福建某低品位铜钼多金属矿选矿工艺研究

杨秀水

（连城紫金矿业有限公司，福建 龙岩 364000）

铜钼多金属矿作为一种重要的含钼资源，相比于单一的钼矿床，其具有原矿品位低、伴生成分种类和伴生关系复杂、且多赋存于斑岩型矿床等特点［1］。低品位铜钼多金属矿不仅原矿有价元素含量低，同时在选矿回收过程中分选分离难度大，致使此类型的矿山资源综合利用率较低［2］。福建某铜钼矿区产出的铜钼多金属矿石含Cu 0.16%、Mo 0.051%，为有效提高福建某低品位铜钼多金属矿选矿综合回收率，本文从工艺矿物学研究着手，从原矿性质上分析该铜钼矿中不同目的矿物共伴生关系，通过原矿分析可知，该铜钼矿矿石呈现细脉及浸染状构造，且镜下辉钼矿多与黄铜矿毗连嵌生，两者互有微细粒包裹现象，不利于铜钼分离，所以开展了系统的选矿工艺研究，通过工艺流程的优化和浮选药剂种类、用量的优化，确定了最优的选矿工艺。

1 矿石性质

1.1 化学成分及矿物组成

对该铜钼矿代表性样品进行化学多元素分析，得出其化学成分见表1。

表1 化学多元素分析结果 %

由表1可知，该铜钼多金属矿主要化学成分为SiO2，占66.54%，也是造岩矿物的主要成分，目的元素为Cu、Mo，含量分别为0.16%、0.051%，其它金属元素Pb、Zn含量极微，没有综合回收价值。通过镜下检测、XRD分析结合多元素定量分析结果综合查明，原矿矿石中主要的金属矿物为黄铁矿、黄铜矿、赤铁矿、褐铁矿、辉钼矿等；并可见少量或微量的斑铜矿、磁黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、金红石等斑。脉石矿物主要为硅酸盐及硅铝酸盐类矿物，包括石英、钾长石、白云石，并含有少量或微量的角闪石、帘石、黑云母、高岭石、电气石、磷灰石等。矿石中主要矿物及其相对含量见表2。

表2 原矿主要矿物组成 %

1.2 铜钼元素赋存状态

由表1可知，该铜钼矿主要目的元素为Cu、Mo，对Cu、Mo进行物相分析，得出矿石中铜钼元素的赋存状态见表3。

表3 矿样中铜钼物相分析结果 %

由表3结果可看出，Cu、Mo主要以硫化物形式赋存，其中原生硫化铜主要为黄铜矿，占总铜分布率的90.51%，硫化钼主要为辉钼矿，占总钼的94.12%，Cu、Mo氧化率较低，氧化铜、氧化物矿物含量极少。

1.3 主要目的矿物的嵌布特征

通过偏光显微镜镜下分析该低品位铜钼多金属矿目的矿物的微观形貌，其代表性样品镜下形态如图1所示。可看出矿石中的黄铜矿主要以不规则状形式嵌布于脉石矿物中，粒度不均匀，并有部分黄铜矿与辉钼矿毗连嵌生（如图1a所示），粒度主要集中在0.01～0.10 mm和0.2～1.2 mm之间，同时较粗粒级的黄铜矿内部多有黄铁矿、辉钼矿细粒包裹（如图1b所示），辉钼矿呈叶片状，少量为他形粒状，主要以细脉状形式嵌布于石英、绢云母等脉石矿物粒间（如图1c所示），嵌布粒度较细，通常在0.002～0.020 mm之间，部分辉钼矿中包裹极细的黄铜矿（如图1d所示）。

图1 黄铜矿（Ccp）、辉钼矿（Mot）的微观形貌

2 试验研究及结果讨论

2.1 原则工艺流程的确定

由工艺矿物学分析结果可知，该低品位铜钼多金属矿矿石中可回收的目的元素Cu的品位为0.16%，Mo的品位为0.051%，其主要赋存于黄铜矿和辉钼矿之中，对于这种氧化率较低的低品位铜钼矿，多采用硫化矿混浮工艺，将硫化矿从大量的脉石矿物中分离出来，得到铜钼硫混合精矿，再根据可浮性的差异性，通过矿浆调整剂及抑制剂的组合不同矿物分离［3］，同时，由图1分析结果可看出，该铜钼多金属矿普遍存在的复杂嵌生、连生、相互包裹的关系［4］，所以需要对硫化矿混浮精矿进行再磨处理，增大不同矿物的解离度，然后抑硫浮选铜钼，再进行铜钼分离［5］。拟采用的原则流程如图2所示。

2.2 铜钼硫混浮

2.2.1 粗选磨矿细度条件试验

图2 选矿原则工艺流程

由于该铜钼多金属矿硫化矿矿物含量较低，所以可通过硫化矿混浮工艺将大部分的脉石矿石抛弃，得到一个以黄铜矿、辉钼矿、黄铁矿为主的硫化混合精矿，考虑到混合精矿需要再磨再选作业，在混浮粗选过程中不需要将所有的目的矿物完全解离，所以进行了硫化矿混合浮选粗选磨矿细度条件试验，细度条件试验流程如图3所示，磨矿细度条件试验结果如图4所示。可看出，随着磨矿细度的增加，精矿产品（钼铜硫粗精矿和扫选精矿）中的Mo、Cu的回收率逐步增加，尾矿中的Mo、Cu的品位逐步降低，综合考虑磨矿成本和拟定的原则工艺流程，硫化矿混浮粗选适宜的磨矿细度为-74μm占72%。

图3 粗选磨矿细度条件试验流程

图4 粗选磨矿细度条件试验结果

2.2.2 硫化矿混浮闭路试验

由图3及图4结果可看出，在粗选磨矿细度为-74μm占72%的条件下，粗选使用碳酸钠调浆后，使用煤油+丁黄药作为铜钼硫矿物的组合捕收剂，在合适的用量条件下，混合粗精矿中Cu、Mo品位可达到0.45%、1.44%，Cu、Mo回收率可达到94%左右，可实现大部分的黄铜矿、辉钼矿、铜-硫、钼-硫矿物的综合回收，铜-钼-硫混合浮选闭路试验流程如图5所示，所得结果见表4。由表4结果可知，混浮精矿含Mo 1.90%、Cu 5.95%，混浮精矿中Mo回收率为88.70%、Cu回收率为90.77%，综合回收率较高。

图5 铜钼硫混浮闭路试验流程

表4 铜钼硫混浮闭路试验结果 %

2.3 铜钼与硫分离

结合矿石性质分析，该低品位铜钼多金属矿不同目的矿物间共生、嵌生关系复杂，存在着相互毗连和微细粒包裹的结构，直接进行浮选分离作业不仅分离作业回收率较低，产出的钼、铜精矿互含夹杂高，进而影响到精矿产品的价值，同时对图5产出的混合精矿进行筛析和镜下分析，整体粒度为-39μm占53%，+39μm部分黄铜矿、辉钼矿解离度为40%左右，所以需要对图5产出的混浮精矿进行再磨再选作业，再磨细度条件试验流程如图6所示，所得结果如图7所示。

图6 混浮精矿再磨细度条件试验流程

图7 混浮精矿再磨细度条件试验结果

由图7结果可看出，通过对混浮精矿进行再磨，可显著提高铜钼精矿中的Cu、Mo作业回收率，同时铜钼精矿中的Cu、Mo品位下降幅度较小，表明有大量的S-Cu、Mo-S连生体可通过再磨作业实现单体解离［6］，解离后的黄铁矿单体在石灰的抑制作用下进入至硫精矿中，当再磨细度为-39μm占70%时，铜钼精矿中的铜、钼金属作业回收率接近峰值，再增大再磨细度对选矿指标影响较小，所以最适的再磨细度为-39μm占70%。

2.4 铜钼分离

再磨细度为-39μm占70%条件下产出的铜钼精矿含Mo 3.79%、Cu 12.93%，铜钼精矿作为铜钼分离的给矿进行铜钼分离，由分析可知，铜钼精矿铜高钼低，结合选矿“抑多浮少”和“抑难浮易”的原则［7］，铜钼分离采用抑制黄铜矿、浮选辉钼矿的工艺是合理、成熟的，当前黄铜矿的抑制剂主要有糊精、改性淀粉、壳聚糖、氰化物、巯基乙酸等［8］，本试验进行了铜钼分离抑制剂条件试验，试验流程如图8所示，所得结果见表5。

图8 铜钼分离抑制剂条件试验流程

表5 铜钼分离抑制剂条件试验结果

由表5结果可看出，单独使用硫化钠、巯基乙酸作为铜钼分离抑制剂时，在用量分别为3 000 g/t、100 g/t条件下钼粗精矿中Mo作业回收率较低，表明该用量条件下硫化钠、巯基乙酸对钼有一定的抑制效果，同时含Cu品位较高，而使用Na2S+巯基乙酸组合使用条件下，在较低用量时，分离所得钼粗精矿中Mo作业回收率较高，同时Cu损失率低，所以铜钼分离最适抑制剂种类为Na2S+巯基乙酸，用量为1 000 g/t+60 g/t。

2.5 全流程闭路试验

在已有的条件试验结果上进行了铜钼硫混合浮选—混浮精矿再磨—铜钼与硫分离—抑铜浮钼分离的全流程闭路试验，试验流程如图9所示，所得指标见表6。

图9 全流程闭路试验流程

表6 全流程闭路试验结果 %

由表6可知，采用如图9所示的选矿工艺处理福建某低品位铜钼多金属矿，在原矿含Mo 0.051%、Cu 0.16%的条件下，可依次得到钼精矿、铜精矿、硫精矿三个产品，钼精矿含Mo 45.12%、Cu 0.51%，钼精矿中Mo回收率80.26%，铜精矿含Mo 0.31%、Cu 22.51%，铜精矿中Cu回收率87.03%，实现了对该铜钼矿中金属资源的综合回收。

3 结 论

1.福建某铜钼硫多金属矿矿石含Mo 0.051%、Cu 0.16%，达到了工业回收的标准，通过工艺矿物学分析可知，该铜钼多金属矿石中Cu、Mo金属主要赋存于黄铜矿、辉钼矿中，且两种目的矿物嵌布粒度不均匀，存在着相互毗连嵌生、微细粒包裹的连生关系，不利于合格的铜钼精矿产品的产出，选矿处理难度较大。

2.结合工艺矿物学研究结果和铜钼矿浮选的经验，拟定了硫化矿混合浮选—混合精矿再磨—铜钼与硫分离—铜钼分离的工艺流程，可实现对该低品位铜钼多金属矿的Cu、Mo、S资源的综合回收。

3.通过流程结构及药剂制度的优化，全流程闭路浮选试验可依次得到钼精矿、铜精矿、硫精矿三个产品，其中钼精矿含Mo 45.12%、Cu 0.51%，钼精矿中Mo回收率 80.26%，铜精矿含 Mo 0.31%、Cu 22.51%，铜精矿中Cu回收率87.03%，硫精矿含S 36.45%，硫精矿中S回收率64.77%。