某钼锌铁多金属矿综合利用研究

杨 东，周仕庆

（云南铜业矿产资源勘查开发有限公司，云南 昆明 650051）

某钼锌铁多金属矿含有钼、锌、铁等多种有价元素，但由于矿石中有用矿物嵌布粒度较细，辉钼矿结晶特性较差，且含有黄铁矿、磁黄铁矿等含硫矿物，严重干扰有用矿物的选矿回收。针对该钼锌铁多金属矿的矿石特性，通过详细的选矿工艺技术研究，开发了“钼浮选—锌硫混选-锌硫分离—浮选尾矿磁选回收铁”的选矿工艺技术，综合回收了矿石中的钼、锌、铁、硫，可为同类型矿山的资源综合利用提供参考。

1 原矿性质

对原矿进行了化学多元素分析，结果见表1，分析结果表明：矿样含Mo0.16%、Zn1.47%，Fe13.44%，含S3.25%，其他有价金属元素的含量都较低。原矿主要化学成分分析结果见表1。

矿石中的钼、锌、铁、硫等元素主要以独立矿物存在。钼矿物为辉钼矿、锌矿物为闪锌矿、铁矿物主要为磁铁矿；硫的独立矿物主要为黄铁矿，少量的雌黄铁矿。脉石矿物主要为石英、长石、方解石、白云石、蛇纹石、绢云母等。

物相研究结果表明，矿石中的钼、锌矿物以硫化物为主，硫化钼、硫化锌的占有率均超过90%。矿石中的铁除磁性铁外，还有部分铁以的硫化物中铁及其他铁的形式存在。

表1 原矿主要化学成分分析结果/%

2 试验研究

矿石中的辉钼矿结晶特性较差，浮游速度较慢，采用常规药剂时，钼回收率较低。另外，原矿中除辉钼矿、闪锌矿和磁铁矿等金属矿物外，还含有部分黄铁矿、磁黄铁矿，而磁黄铁矿具有较强的磁性，如不能再选铁前得到有效脱除，会经磁选进入铁精矿，使铁精矿含硫升高。

针对矿石特性，确定了“钼浮选—锌、硫浮选—铁磁选”的原则工艺流程，并在此基础上，开展了详细的试验研究。

2.1 钼浮选试验研究

2.1.1 钼粗选煤油用量试验

在钼浮选时，常以煤油等非极性烃类油作为捕收剂[1，2]。在水玻璃用量为2000g/t，起泡剂BK204 用量为35g/t 的条件下，开展了钼粗选煤油用量试验。试验流程见图1，试验结果见图2。试验结果表明，随煤油用量增加，钼回收率明显增大，但煤油用量过大时，因煤油的消泡作用，导致回收率下降，综合考虑，钼粗选煤油用量为100g/t。

图1 钼粗选煤油用量试验流程

图2 钼粗选煤油用量试验结果

2.1.2 钼粗选辅助捕收剂用量试验

因矿石中的辉钼矿结晶特性较差，仅采用煤油作为捕收剂时，钼回收率较低。为提高钼回收率，考虑在钼粗选添加辅助捕收剂BKEP。在水玻璃用量为2000g/t，捕收剂煤油用量100g/t，起泡剂BK204 用量为35g/t 的条件下，开展了钼粗选辅助捕收剂BKEP 用量试验。试验结果见图3。试验结果表明，添加适量辅助捕收剂，钼回收率得到较明显提高。

图3 钼粗选BKEP 用量试验结果

2.1.3 粗选水玻璃用量试验

水玻璃是一种无机胶体，是浮选最常使用的调整剂。水玻璃对石英、硅酸盐类矿物以及铝硅酸盐矿物有较好的抑制作用，在用量合适时，还可以起到矿浆分散作用，改善浮选环境。

在捕收剂煤油用量为100g/t，辅助捕收剂BKEP 用量为10g/t，起泡剂BK204 用量为35g/t 的条件下，开展了钼粗选水玻璃用量试验，试验结果见图4。试验结果表明，随着水玻璃用量增大，钼的回收率先明显增大后趋于稳定，综合考虑，钼粗选水玻璃用量以3000g/t 为宜。

图4 钼粗选水玻璃用量试验结果

2.1.4 粗选磨矿细度试验

矿石中的辉钼矿多以细粒片状赋存于脉石矿物中，为有效浮选回收辉钼矿，需确定合理的磨矿细度，一方面保障辉钼矿的充分解离，另一方面又要避免辉钼矿的过磨。

在水玻璃用量3000g/t，煤油用量为100g/t，辅助捕收剂BKEP 用量为10g/t，起泡剂BK204 用量为35g/t 的条件下，开展了磨矿细度试验，试验结果见图5。试验结果表明，随着磨矿细度增大，钼粗精矿中的钼回收率提高明显，综合考虑，粗选磨矿细度以70%～0.074mm 为宜。

2.2 锌浮选试验研究

钼浮选尾矿中含有除含有闪锌矿外，还含有较多的磁铁矿，针对锌铁矿，一般采用先磁后浮、或先浮后磁工艺[3，4]。

因矿石中含有部分硫铁矿，如黄铁矿、磁黄铁矿等，磁黄铁矿具有较强的磁性，为避免磁黄铁矿通过磁选进入铁精矿，影响铁精矿品位及硫含量，考虑在选铁前脱除矿石中的硫铁矿。根据矿石特性，采用先浮后磁工艺，即在矿浆自然pH 条件下，通过锌硫混合浮选，然后再通过锌硫分离，获得合格锌精矿。

图5 钼粗选磨矿细度试验结果

2.2.1 锌硫混合粗选硫酸铜用量试验研究

硫酸铜是锌浮选的有效活化剂，但其用量对锌矿物浮选的影响较大，硫酸铜用量不够或过多时，均会造成锌浮选回收率偏低的现象。

针对选钼尾矿，在捕收剂丁基黄药用量为70g/t，起泡剂BK204 用量为14g/t 的条件下，开展了锌硫混合粗选硫酸铜用量试验，因部分锌、硫矿物浮游速度较慢，采用了异步浮选的技术思路，试验流程见图6，试验结果见图7。

试验结果表明，试验结果表明，随着硫酸铜用量的增大，锌的回收率先增大，后变化不明显，综合考虑，锌硫粗选硫酸铜用量以150g/t 为宜。

图6 锌硫混合粗选硫酸铜用量试验流程

图7 锌硫混合粗选硫酸铜用量试验结果

2.2.2 锌硫混合粗选丁基黄药用量试验研究

针对选钼尾矿，在硫酸铜用量为150g/t，起泡剂BK204 用量为14g/t 的条件下进行了锌硫混合粗选丁基黄药用量试验，试验结果见图8。试验结果表明，随着丁基黄药用量的增大，锌回收率呈先升高后降低趋势，综合考虑，丁基黄药的用量为50g/t。

图8 锌硫混合粗选丁基黄药用量试验流程

2.3 选铁试验研究

原矿依次经过钼矿物浮选、锌硫矿物浮选后，对其尾矿进行弱磁选回收磁铁矿。

2.3.1 铁粗选试验

在磁场强度为96KA/m 的条件下进行磁选试验，试验结果见表2。试验结果表明，通过磁选可以对矿石中的磁铁矿进行较好的回收，但磁选粗精矿铁品位仅48.26%，粗精矿中磁铁矿主要与脉石矿物以连生体的形式存在，要获得合格铁精矿，必须对粗精矿进行再磨。

表2 磁选回收铁试验结果

2.3.2 铁粗精矿精选再磨细度试验

为实现磁铁矿的充分解离，并获得合格铁精矿，针对铁粗精矿，开展了不同再磨细度条件下的精选试验，试验结果见图9。试验结果表明，随着再磨细度的提高，铁精矿的品位呈升高趋势，在再磨细度大于85%-0.038mm 后，铁精矿品位大于65%。

图9 铁精选再磨细度试验结果

2.4 全流程闭路试验

在条件试验的基础上，开展了全流程闭路试验，试验流程见图10，实验结果见表3。闭路试验获得钼品位46.44%、钼回收率84.33%的钼精矿；获得锌品位47.33%、锌回收率86.89%的锌精矿；获得硫品位39.67%、硫回收率60.38%的硫精矿；获得铁品位66.45%、铁回收率65.63%的铁精矿。

图10 全流程闭路试验结果

实验结果表明，标样的实测值和标准值相吻合，测量误差在国标控制的范围之内，可满足正常的化学分析需要。

2.2 精密度实验

按实验方法，对同一样品在不同时间里进行分析，分别测定10 次，结果见表2。从表2 可知，方法有较好的精密度。

表1 生铸铁标样的测定结果ω/%

2.3 溶样酸的确定

国标中的化学分析方法对锰、硅、磷元素各有不同的溶样方法，硫硝混合酸溶解试样的方法一次能溶解三种元素，样品溶解速度快且适合分光光度法分析。

2.4 显色反应中注意事项

（1）采用过硫酸铵分光光度法测定锰时，氧化剂过硫酸铵用量为锰量的1000 倍为宜。过量过硫酸铵可煮沸除去。但煮沸时间要严格控制，如煮沸时间不足，锰氧化不完全，太久，则高锰酸会部分分解，加热至沸15s 为宜。停止煮沸后让热溶液再放置2min，使锰完全氧化。

（2）采用硅钼蓝分光光度法测定硅时，加入草酸用于消除Fe3+和元素磷和砷的干扰。但草酸对硅钼杂多酸也有分解作用，故加入草酸溶液，钼酸铁沉淀溶解后立即加入硫酸亚铁铵溶液，使硅钼黄还原为硅钼蓝。

（3）采用铋磷钼蓝分光光度法测定磷时，钼酸铵用量范围比较宽，用量4mL ～6mL 均可，只是每加一种试剂都要充分摇匀，特别是加钼酸铵溶液要从容量瓶的中间加入，若瓶壁上粘有，一定要用水洗净瓶壁上的钼酸铵，否则这部分钼酸铵由于酸度低而被还原为蓝色，造成测定误差。

3 结论

本方法测定生铸铁中锰、硅、磷三种元素，称样、溶样只需一次，简化了试样前处理过程，精简了国标检验方法的操作步骤，具有操作简单、分析速度快、结果准确可靠、分析成本低等特点，适用于生铸铁产品的日常生产控制。