辉钼矿工艺矿物学特征与选矿指标关系研究.pdf

2 0 1 5 年第4 期有色金晨 选矿部分 ．1 。 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s a ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 5 ．0 4 ．0 0 1 辉钼矿工艺矿物学特征与选矿指标关系研究 乔江晖1 ，李翠芬2 ，李荣改2 ，宋翔宇2 1 ．中国国土资源经济研究院，北京1 0 1 1 4 9 ；2 ．河南省岩石矿物测试中心，郑州4 5 0 0 1 2 插 要在选矿试验研究的基础上，结合对蚀变岩、花岗岩及石英脉等类型辉钼矿的工艺矿物学特征考察，分析了矿石类 型、嵌布特征和矿粒粒度等与其选矿指标的关系。研究表明，辉钼矿的选矿指标与其矿粒粒度关系密切，随着辉钼矿矿粒面 积累计含量的增加，其选矿指标提高明显。本研究的开展，将为全面开展典型矿产资源工艺矿物学特征调查。运用现代测试 分析技术 如M L A 等 ，快速分析矿物嵌布粒度、分布状态等矿石特征，研究总结其与选矿工艺指标关系，建立矿产资源节约 与综合利用评价指标体系，实现矿产资源合理开发利用评价。为促进矿产资源节约与综合利用管理奠定基础。 关■词嵌布特征；选矿指标；节约与综合利用；现代测试分析 中圈分类号T D g l 2 ；2 1 3 9 5 4 文献标志码A 文章编号1 6 7 1 - ．9 4 9 2 2 0 1 5 0 4 - 0 0 0 1 - 0 4 R e s e a r c ho nR e l a t i o n sB e t w e e nM o l y b d e n i t eM i n e r a l o g i c a lC h a r a c t e r i s t i c sa n dM i n e r a l P r o c e s sI n d i c e s Q ，A D 肋n g h u i ’，1 2C u i f e n 2 ，1 2R o n g g a i 2 ，S O N GX i a n g y u 2 J ．C h i n e s eA c a d e m yo f L a n da n dR e s o u r c eE c o n o m i c s ， 咖l g1 0 1 1 4 9 ，C h i n a ； 2 ．R o c ka n dM i n e r a lT e s t i n gC e n t e ro fH e n a nP r o v i n c e ，Z h e n s z h o u4 5 0 0 1 2 ，C h i n a A b s t r a c t O nt h eb a s i so fe x p e r i m e n t a lr e s e a r c ho no r ed r e s s i n g ，c o m b i n e dw i t ht h ep r o c e s sm i n e r a l o g y c h a r a c t e r i s t i c so fm o l y b d e n i t ei n v e s t i g a t i o n ，s u c ha sa l t e r e dr o c k s ，g r a n i t ea n dq u a r t zv e i n st y p e ，a n a l y z e st h e r e l a t i o n s h i pb e t w e e nc h a r a c t e r i s t i c so fo r et y p e ，d i s s e m i n a t i o nc h a r a c t e r i s t i c s ，a n dp a r t i c l e s i z ea n di t si n d i c e so f m i n e r a ld r e s s i n g ．S t u d i e sh a v es h o w nt h a tt h ei n d e xo fm o l y b d e n i t ea n di t sp a r t i c l es i z ei sc l o s e l yr e l a t e d ，w i t ht h e i n c r e a s i n go ft h em o l y b d e n i t et o t a lp a r t i c l ea i e , a ，t h ei n d i c e so fm i n e r a ld r e s s i n gi m p r o v e ds i g n i f i c a n t l y ．E x p a n dt h i s s t u d yw i l lC L r l yo u tt h ei n v e s t i g a t i o no ft y p i c a lm i n e r a lr e s o u r c e sp r o c e s sm i n e r a l o g yc h a r a c t e r i s t i c sc o m p r e h e n s i v e l y ， u s i n gt h em o d e mt e s ta n da n a l y s i st e c h n i q u e s s u c ha sM L A ，e t c ． ，a n a l y z i n gt h ec h a r a c t e r i s t i c so fm i n e r a lo r e s r a p i d l y 。s u c h 鹪d i s s e m i n a t i o nc h a r a c t e r i s t i c sa n dp a r t i c l e s i z ee t e ．t or e s e a r c ha n ds u n l m a r i g et h er e l a t i o n s h i po f p r o c e s sm i n e r a l o g yc h a r a c t e r i s t i c sa n dt h ei n d i c e so fm i n e r a lp r o c e s s i n g ，l a yt h ef o u n d a t i o nf o rt h ee s t a b l i s h m e n to f m i n e r a lr 咖u r c e ss a v i n ga n dc o m p r e h e n s i v eu t i l i z a t i o no ft h ee v a l u a t i o ni n d e xs y s t e m ．a c h i e v i n gt h er a t i o n a l e x p l o i t a t i o n a n du t i l i z a t i o no fm i n e r a lr e B o u r c e s e v a l u a t i o n ，p r o m o t i n g m i n e r a lr e s o u r c ec o n s e r v a t i o na n d c o m p r e h e n s i v eu t i l i z a t i o nm a n a g e m e n t ． K e yw o r d s d i s s e m i n a t i o nc h a r a c t e r i s t i c s ；m i n e r a lp r o c e s si n d i c e s ；s a v i n ga n dc o m p r e h e n s i v eu t i l i z a t i o n ； m o d e mt e s t i n ga n a l y s i s 截至2 0 1 3 年，世界钼资源储量为11 0 0 万t ，主 要分布在中国、美国、智利、秘鲁、俄罗斯和加拿大等 六国，约占世界总储量的9 2 ．9 ％，其中中国约占 3 9 ．0 9 ％；世界钼矿山开采量约2 ．7 亿t ，中国约占 柏．7 4 ％[ 1 】。我国钼矿探明储量虽多，但其品位与世 界主要钼资源国美国和智利相比，显著偏低，多属低 品位矿床‘引。钼矿床主要有斑岩、斑岩矽卡岩、矽 卡岩、碳酸盐脉、石英脉、沉积岩、伟晶岩等类型‘”。 自然界中已知的钼矿物及含钼矿物约有3 0 多种，具 有工业价值的是辉钼矿，占开采总量的9 8 ％以 上‘4 引。 当前，随着辉钼矿选矿的技术进步、生产规模 作皇t l 者i l _ D I 介I 2 乔0 ；；莪0 4 1 9 8 1 警鬻暑蓄磐；貂程师，主要从事矿产资源综合利用相关工作。作者■介乔江晖- ，男，河南清丰人，工程师，主要从事矿产资源综合利用相关工作。 万方数据 2 有色金属 选矿部分2 0 1 5 年第4 期 化、设备大型化、过程自动化及管理信息化，其精矿 质量不断提高，共伴生铜钨硫铁铼等资源得到合理 利用，综合利用水平和效率显著提升“ 。1 1 | 。影响辉 钼矿选矿效果的因素主要有选矿装备水平、技术与 工艺水平以及信息自动化水平等方面。辉钼矿的选 矿工艺主要为浮选，影响其过程的工艺因素主要有 磨矿细度、矿浆浓度、药剂制度、矿浆酸碱度、矿浆温 度和浮选流程等2 | ；矿物嵌布特征和矿粒粒度也是 影响选矿指标的重要因素。测定矿物嵌布粒度的主 要方法有光学显微镜法和图像分析法3 | 。以自动 矿物分析仪 M L A 为代表的图像分析系统，在钼、 铜、铅锌等矿石的工艺矿物学研究中得到推广应用， 实现了矿物的快速定量分析与自动分析4 。1 。 本文采用单因素试验法，在中性油浮选体系试 验的基础上，针对不同辉钼矿的工艺矿物学特征，探 讨了矿石类型与选矿指标的关系，研究了辉钼矿原 表1 T a b l e1 矿粒度、嵌布特征、矿粒粒度与选矿浮选指标的内在 联系。为全面开展典型矿产资源工艺矿物学特征调 查，运用现代测试分析技术 如M L A 等 ，快速分析 矿物嵌布特征等矿石性质，研究总结其与选矿工艺 指标关系，借助技术经济等方法，建立矿产资源节约 与综合利用评价指标体系，实现矿产资源合理开发 利用评价，为促进矿产资源节约与综合利用管理奠 定基础。 1 试样性质及其选矿指标 矿石样品来自新疆、安徽、甘肃和河南等地的6 个矿区。矿石结构主要为鳞片状、聚粒状、包含和碎 裂结构；矿石构造主要为浸染状、断续带状和细脉状 构造。矿石矿物成分及含量、粒度特征和选矿指标 开路 详见表1 、2 及图l 。 矿石矿物成分 O r em i n e r a l sc o m p o s i t i o n 名称矿石矿物成分及含量／％ 歙县邓家坞辉钼矿 D ／W 都兰辉钼矿 D L 哈密东戈壁辉钼矿 D G B 栾川罗村辉钼矿 L C 嵩县八道沟辉钼矿 B D G 嵩县纸房辉钼矿 Z F 石英3 5 ，斜长石2 3 ，绢 白 云母1 5 ，方解石l O ，钾长石9 ，黑云母4 ，绿泥石2 ，辉钼矿0 ．0 7 8 ，其他少量 石英3 5 ，钾长石3 0 ，斜长石2 0 ，黑云母5 。白 绢 云母4 ，绿泥石2 ，方解石4 ，辉钼矿0 ．0 9 1 ，其他少量 黑云母3 5 ，石英3 2 ，绢 白 云母8 ，钾长石8 ，斜长石7 ，绿泥石3 ，方解石2 ，高岭石2 ，赤铁矿1 ，黄铁矿1 ，透闪石l ， 辉钼矿0 ．1 2 5 ，其他少量 钾长石5 0 ，石英2 8 ，斜长石5 ，黑云母5 ，白云石4 ，赤 褐 铁矿3 ，绢 白 云母2 ，绿泥石 2 ，方解石1 ，辉钼矿 0 ．0 7 5 ，其他少量 钾长石4 5 ，石英2 3 ，斜长石1 8 ，黑云母、绢云母4 ～5 ，黄铁矿6 ，赤铁矿、褐铁矿1 ，磷灰石l ，辉钼矿O ．1 ，其他少量 石英7 8 ，钾长石l O ，黄铁矿3 ．7 ，方解石2 ，重晶石2 ，赤 褐 铁矿2 ，斜长石l ，高岭石O ．5 ，绿泥石0 ．5 ，辉钼矿0 ．0 9 ， 其他少量 表2 T a b l e2 嵌布特征 响，导致晶体的形成过程‘1 8 1 、矿物的结构m 1 等基本 E m b e d d e ds t a t e ／％ 性质不尽相同，从而对浮选效果造成影响。 分布状态D J W D LD G BL C B D GZ F 粒间辉钼矿9 7 ．3 5 9 0 ．0 3 5 5 ．9 59 3 ．9 17 1 ．7 84 3 ．8 l 裂隙辉钼矿2 ．4 3 6 ．5 52 7 ．1 40 ．0 01 1 ．8 8 1 5 ．8 6 I 包裹辉钼矿0 ．2 2 3 ．4 2 1 6 ．9 16 ．0 91 6 ．3 44 0 ．3 3 2 矿石类型与选矿指标关系 研究的矿石工艺类型主要有蚀变岩型、花岗岩 型、热液接触变质型、石英脉型以及碎裂蚀变岩型。 矿床类型均为内生矿床，主要是受岩浆作用、构造活 动和区域地球化学场三个因素的控制口] 。在不同的 成矿环境和物理化学条件下，成矿温度、压力和时间 等外在条件不断变化，以及辉钼矿自身结晶能力影 零 蜷 避 图1 选矿指标 F i g ．1 O r ed r e s s i n gi n d i c e s ∞帅舳加∞如∞∞加加。 万方数据 D L 为含钼黑云二长花岗岩。含钼蚀变花岗岩以及含钼蚀变岩 主要为蚀变岩型 包括含辉钼矿石英脉 ；其次为花岗岩型 D G B 为含霪桑鼋薹荸曼荨耋耋鎏 詈喜辱耋罂i 黎耋冬是戛摹肇耄砉，拿箩黑云 热接触变质型 由于矿石硅化较强，包括石英脉型 斜长角岩，含钼二云钾长角岩及含钼变黑云长石石英砂岩次之 ”攻腮2 腿2 、田o9 “饪儿歌强’巴伯佃兴胁型7 L C 为含钼黑云钾长花岗岩，含钼钾长花岗岩以及含云母斑状钾长花岗岩等钾长花岗岩型 B D G 为多金属矿化石英脉和辉钼矿化石英脉石英脉型 一Z F 塑盒塑硅化壁裂粗面岩、含钼硅化碎裂正长斑岩以及含钼石英脉碎裂蚀变岩型 由于矿石硅化强烈，包括石英脉型 由表3 、图l 可知，在人选品位相差不大的情况 下，石英脉型和碎裂蚀变岩型辉钼矿选矿指标较差， 蚀变岩、蚀变岩和花岗岩混合型辉钼矿选矿指标较 好，随着辉钼矿品位的增加，其回收率随之增长，两 者之间具有一定的正相关关系。 3 钼元素粒度分布与选矿指标关系 粒度是碎散物料的一个很重要的物理量。在选 矿过程中采用的选矿方法、工艺流程及设备选择以 及生产技术经济指标的优劣，在很大程度上与所处 理的物料粒度有关旧J 。本试验使用颚式 辊式方 式进行破碎，样品最大排料粒度为2m m 。粒度分析 是确定物料粒度组成的试验，主要有筛分分析法、水 力沉降分析法和显微镜分析法旧。本研究采用筛 分分析法，结合筛上各粒级品位，绘制的钼元素累计 分布与原矿粒度关系如图2 所示。 誉 蛔 缸 七 嘲S 懈 1 R 职 图2 钼元素累计分布与原矿粒度关系 F i g ．2R e l a t i o n s h i pb e t w e e nM oc u m u l a t i v e d i s t r i b u t i o na n do r ep a r t i c l es i z e 由图1 、2 可知，在7 4 恤m 处，当钼元素累计含量 小于8 2 ％时，随着钼元素累计含量的增加，辉钼矿的 回收率不断增加，精矿品位明显改善；当钼元素累计 含量超过8 2 ％后，由于各矿石可磨性及硬度等物理 性质的影响，以上规律不是太明显。但是，随着钼元 素累计分布的增加，选矿指标整体向好的趋势没有 改变。 4 嵌布特征与选矿指标关系 要实现有用矿物和脉石矿物的有效分离与富 集，有用矿物的单体解离是其首要条件。影响有用 矿物单体解离的因素，除破磨加工过程外，其自身的 嵌布特征也是影响矿物有效单体解离的关键因素。 辉钼矿嵌布特征与选矿指标关系见图1 和表2 。 总体上看，随着包裹辉钼矿含量的增加，其精矿 回收率和精矿品位整体呈下降趋势。但对于东戈壁 辉钼矿有些例外，虽然其裂隙和包裹含量较高，其精 矿回收率和精矿品位却有所上升。可以看出，目的 矿物的被包裹程度对选矿指标有一定的影响，但其 影响并非不可改变。对于一些目的矿物与脉石关系 相对复杂，但目的矿物晶体质量较高的情况下，其选 矿指标可以通过后期的技术加工得到改善。 5 矿粒粒度与选矿指标关系 由于辉钼矿晶体的各向异性决定着辉钼矿的浮 选行为，辉钼矿可浮性的巨大差异与辉钼矿的结晶 构造和面棱比有关陋] 。因此，辉钼矿嵌布特征和矿 粒粒度变化必然对其选矿指标造成影响。显微镜定 量法是测定矿石中各矿物体积的有效方法，主要有 面积法、直线法和计点法等3 种形式旧1 。本次试验 采用直线法进行辉钼矿矿粒粒度统计，矿粒面积累 计含量如图3 所示。 由图1 、3 可知，辉钼矿矿粒面积累计含量与选 矿指标有正相关关系。在一定粒度范围内，随着辉 钼矿矿粒面积累计含量的增加，选矿回收率增长明 显，精矿品位显著提高并趋于稳定，选矿指标整体向 好。 6结论 1 对于不同矿床成因的辉钼矿，由于矿物成岩 万方数据 ．4 ．有色套属 选矿鄯分2 0 1 5 年第4 期 的化学成分、矿物形成时间等因素存在差异，导致辉 钼矿的晶体性质、形态等物理性质存在区别，进而对 辉钼矿选矿效果造成一定影响。 零 盎| 托 器 旧 士 麟 图3 嵌布粒度特征与粒度范围关系 F i g ．3 F e a t u r e sd i s s e m i n a t i o ns i z er e l a t i o n s h i p w i t hp a r t i c l es i z er a n g e 2 辉钼矿粒度的大小对选矿效果起到了决定性 作用。在一定的粒度范围内，随着辉钼矿粒度累计 面积的增加，选矿指标明显变好。 3 辉钼矿嵌布特征的变化对选矿效果同样有一 定影响。随着包裹辉钼矿含量的增加，其选矿指标呈 下降趋势。但在辉钼矿晶体质量较好的情况下，通过 后期选矿工艺的加工，其选矿指标可以明显改善。 4 通过不断完善辉钼矿嵌布特征、矿粒粒度与其 选矿指标关系信息，借助现代测试分析技术 如M L A 等 ，能够实现辉钼矿选矿指标的快速定量预测。 5 选矿指标快速定量预测技术的发展以及综合 利用评价指标体系的建立，将对提高矿产勘查的效 率和效益、矿产资源节约与综合利用等方面具有积 极影响。 参考文献 [ 1 ] U ．S ．G e o l o g i c a lS u r v e y ．M i n e r a lc o m m o d i t ys u m m a r i e s2 0 1 4 [ M ] ．U ．S ．G e o l o g i c a lS u r v e y ，2 0 1 4 1 0 7 ． [ 2 ] 朱训．中国矿情 第二卷 [ M ] ．北京科学出版社， 1 9 9 9 4 0 4 - 4 2 3 ． [ 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hQ u a n t i t a t i v eE v i d e n c e ⋯ [ c ] ／／P r o c e e d i n g so ft h el O t hI n t e r n a t i o n a lC o n g r e s s f o r A p p u e dM i n e r a l o g y I C A M ． S p r i n g e r B e r l i n H e i d e l b e r g ，2 0 1 2 4 1 9 - 4 2 6 ． [ 1 5 ] 梁冬云，邹霓，李波．M L A 自动检测技术在低品位 钼矿石工艺矿物学研究中的应用[ J ] ．中国钼业，2 0 1 0 ， 3 4 1 3 2 - 3 4 ． [ 1 6 ] 方明山，肖仪武，童捷矢．M L A 在铅锌氧化矿物解离 度及粒度测定中的应用[ J ] ．有色金属 选矿部分 ， 2 0 1 2 3 l - 3 ． [ 1 7 ] 张莉莉，梁冬云，李波，等．某铜硫尾矿中钨的工艺 矿物学研究[ J ] ．中国钨业，2 0 1 2 ，2 7 6 5 - 7 ． [ 1 8 ] 陈世悦．矿物岩石学[ M ] ．青岛中国石油大学出版社， 2 0 0 2 1 0 ．1 5 ． [ 1 9 ] 周乐光．工艺矿物学[ M ] ．北京冶金工业出版社，2 0 0 7 9 l - 9 2 ． [ 2 0 ] 选矿手册编辑委员会．选矿手册 第二卷第一分册 [ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 9 1 2 1 8 - 2 3 5 ． [ 2 1 ] 段希祥．碎矿与磨矿[ M ] ．北京冶金工业出版社，2 0 0 6 1 2 - 2 3 ． [ 2 2 ] 马晶，张文钲，李枢本．钼矿选矿[ M ] ．北京冶金工业 出版社。2 0 0 8 1 2 1 4 ． [ 2 3 ] 刘宝兴．矿石学[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 9 4 2 4 2 ． 2 7 2 ． 万方数据