新型选钼捕收剂JY18选钼试验研究

钟在定，陈丽娟，刘雁鹰，姚 辉，王 辉，王一清

(金堆城钼业股份有限公司技术中心，陕西 西安 710077)

0 引 言

浮选工艺的发展史，在某种程度上是捕收剂的发展史和创新史。正因为如此，矿山企业和科研单位无不把其作为研究的重点。2006年，金堆城钼业公司完成了YC药剂代替煤油选钼试验研究，并将YC药剂推广应用，给企业创造了巨大的经济效益。但选矿技术指标特别是选钼回收率与国外选钼矿山相比，仍有较大差距。为了进一步实施科技强企，有效降低选矿成本，提高企业经济效益，寻找或开发新型选钼捕收剂替代YC药剂，意义重大。

1 辉钼矿的结构特点及烃油的吸附原理

在辉钼矿的结晶结构中，钼离子网面夹在平行于六方晶系底面的两个硫离子网面之间，形成了一个层，即硫-钼-硫层。在这一构造层中，钼离子与硫离子以共价键结合，层内离子间结构坚密，层与层之间以分子键结合，层之间吸引力较弱[1]。

辉钼矿结晶体属各向异性。沿硫-钼-硫层间暴露出的晶面呈非极性，低能、不活泼，这种晶面称为面，而沿钼-硫键破裂暴露出面称为“棱”，这种共价键裂面是活泼、亲水的[1]。

A·M高登认为：辉钼矿的面决定着它的浮选行为，辉钼矿良好的天然可浮性归结于其结晶面的惰性、非极性。D·W富尔斯特诺认为，辉钼矿的结晶面决定着辉钼矿的可浮性，而棱决定着辉钼矿的载塔电位[2]。

辉钼矿有良好的天然可浮性，若表面吸附有捕收剂时，其可浮性将会进一步增强。

烃油与辉钼矿之间吸附原理，可以从它们之间表面力的性质相似、表面能大小相似相近来解释。烃油表面张力仅含色散力，辉钼矿“面”为MoS2层间分子间断裂面，表面力为范德华力的残键，两者的表面力性质一致。烃油的表面能为3.0×12-2J/m2，而辉钼矿“面”上表面能为2.4×12-2J/m2，两者大小相近。据吸附理论，烃油极易物理吸附在辉钼矿的表面。而高表面能、极性的水介质与辉钼矿“面”的性质迥异，难于吸附在该“面”上[3]。

烃油的色散力与其碳链长度成正比，即碳链越长，烃油对辉钼矿的吸附力越强，但烃油在矿浆中的弥散性能降低。

2 国内外选钼捕收剂的现状

2.1 国内现状

国内选钼捕收剂虽然明目繁多，但实际效果却大同小异。碳链长度多集中在12～16碳，密度0.8～0.84 t/m3，相对分子量200～220，粘度3.30 mm/s(37.8 ℃)，终馏点360 ℃，50%≤300 ℃，即多停留在灯用煤油和轻柴油范围内[4]。

2.2 国外现状

国外选钼捕收剂平均碳链长度多集中在24碳甚至更高，相对分子量360左右，粘度一般在8 mm/s(37.8 ℃)。

2.3 国内外选钼捕收剂比较及差距

金钼股份所用的选钼捕收剂为YC药剂，其分子量小、碳链短、粘度低。一般来说，烃油16个碳已达到捕收能力和弥散性能的高点，如果再延长碳链，虽然捕收能力增强了，但弥散性能却差了。为了解决捕收能力和弥散性能两者矛盾，国外在捕收剂中加入了乳化剂，而国内选钼企业很少添加乳化剂。

煤油、柴油皆为大宗产品，价格相对低廉，也容易购买。适合作选钼捕收剂的烃油并非煤油、柴油，而是经过乳化的、碳链长度较长的烃油。经过乳化后的烃油就变为非标产品，且与煤油、柴油相比，其价格相对昂贵，使用其势必增加药剂成本，这就是国内选钼捕收剂难以突破的主要原因。

3 JY18选钼捕收剂

JY18是一种新型的烃油类选钼捕收剂，该捕收剂粘度为6.20～6.40 mm/s，相对分子量320。YC药剂粘度为3.3 mm/s，相对分子量220。JY18碳链长度约为22左右(YCa药剂碳链长度约为16)，此捕收剂碳链长度与美国克莱麦克斯所使用的蒸汽油相当，粘度介于YC药剂与蒸汽油之间。鉴于其结构特点，JY18药剂的捕收能力应优于YC药剂。

4 室内试验及结果讨论

4.1 尾矿中的金属分布情况

为了抓住主要矛盾，我们对室内试验尾矿、百花岭选矿厂生产现场粗尾进行了筛析，意在凸显辉钼矿金属损失的粒度区间。室内试验尾矿、选厂粗尾筛析结果分别见表1、表2。

表1 室内试验尾矿筛析结果

表2 选厂粗尾筛析结果

从表1、表2的尾矿筛析结果得知，无论是现场还是室内试验，-0.037 4 mm粒级都是钼金属损失的重点。提高选钼回收率，关键是提高对-0.037 4 mm粒级辉钼矿的捕收能力。

4.2 室内试验方案设计

尾矿的筛析结果表明，钼金属损失的主要粒级在-0.037 4 mm，因此，提高选钼粗选回收率突破口就是寻找一种新型捕收剂，能够提高对-0.037 4 mm以下粒级辉钼矿的捕收能力。

为了直观的从试验结果中看到捕收剂对-0.037 4 mm粒级辉钼矿的捕收能力或效果，试验采用了配制原矿+短流程(一粗一精)的试验方式进行筛选试验，筛选试验成功后再用生产现场代表性原矿+传统流程(一粗一精二扫)进行验证试验，验证试验成功后再进行条件试验和闭路试验。

原矿配制过程：将1 kg百花岭选矿厂粗精脱药后，将-0.037 4 mm粒级的筛出，化验品位。按设计的品位，加入至不同脉石的尾矿中，配成“原矿”。同理，再仿照真实原矿中+0.037 4 mm和-0.037 4 mm粒级比例，与不同性质脉石的尾矿配成原矿，用不同的捕收剂进行浮选，比较效果。

这种浮选试验设计，一是突出了重点，二是减少了其他因素干扰，三是易找到药剂的薄弱环节，对药剂进行优化，四是减少试验工作量，降低了试验费用。

4.3 -0.037 4 mm粒级浮选效果试验

条件：安山玢岩选矿试验尾矿500 g，-0.037 4 mm现场粗精3 g，浮选流程见图1，试验结果见表3。

图1 -0.037 4 mm粒级浮选流程

表3 -0.037 4 mm粒级浮选试验结果

表3试验结果表明， JY18对-0.037 4 mm粒级的辉钼矿的捕收能力明显高于YC药剂，回收率高出2.15个百分点。

4.4 +0.037 4 mm粒级浮选效果试验

条件：安山玢岩选矿试验尾矿500 g，+0.037 4 mm粒级现场粗精3 g，浮选流程见图1、试验结果见表4。

表4 +0.037 4 mm粒级浮选试验结果

表4试验结果表明，JY18捕收剂对+0.037 4 mm粒级辉钼矿的捕收能力仍比YC药剂好，回收率高出2.30个百分点。精矿品位低于YC药剂，是因为JY18捕收能力强，将大量的贫连生体捕收上来所致。

4.5 混合粒级粗精选浮选效果试验

将百花岭选矿厂的粗精进行筛析，其粒级分布情况见表5。

表5 百花岭选矿厂粗精筛析结果

表5粗精筛析结果表明，其粒级分布为+0.037 4 mm和-0.037 4 mm辉钼矿比例约为3∶1，故混合粗精+0.037 4 mm和-0.037 4 mm按3∶1比例进行配置。

条件：安山玢岩选矿试验尾矿500 g，+0.037 4 mm粒级现场粗精3 g，-0.037 4 mm粒级现场粗精1 g，浮选流程见图1，试验结果见表6。

表6 混合粗精浮选试验结果

表6试验结果表明，JY18捕收剂对混合辉钼矿的捕收能力同样优于YC药剂，在精矿品位相当的情况下，回收率提高4.06个百分点。

4.6 现场流程模拟试验

试验矿样采自百花岭选矿厂球磨给矿皮带，原矿品位约0.12%，经破碎至-2 mm以备用。

试验流程见图2，试验结果见表7，尾矿筛析结果见表8，粗精杂质含量见表9。

图2 现场流程验证试验流程

从表7可见，JY18新型捕收剂浮选辉钼矿效果非常好。在粗精品位相当的情况下，提高回收率约4个百分点。

表7 浮选试验结果

从表8尾矿筛析结果可以看出，JY18新药剂与YC药剂相比，在各个粒级尾矿中钼的含量均低于YC药剂，这说明JY18新药剂的捕收效果优于YC药剂。

表8 现场流程验证试验尾矿筛析结果

由表9结果可见：YC和JY18所选粗精，铜、铅含量相当，碳含量还略低。

表9 粗精中杂质含量化验结果

4.7 闭路试验

闭路试验流程如图3，原矿采用安山玢岩1 kg，捕收剂用量100 g/t，起泡剂用量80 g/t，药剂加在球磨机中，试验结果见表10。

图3 闭路试验流程

由表10闭路试验结果可见：JY18精矿品位低于YC药剂约1.5个百分点，JY18选钼回收率高出YC药剂4.05个百分点。

表10 闭路试验结果 %

5 结 论

(1)JY18作为一种新型的烃油类捕收剂，同YC药剂相比，在粘度、分子量、碳链长度大幅度提升的情况下，矿浆中的弥散性能并不降低。

(2)JY18新型选钼捕收剂，对金堆城钼矿石有很好的捕收性能，优势明显。

(3)JY18的闭路试验表明：和YC药剂相比，提高选钼回收率4.05个百分点。

(4)新型捕收剂JY18同YC药剂相比，所选粗精中铜、铅、碳等杂质含量相当。

(5)粗尾筛析结果表明：新型捕收剂JY18对各个粒级辉钼矿的捕收效果均优于YC药剂。