含铅钼矿综合回收新工艺研究

2012-04-24 13:49张文钲

中国钼业 2012年5期

吴贤，曹亮，马光，张文钲

（西北有色金属研究院，陕西西安 710016）

0 前言

陕西省洛南县黄龙铺钼矿区地处秦岭腹地，属于东秦岭钼矿带，与世界六大钼矿之一的金堆城钼矿毗邻。矿区有4个矿体，平均品位在0.06％～0.078％之间，已探明钼金属储量为28.7万t。其钼资源中伴生有丰富的铅矿物，铅品位0.14％～0.25％，可以估算其金属储量至少60万t；还伴生有价金属铼60 t左右，还有其他有价金属铜、银、铁及稀土金属等［1］。目前洛南钼矿开发企业有十几家，其主要采用钼传统选矿工艺回收金属钼，钼的回收率仅为65％～70％，只有个别厂家回收了硫，没有一家综合回收铅，其钼精矿中富集的金属铼在钼冶炼中没有得到有效回收，其资源利用率低下。该矿区产出的钼精矿品位低（40％左右），铅含量很高（达6％～10％），与国际市场的钼精矿产品质量（钼品位53％以上）相差甚远。铅是钼冶炼及其深加工产品中极为有害的杂质。近几年，许多工业发达国家炼钢所用的工业氧化钼含铅不大于0.05％，目前高铅氧化钼难以出口，按工业氧化钼与钼精矿的焙烧比可换算出，选矿厂生产的钼精矿含铅不大于0.04％［2］。钼精矿含铅高导致连锁的环境污染，在炼钢温度下，氧化钼中的铅可能转化为黄丹和铅丹等有毒气体，污染生态环境且影响人体健康，铅氧化物不但属剧毒，且易在人体中积累。由于环境保护要求日趋苛刻，可以预期，未来冶炼对氧化钼含铅量的要求可能再降低，这是必然趋势，无疑未来对钼精矿含铅的要求将会进一步降低。该矿区钼精矿铅严重超标也是钼资源开发亟待解决的一大难题。因此研究开发该种含铅钼矿选矿新技术和新工艺，等于为洛南钼矿区开掘了一个中型金属铅宝库，大大提高了其钼资源综合利用率和钼产品质量，并为社会、企业创造可观的经济效益。

1 矿石性质

洛南含铅钼矿床矿石工业类型主要为细粒级碳酸岩脉型钼（铅）矿石，主要有用金属矿物：辉钼矿、方铅矿、黄铁矿。主要脉石矿物有石英，其次有绢云母、黑云母、正长石、方解石等。矿石多元素分析结果见表1，钼和铅矿物物相分析结果见表2和表3。

对原矿样进行了磨矿30 min的粒度筛析试验和分析，考查Mo和Pb在不同级别中的分布，其结果见表4。可以看出：Mo和Pb主要分布在细粒级中，特别是主要分布在－400目中，矿物嵌布粒度细导致钼铅分离困难。

表1 原矿样化学多项分析结果

表2 原矿样钼物相分析结果％

表3 原矿样铅物相分析结果％

表4 原矿样筛分分析结果

2 选矿新工艺试验研究

2.1 新型捕收剂试验研究

目前矿山生产采用的捕收剂是煤油，根据文献资料检索结果，试验选定钼矿有效捕收剂煤油、柴油（初馏点高于180℃，终馏点＜320℃的馏程高而宽的新型柴油［3］）、煤油与柴油混合油、钼友、BK4，分别进行钼粗选试验，其工艺流程见图1，试验结果见表5。从表5列举数据可以看出：捕收剂柴油的选别效果最佳，钼的回收率为87.30％，比其他捕收剂高出6％，且保证粗精矿品位不低。柴油的市场价格也低于其他捕收剂，是该矿石的最佳高效捕收剂。

图1 粗选捕收剂种类试验工艺流程

表5 捕收剂种类试验结果

2.2 钼铅分离试验研究

在粗选试验中发现，该矿石铅与钼可浮性相近，其浮选所得粗精矿中铅与钼有着极强的正相关性，其钼含量高，铅含量也高。与国内外同类矿石相比，该矿石原矿具有钼品位较低、铅含量极高的特点。因此其钼铅分离难度很大，采用常规工艺难以实现有效分离。重铬酸钾、硫化钠和磷诺克斯是铅硫化矿的有效抑制剂。重铬酸钾对方铅矿的抑制作用很强，方铅矿一旦被抑制，就难以活化［4］，此外，因为环境与生态问题，国内外纷纷研究取代有致癌作用的高价铬离子污染的重铬酸盐法。大量的硫化钠对方铅矿有极好的抑制效果，但用量太大，造成生产成本高，且该矿石铅含量远远高于同类矿石，不宜采用。目前世界上大型铜钼选厂有30％采用磷诺克斯药剂抑制铅，作业十分稳定，钼精矿含钼54％、含铅0.04％［5］。故选择磷诺克斯抑制铅，实现钼铅分离。

经过探索试验研究，发现粗精矿再磨时，加活性炭既可吸附矿物表面的油药，使得方铅矿新鲜矿物表面充分吸附抑制剂，同时可以明显提高精选钼的回收率；采用水玻璃可有效抑制脉石矿物，进一步提高钼精矿品位。试验研究出的钼铅分离最佳精选工艺闭路试验流程见图2，最佳工艺条件见表6，两次闭路重复试验结果见表7。从表7可以看出，尽管钼的精选回收率很高，达到93％以上，但钼精矿品位低于50％，太低，铅含量3％～5％无法再降更低，难以实现钼铅彻底分离。

表6 钼铅浮选分离闭路试验工艺条件

表7 1#和2#试验精选闭路试验结果％

2.3 钼精矿湿法降铅试验研究

采用盐酸和氯盐加热浸出工艺进行了高铅钼精矿除铅试验研究，其工艺流程见图3。试验研究出的最佳工艺条件：液固比5∶1、盐酸8％、三氯化铁10％、浸出时间1 h、温度90～95℃。对2次闭路试验获得的高铅钼精矿进行了4次重复试验，结果见表8，其产品再经氢氟酸除硅试验，结果见表9。试验结果表明，采用湿法冶金工艺是除去钼精矿中的铅，获得高品位钼精矿的一种有效的途径。

图2 粗精矿精选闭路试验工艺流程

表8 湿法降铅试验结果与数据处理

图3 高铅钼精矿湿法除铅除硅工艺流程

表9 钼精矿氢氟酸浸出试验结果

2.4 钼中矿选铅试验研究

2.4.1 钼中矿铅的物相分析及多元素分析

对钼中矿进行了铅物相分析、X光衍射分析，其结果见表10、表11。其结果表明，钼中矿中的铅96.31％呈方铅矿赋存，氧化态铅矿物较低，这为回收铅提供了良好基础；钼中矿主要金属矿物是方铅矿、黄铁矿，主要脉石矿物是石英、伊利石、钾长石等。

表10 钼中矿铅物相分析结果％

表11 X衍射分析结果％

2.4.2 钼中矿回收铅选矿工艺研究

钼中矿中的铅矿物表面在钼精选过程中微氧化，故需采用活化剂进行活化，再采用高效铅的捕收剂；因钼中矿主要杂质金属矿物为黄铁矿，并含有大量的脉石矿物，故必须采用相应的有效抑制剂。本试验研究采用石灰作矿浆pH调整剂、糊精作黄铁矿抑制剂、硫化钠作方铅矿活化剂，乙基黄药与戊基黄药组合药剂作捕收剂、2#油作起泡剂、水玻璃作脉石矿物抑制剂，使钼中矿中的铅获得了有效分离回收。其最佳工艺流程见图4，4次循环闭路试验工艺条件见表12，其闭路试验结果见表13。