石膏对夜长坪钼钨矿选矿效果的影响研究

马 驰，赵 平，张艳娇，常学勇，王守敬

(1.中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所，郑州 450006；2.国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心，郑州 450006)

1 矿石性质

河南卢氏夜长坪钼钨矿床为一以钼为主，钨、铁为次的隐伏斑岩-矽卡岩型矿床。其中钼资源量24.6755万t，钨资源量18.1586万t，伴生铁的资源量197.8064万t。矿区钼品位0.103%～1.136%，平均0.1133%，钨品位一般0.107% ～0.198%,平均为0.11% ，伴生有低品位磁铁矿[1]。该矿由于矿物组成复杂，存在一定量的滑石，前人多认为滑石的存在是该矿难选的主要原因[2]。但是笔者通过研究发现，造成选矿的难度大的最主要的原因是该矿存在一定量的石膏。由于该矿的特殊性，初步将该矿定位石膏型难选钼钨矿。矿石的化学多项分析和矿物组成见表1、表2。

从表1、表2可以看出主要回收的矿物应为辉钼矿、白钨矿、钼华、钨钼钙矿、磁铁矿和萤石，影响选矿的有害脉石矿物主要白云石、方解石、蛇纹石、透闪石、滑石、石膏、皂石等。

2 石膏的矿物特征

化学成分是CaSO4.2H2O，本矿中石膏主要呈长柱状、针状、放射状和纤维状，多分布在矿石的裂隙中，硬度2，比重2.3，溶于水，石膏在矿石中含量约为3.2%，经过浮选硫化矿之后的矿样中，石膏已经部分溶解，形成纺锤状、棒状或者椭圆状(图2)，这是水解作用的结果。对石膏做X射线衍射分析(图1)和电子探针分析(表3)，确定该矿中存在石膏，结果显示石膏中主要元素是S和Ca，含有少量的Si、Fe、Zn和Al。

3 石膏对选矿的影响

白钨矿浮选一般PH值要调整为碱性，在本矿中要想将pH值调整到8.5，碳酸钠用量为15kg/t，其用量是一般浮选的10倍。为了查清原因，对试验样品溶液中离子含量进行的分析，结果见表4。

表1 原矿化学多项分析结果

表2 矿石中主要矿物的相对含量

图1 石膏的X射线衍射图谱

图2 矿样中石膏的背散射图像

Na2OMgOAl2O3SiO2SO3CaOCr2O3FeONiOCuOZnOTotal0.040.000.030.1244.4434.510.020.140.000.120.0079.420.010.000.030.1944.7534.400.050.130.110.060.0179.740.000.040.000.1145.2035.210.160.160.000.000.0080.890.000.000.000.1243.9034.360.250.030.050.000.1878.890.000.120.190.4444.7733.820.630.160.000.000.0080.150.060.070.050.1445.0233.680.790.110.000.000.4080.320.000.140.000.2346.1934.330.160.180.000.000.1481.460.000.000.040.3345.4934.600.080.090.000.000.1180.75

表4 样品澄清水溶液中离子的含量/(mg/L)

油酸是天然动植物油脂中一种含有一个双键的不饱和脂肪酸，分子式为C17H33COOH，作为常用的捕收剂，主要用于捕收含Ca、Ba矿物，如方解石、萤石、白钨矿和磷灰石等，油酸带有活泼的羧基官能团，可与多价金属离子如Mg2+、Ca2+、Ba2 +、Zn2+、Fe2+、Fe3+、A l3+等形成沉淀，这就决定了其不适于在硬水中操作[3]。但是该矿中存在大量的Ca2+和Mg2+，不仅会消耗大量的油酸，而且会降低油酸的选择性。

白钨矿浮选主要在NaOH 或Na2CO3形成的碱性介质中进行，若将白钨矿与脉石矿物分离，必须添加以水玻璃为主的脉石抑制剂来扩大白钨矿与脉石矿物的可浮性差异[4]。由于Na2SiO3+Ca2+/Mg2+=Ca/MgSiO3+2Na+，但是该矿中存在大量的Ca2+和Mg2+，将消耗大量的水玻璃。

由于矿浆中存在大量的钙镁离子，加入NaOH 或Na2CO3，这将会产生大量的Ca(OH)2沉淀，这些Ca(OH)2会以微细粒的晶体附着在粗粒的矿物表面形成罩盖，导致选矿药剂对有用矿物选择性降低，从而影响选矿。

溶液中的钙镁离子主要是石膏产生的，如果加入碳酸钠以消耗钙镁离子，会加速石膏的水解，使得碳酸钠的用量加大，如果不加入碳酸钠将会消耗大量的油酸和水玻璃，可见矿石中存在石膏是该矿难选的主要原因。

4 该矿的研究的重要启示

关于石膏作为有害矿物影响选矿，梁冬云(2005)曾报道在兰坪氧化铅锌矿中发现有一定量的石膏，认为石膏水解产生大量的钙离子，硫化钠中的硫离子优先生成硫化钙，干扰了氧化锌矿物表面生成硫化锌，故影响了氧化锌矿物被黄药捕收，导致选矿过程硫化钠用量较大[5]。可见这一问题的确存在，在以后的选矿中应该注意。目前解决该问题的方法：一般的处理方法是通过预选抛除石膏或者加入大量选矿药剂，要从根本上解决这一问题需通过研发新的捕收剂来处理这种特殊类型的矿石。

该矿中存在的问题对于高硬水地区选矿或者利用海水选矿提供重要的启示，目前的海水选矿主要用于选煤，有色金属还不能用海水进行选矿，如果能研发新的抗高钙镁离子的选矿药剂，高硬水或者用海水选矿将不是问题。

5 结论

1)该矿难选的最主要原因是矿石中存在约3.2%的石膏，石膏在水中发生水解反应，导致矿浆中的钙离子含量较高，而导致消耗大量的选矿药剂，加大选矿的难度。

2)该矿中加入大量的PH值调整剂后，会生成氢氧化钙，这些氢氧化钙会附着在粗粒的矿物表面形成罩盖，导致有用矿物的分选性降低。

3)本研究为研制新的抗高钙镁离子的选矿药剂提出重要启示，新的抗高钙镁离子的选矿药剂可以在高硬水和海水中进行选矿。

[1] 肖中军.夜长坪钼钨矿床成矿控制条件及找矿远景分析[J].有色金属：矿山部分， 2007(6)：21-23.

[2] 张成强，李洪潮，张颖新，等.我国复杂难选钼矿资源选矿技术进展[J].中国矿业，2009，18(10)：64-66.

[3] 杜飞飞，吕宪俊，孙丽君.油酸低温浮选技术综述[J].现代矿业，2010(1):31-32.

[4] 张忠汉，张先华，林日孝，等.难选白钨矿选矿新工艺的研究[J].广东有色金属学报，2000(2)：85-86.

[5] 梁冬云，何晓娟，徐晓萍，等.兰坪氧化铅锌矿石中石膏的发现以及对选矿工艺的影响[J].有色金属：选矿部分，2005(5)：1-3.