引领全球不锈钢生产，因此，中国对钼精矿的需求将越来越大。

2.2 价格预测

在国内，2003 年初钼精矿价格仅为600 元/t 度，到2004 年初价格达到1310 元/t 度，2005年是价格攀升最快的一年，钼精矿价格涨到6000～6300 元/t 度，钼铁价格涨到40 ～43 万元/基t，钼酸铵价格涨到42 ～43 万元/基t，钼条价格涨到90 ～96 万元/t，而且一直居高不下，国际上2005 年4 月初氧化钼价格已涨到32 ～34 美元/磅钼，是1999 ～2001 年氧化钼价格的10 倍，欧洲钼铁价格已达到92 美元/kg 钼，此次钼价上涨是有史以来钼价格在高位运行时间最长的。

经济危机使钼精矿价格大幅下挫，随着世界经济复苏，钼精矿价格也有所回升，2011 年3 月钼精矿价格已到2150 ～2170 元/t 度，钼精矿的价格势将随着经济的发展而不断上升。

3 马坑铁矿铁矿床中共生钼矿物的矿石性质

3.1 矿床特征和矿石类型

马坑铁矿为大型矽卡岩型磁铁矿床，分为东、西、中三个矿段。同时也是大型细脉浸染型辉钼矿床，按矿物成分含量分为原生磁铁矿和以含磁铁矿为主而伴生辉钼矿的铁钼矿。其中矿床中存有部分所谓单钼矿，其磁铁矿含量相对较低，故称为单钼矿。单钼矿与磁铁矿中伴生的辉钼矿特性基本相同。

3.2 单钼矿石的矿物组成

矿石中的钼主要以辉钼矿的形式存在，其它硫化矿物及铁矿物含量很少，主要为黄铁矿以及偶尔可见的黄铜矿、方铅矿、褐铁矿等。

脉石矿物主要有石榴子石、石英、长石、绿泥石、透闪石、白云石、方解石和透辉石等。另外还可见少见的萤石、磷灰石、榍石等矿物。

3.3 原矿化学多元素分析及钼物化学相分析

试验物料原矿化学多元素分析结果见表1，原矿钼化学物相分析结果见表2。

表 1 原矿化学多元素分析结果

表2 钼化学物相分析结果

从原矿多元素、钼物相分析结果可知：原矿含钼0.11%，含铁4.38%。矿石中其它伴生元素不具备工业回收价值。矿石可视为是单一的硫化钼矿石。

从物相分析结果看，矿物中钼的理论回收率为97.49%。

3.4 原矿化学多元素分析及铁钼物化学相分析

矿石主要为半自形晶粒状或它形晶粒状结构、交代假象结构、文象或次文象结构、叶片状结构等。矿石主要构造为稠密浸染状构造，其他还有条带状构造，其次为块状构造，稀疏浸染状构造及角砾状构造等。

表3 原矿化学多元素分析结果

表4 原矿铁物相分析结果

3.5 原矿化学多元素分析及铁物相分析

原矿化学多元素分析结果见表3，原矿铁物相分析结果见表4。

从原矿多元素、铁物相分析结果可知：马坑铁矿的原矿是以磁铁矿为主的矿石，其它铁矿物含量较低。矿石中磷含量很低，但S含量相对偏高。对矿物中SiO2、Al2O3、CaO、MgO 分析表明该矿物为酸性铁矿石。

从铁矿铁物相分析结果看，矿物中铁的理论回收率为88.71%.

4 选矿试验

4.1 工艺矿物学研究

工艺矿物学研究中进行了化学多元素分析(表1)；钼物相分析(表2)；重要矿物的嵌布特征分析和描述及钼在矿石中的粒度分布状态的分析。研究表明：辉钼矿的嵌布粒度范围较宽，大部分处在0.02～0.2mm 之间，有12.37%辉钼矿嵌布粒度小于0.02mm，部分辉钼矿中包含有细粒的脉石包体。

4.2 试验室试验

试验室进行了磨矿细度试验、矿石可磨度试验、药剂试验、浮选时间试验、流程结构试验、开路试验、闭路试验和钼精矿产品分析等。

4.2.1 流程试验

试验进行了开路、闭路流程试验，闭路流程试验采用一粗二扫加精选、粗精矿再磨后4 次精选的流程结构，药剂制度在开路试验的基础上做了部分适当的调整。闭路流程见图1，试验结果列于表5。

图1 闭路试验数质量流程

表5 闭路试验结果

试验结果显示，钼品位为47.87%的钼精矿，钼回收率为为92.73%。

4.2.2 产品多元素分析

钼精矿产品多元素分析结果见表6。

由试验报告可以看出：

1)马坑单钼矿为单一的硫化钼矿石，矿石中钼元素主要以辉钼矿形式存在。

2)采用浮选法可有效回收矿石中的辉钼矿。试验矿样，在磨矿细度为70%-0.074mm 的条件下，采用一粗一精二扫可获粗精矿，抛尾产率高达98%以上，粗精矿再磨至85%-0.038mm 后，再经过4 次精选，取得了品位为47.87%、回收率为92.73%的钼精矿。

5 选钼合理工艺流程

马坑铁矿选矿厂始建于2003 年，设计规模为处理原矿50 万t/a，以处理单一磁铁矿。为扩大规模和处理铁钼矿进行了多次改扩建，现选矿厂的破碎筛分已具有处理原矿150 万t/a 规模的能力；选矿具有处理原矿100 万t/a 规模铁钼矿和处理选铁尾矿40 万t/a 选钼的生产能力，选矿产品为磁铁精矿和钼精矿。试验矿样，在磨矿细度为70%-0.074mm 的条件下，采用一粗一精二扫可获粗精矿，抛尾产率高达98%以上，粗精矿再磨至85%-0.038mm 后，再经过4 次精选，取得了品位为47.87%、回收率为92.73%的钼精矿。

马坑铁矿的钼资源与磁铁矿共生，而单钼矿中的磁铁矿相对较低，由于单钼矿与磁选尾矿中的辉钼矿可浮性很好，其选矿特性基本相同。故马坑铁矿的单一钼矿可以通过优先浮选钼选矿方法进行有效回收。为了保证生产流程的可靠、稳定、推荐采用浮选工艺选钼流程，设计工艺流程考虑了将来过渡到处理磁铁矿石、破碎采用三段一闭路破碎筛分的流程，原矿采用二段连续磨矿、一粗六精二扫、粗精矿再磨再选的选矿流程。推荐选矿工艺原则流程，其具体流程见图2。

图2 推选选矿工艺流程图

6 结语

1)通过试验证明， 回收辉钼矿可以采用阶磨阶选工艺流程；矿石磨矿细度为70%-0.074mm较粗的条件下，采用一粗一精二扫所剩的粗精矿再磨量已不多，由于辉钼矿嵌布粒度很细，以及原矿品位很低，为了获得较优质精矿必须细磨及多段精选。

2)矿物成分含量分析马坑铁矿原生磁铁矿是以含磁铁矿为主而伴生辉钼矿的铁钼矿，由选矿试验可知辉钼矿的可浮性很好，可以考虑从铁钼矿选铁尾矿中再回收钼，由于辉钼矿的可浮性很好，即使钼的品位低于0.02%时也应考虑钼金属综合回收利用，这对改善马坑铁矿的经济效益、降低生产成本有着极其重大意义。

表6 钼精矿化学多元素分析结果(%)