工艺矿物学在黑龙江某低品位铜钼矿中的应用.pdf

40doi:10.3969/j.issn.1671-9492.2024.04.004工艺矿物学在黑龙江某低品位铜钼矿中的应用有色金属（选矿部分）2024年第4期叶洪艳1，陈荣健1,马智勇1,杨晓峰（1.伊春鹿鸣矿业有限公司，黑龙江伊春152 50 0；2.黑龙江科技大学，哈尔滨150 0 2 6）摘要：黑龙江某低品位铜钼矿平均含Mo0.026%，含Cu0.015%，属低品位矿。由于矿石含钼、铜较低，为降低选矿成本，有效回收有价金属，对矿石进行详细的工艺矿物学研究。研究发现，主要金属硫化矿有辉钼矿、黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿等，主要脉石矿物有钾长石、斜长石、石英等。辉钼矿主体嵌布粒度在0.0 1 0.5mm，约49.44%，属于微细粒级-细粒级嵌布。黄铜矿主体嵌布粒度在0.0 2 0.2 5mm，多属于微细粒-细粒级嵌布。此外辉钼矿与黄铜矿彼此共生关系密切、黄铜矿可浮性好，造成铜钼分离困难。根据工艺矿物学研究结果，建议采用“快浮十粗选”工艺流程，钼精选强化对黄铜矿的抑制，并增加精扫选作业，有效降低了钼精矿中铜的含量，且实现了铜的综合利用。关键词：低品位；工艺矿物学；赋存状态；嵌布粒度中图分类号：TD912Application on Process Mineralogy of a Low-grade Copper-Molybdenum Ore in HeilongjiangYE Hongyan,CHEN Rongjian,MA Zhiyong,YANG Xiaofeng?(1.Yichun Luming Mining Co.,Ltd.,Yichun 152500,China;2.Heilongjiang University of Science and Technology,Harbin 150026,China)Abstract:A low-grade copper-molybdenum ore in Heilongjiang contains on average 0.026%Mo and0.015%Cu,belonging to low grade ore.In order to reduce the cost of mineral processing and effectivelyrecover valuable metals,detailed process mineralogy study was carried out.Research found that metalsulfide minerals in the ore are molybdenite,chalcopyrite,pyrite and pyrrhotite,gangue minerals aremainly potassium feldspar,plagioclase and quartz.The main disseminated particle size of molybdenite isbetween 0.01-0.5 mm,about 49.44%belongs to micro-fine or fine grains.Main disseminated grain size ofchalcopyrite is between 0.02-0.25 mm and belongs to micro-fine or fine grains.Molybdenite andchalcopyrite are closely related to each other,and chalcopyrite has good floatability,making separation ofcopper and molybdenum difficult.According to the research results of the process mineralogy,it issuggested to use fast floating and roughing flowsheet,strengthening inhibition of chalcopyrite bymolybdenum cleaning,and increasing the scavenging stages,to reduce the content of copper inmolybdenum concentrate,and to realize a comprehensive recovery of copper.Key words:low-gradeore;process mineralogy;occurrence state;dissemination size中国是全球钼矿第一大生产国11。2 0 2 2 年1一9月国内钼精矿产量18.4万t，同比增长9.36%。2 0 2 2 年前11个月，钼精矿均价为2 7 52 元/t度，同比上涨35.77%，特别是在11月，价格达到32 58 元/t度 2 7。2022年中国铜市场波动幅度较大，年内最高价75680元/t，最低价552 0 0 元/t，高低价差高达20480元/t。2 0 2 2 年1一8 月中国铜精矿产量为123.2万t金属，同比增长6.8%3。文献标志码：A文章编号：16 7 1-9492(2 0 2 4)0 4-0 0 40-0 9的有效利用巫待解决 4-5。合理开发低品位矿石要先掌握矿石的结构与构造、有价矿物嵌布粒度、赋存状态、主要脉石矿物的基本特征，这样不但能为选矿厂设计提供重要依据，还能有效控制选矿成本 6-8 。本次工艺矿物学研究所用矿样来自于黑龙江省，研究成果可为选矿工艺试验、选矿厂设计提供技术依据。随着钼、铜精矿市场价格的不断提升，低品位矿收稿日期：2 0 2 3-0 2-0 4作者简介：叶洪艳（198 0 一），女，黑龙江哈尔滨人，学士，工程师，主要从事选矿工艺研究及科研项目管理工作。通信作者：杨晓峰（198 2 一），男，黑龙江哈尔滨人，博士，副教授，硕士生导师，主要从事为金属矿选矿工艺与理论研究。2024年第4期1矿石的化学成分1.1原矿光谱、多元素分析原矿光谱半定量分析结果见表1，多元素分析结Table 1Spectral semi-quantitative analysis of the ore组分SiO2含量75.6组分Mo含量0.26组分Ce含量0.03组分Ni含量0.001Table 2Analysis results of chemical multi-element of the ore组分Mo含量0.026组分SiO2含量73.28组分WO3含量0.00171.2原矿矿物组成分析矿石矿物组成及相对含量统计见表3。由表3矿物名称黄铜矿含量0.20矿物名称二氧化硅含量45.111.3原矿钼、铜物相分析原矿钼物相分析结果见表4，铜物相分析结果见表5。从表4中可以看出，矿石中的钼主要以辉钼矿Table 4Results of molybdenum phase analysis of the ore钼相别辉钼矿含量0.0253分配率97.33铜相别含量分配率2矿石的结构与构造2.1矿石结构矿石经制片进行显微镜下观察，主要的结构有：叶洪艳等：工艺矿物学在黑龙江某低品位铜钼矿中的应用表1原矿光谱半定量分析结果Al2O3Fe2O311.53.1CuS0.0172.03LaNb0.020.01PPb0.5.0.01表2 原矿多元素分析结果CuFe2O30.0153.88Al2O3K011.504.86CoRe7.90.28表3矿物组成及相对含量Table3Mineral composition and retalive content辉钼矿值应结合后续研究再定。表4原矿钼物相分析结果华钼钨钙矿0.00020.00030.731.33表5原矿铜物相分析结果Table 5Results of copper phase analysis of the ore黄铜矿0.01386.6641果见表2。从表1、2 中可以看出原矿含Mo0.026%，含Cu0.015%，属低品位矿。其他矿物无回收价值，脉石矿物以SiO,为主，毒砂等有害物质含量较低。/%CaoMgO1.31.4TiO2As0.010.02NdRb0.010.1SnSr0.0050.02SP2Os0.510.11Na20TiO22.200.46AuAg0.11可知，矿石中硫化物约占1.18%，脉石矿物主要为二氧化硅、钾长石、斜长石，其他类型的矿物含量少。/%黄铁矿磁黄铁矿0.040.74钾长石斜长石30.4221.23形式赋存在矿物当中，其他含钼矿物含量较低，有利于钼的回收。表5列出了铜的物相分析结果，矿石中的铜以黄铜矿形式存在，含量较低，是否有回收价/%钼酸铅总银0.00020.0260.60100.0/%斑铜矿其他铜0.0010.0016.676.67板片状-显微鳞片状结构：矿石矿物和脉石矿物黑云母主要的结构，辉钼矿主要呈板片状-显微鳞片状，粒度大小不一，见图1。花岗结构：脉石矿物主要的结构，主要由石英、Na202.1Ba.0.62Sc0.001Zn0.04Cao1.34As0.0026Bi0.20K204.8Ga0.01W0.002Mn0.2/%Mgo1.46Pb0.001 4一0.20合计97.94总铜0.015100.042有色金属（选矿部分）包含结构：少见的结构之一，部分黄铁矿中包含黄铜矿，钾长石中包含绢云母，构成包含结构，见图4、5。Mo2024年第4期Ccp100 um图1片状和显微鳞片状的辉钼矿Fig.1Flake and mic-flake molybdenite钾长石、斜长石彼此紧密连生构成，钾长石、石英自形程度差，为它形粒状，斜长石为半自形板状，构成此结构,见图2。200umPy一黄铁矿;Ccp一黄铜矿。图4黄铁矿中包裹细粒黄铜矿Fig.4Pyrite encapsulating of fine-grainedchalcopyriteQtzKfs200mQtz一石英;Kfs一钾长石。图2 石英和钾长石连生构成花岗结构Fig.2 Quartz and potash feldspar attachment ofgranitic texture它形粒状结构：次要的结构之一，矿石中的金属矿物黄铁矿、黄铜矿，脉石矿物石英、钾长石均为它形粒状，星散浸染或星点分布，构成此结构，见图3。Py一黄铁矿；Ccp一黄铜矿。图3它形粒状黄铁矿和黄铜矿星散分布Fig.3Allotriomorphic granular pyrite andchalcopyrite200mKfs一钾长石;Ser一绢云母。图5钾长石中包裹绢云母Fig.5Potash feldspar encapsulating of sericite2.2矿石构造矿石主要呈灰黑色，灰色，矿物集合体之间多呈无序分布，构成块状构造；黄铁矿呈星散分布，构成星散浸染状构造。3矿石矿物的嵌布特征3.1主要金属矿物辉钼矿：主要的矿石矿物，含量约0.2 0%，呈片状-显微鳞片状，主要与黑云母、石英、黄铁矿、钾Ccp长石等连生，部分包裹在石英、黑云母和钾长石中，100um嵌布粒度主要在0.0 10.5mm，约15%属于微细粒级嵌布，38.4%属于细粒级嵌布，其余属于中粗粒嵌布，微细粒部分需要细磨才能与脉石矿物相互解离，见图6 14，辉钼矿嵌布粒度分布曲线见图15。2024年第4期叶洪艳等：工艺矿物学在黑龙江某低品位铜钼矿中的应用43MoMoBtPl100mMo一辉钼矿；Bt一黑云母；PI一斜长石。图6 辉钼矿和黑云母简单连生Fig.6Molybdenite and biotite simple intergrowthKfs图10辉钼矿包裹在钾长石中Fig.10Potash feldspar encapsulating ofmolybdenite200um250F200150/sdoKQtz100100um50图7 辉钼矿包裹在石英中Fig.7Molybdenite encapsulating of quartz图8 辉钼矿包裹在黑云母中Fig.8Biotite encapsulating of molybdenite图辉钼矿和黄铁矿简单连生Fig.9Molybdenite and pyrite simple intergrowthNaA1Si00.51.01.52.02.53.03.54.04.5E/keV图11和辉钼矿连生的钾长石的能谱图Fig.11Energy spectrum of potassium feldsparBtassociated with molybdenite140Mo120100100mAe/sdo60fao40200Mo图12和辉钼矿连生的黑云母的能谱图Fig.12Energy spectrum of biotite associatedwith molybdenite200mK80AMgSi12Ca34E/keVFe567844有色金属（选矿部分）2024年第4期1Mapdata2517MAG:334xHV:20kVWD:8.9mm注：亮黄绿色为辉钼矿，粉红色为斜长石，浅蓝色为钾长石，深蓝色为石英，紫色为黄铁矿。图13辉钼矿与脉石矿物之间的嵌布关系Fig.13Dissemination relationship between molybdenite and gangue mineralsFeKNaPAISi070 umMo-LAS-KAFe-KAK-KANa-KAP-KAO-KAAI-KSi-K图14辉钼矿与脉石的元素分布图Fig.14Element distribution diagram of molybdenite and gangue70umA.314HY2024年第4期100粒级含量累积含量80%/喜号60含40200.90100图15辉钼矿嵌布粒度分布曲线Fig.15Molybdenite disseminated particle sizedistribution curve黄铜矿：少量的矿石矿物，呈它形粒状，星点状分布，与辉钼矿、磁黄铁矿、斜长石、黑云母连生，少数包裹在黄铁矿中，主体粒度在0.0 2 0.2 5mm，见图16、17。叶洪艳等：工艺矿物学在黑龙江某低品位铜钼矿中的应用22.19.616.34.560:010045PKfs18.26.49.76.45.9LOOSOOOT0LO0粒度范围/mmST001O00:0020OS05000200um图18它形粒状黄铁矿和钾长石连生Fig.18Allotriomorphic granular pyrite associatedwith potash feldsparPl200umPy一黄铁矿;Pt一金红石。CcpDI一斜长石;Ccp一黄铜矿。图16黄铜矿包裹在斜长石中Fig.16Plagioclase encapsulating of chalcopyriteCcp图19黄铁矿和金红石连生Fig.19Allotriomorphic granular pyrite200umassociated with rutile3.2主要非金属矿物钾长石、斜长石：主要的脉石矿物，斜长石晶形多呈半自形板柱状、它形粒状，钾长石呈它形粒状，斜长石自形程度较钾长石更高，两者相互连生或与石英连生，构成典型的花岗结构，为主要的造岩矿物，由于蚀变作用，长石多开始蚀变为绢云母、高岭石等黏土矿物，主体嵌布粒度在0.0 5 0.6 mm，见图2 0。100mCcp一黄铜矿;Po一磁黄铁矿。图17 黄黄铜矿和磁黄铁矿简单连生Fig.17Chalcopyrite and pyrrhotite simple intergrowth黄铁矿：少量的硫化物，呈它形粒状，星散浸染或星点浸染分布，与辉钼矿、钾长石、金红石连生，少数黄铁矿中包裹黄铜矿，黄铁矿主体粒度在0.0 2 0.5 mm,见图18、19。Kfs200um图2 0斜长石半包裹在钾长石中Fig.20Potash feldspar half wrapped in plagioclase46石英：主要的脉石矿物之一，呈它形粒状，颗粒之间彼此紧密镶嵌，也与钾长石、斜长石彼此紧密镶嵌连生，主要的造岩矿物之一，粒度在0.0 2 0.6 mm，见图2 1。QtzQtz一石英；Chl一绿呢石;PI一斜长石。图2 1绿泥石和石英、斜长石连生Fig.21 Chlorite associated with quartz andplagioclase4浮选工艺流程试验4.1探索性试验工艺矿物学研究发现，矿石中铜、钼含量较低，脉石矿物主要为石英、长石等硅酸盐矿物，宜采用浮选工艺对辉钼矿进行回收，铜的回收效果暂时无法确定，此外由于黄铜矿与辉钼矿共生关系比较密切，可能会造成钼精矿中含铜高。辉钼矿主体嵌布粒度为0.0 1 0.5mm，其中53%左右属微细粒-细粒嵌磨矿流程Mo钼精矿0.32一段磨矿-0.0 7 4mm占58%钼中矿二段磨矿-0.0 7 4mm占8 5%尾矿原矿精矿一段磨矿钼中矿-0.074 mm占 8 5%尾矿原矿为降低钼精矿中铜的含量，考虑到矿石中辉钼矿可浮性好、富集比高，采用快浮十粗选的工艺流程可能效果更佳。试验流程见图2 3，试验结果见表7。从表7 中可以看出，“快浮十粗选”流程钼累积回收率为8 4.7 6%，铜的累积回收率为35.2 0%，说有色金属（选矿部分）布。为防止过磨且遵循“能收早收、能抛早抛”的原则，建议采用阶段性磨矿，阶段性选矿的工艺流程 1-12 。探索性流程见图2 2,试验结果见表6。从表6 中探索性试验结果中可以看出，二段磨矿流程钼精矿品位、累积回收率均比一段磨矿高，对于低品位矿，这将有利于后续精矿品位的提升，且能有效降低磨矿成本。但从结果中同样发现，由于二段磨矿后药剂浓度下降，钼精选中金属量损失比较Chl严重。此外，在采用煤油作为捕收剂的情况下，钼精矿中含铜较高，铜的累积回收率达56.50%，说明黄Pl铜矿可浮性极好，亦与黄铜矿与辉钼矿共生关系密切有关，对提高钼精矿品级不利。200 um原矿一段磨矿2*煤油、302*松醇油2 0钼粗选5尾矿钼精矿图2 2探索性试验工艺流程Fig.22Flowsheet of exploration tests表6 探索性试验结果Table 6Exploration experiment result品位产品名称产率0.9798.71100.00.470.9198.62100.02024年第4期药剂用量单位：g/搅拌、浮选时间单位：min下同二段磨矿钼精选2回收率CuMo(个别)Mo(累积)Cu(个别)5.0001.4770.5230.3860.0050.0070.0260.0153.6100.9920.3910.3140.0070.0080.0260.015明该工艺能有效降低钼精矿中铜的含量，有利于后续精选提高钼精矿品质。但由于磨矿细度较粗，快浮精矿含铜较高，钼精选作业前仍需进行二段磨矿。此外由于黄铜矿可浮性较好，在钼精选阶段需注意强化对含铜矿物的抑制。中矿Cu(累积)61.5261.5219.5081.0218.98100.0100.065.2513.6926.06100.0/%31.5131.5124.9956.5043.50100.0100.065.2531.1078.9419.04100.049.86100.031.1050.14100.02024年第4期叶洪艳等：工艺矿物学在黑龙江某低品位铜钼矿中的应用原矿一段磨矿-0.0 7 4mm占58%2*煤油102*松醇油10钼快浮1快浮精矿472*煤油2 02*松醇油10钼粗选4钼精矿图2 3钼快浮十钼粗选工艺流程Fig.23Flowsheet of fast floating and roughing tests表7快浮十粗选试验结果Table7Results of Fast floating and roughing tests品位产品名称产率快浮精矿0.10钼精矿1.25尾矿98.65原矿100.04.2最终推荐流程结合工艺矿物学和探索性试验结果，针对该低-0.074mm占58%2*煤油102*松醇油10钼快浮1尾矿MoCu9.4021.9321.0110.2680.0040.0100.0260.015原矿一段磨矿/%回收率Mo(个别)Mo(累积)36.1936.1948.5784.7615.24100.0100.0品位矿石的最终推荐流程如图2 4所示，钼精选中矿依次返回至上一段工序。2*煤油2 02*松醇油10粗选4Cu(个别)12.8822.3264.80100.0Cu(累积)12.8835.20100.0钼扫选I二段磨矿2*煤油102*松醇油10钼精选122*硫基乙酸钠120多次钥精选2-0.074mm占8 5%钼精扫选22钼扫选2尾矿钼精矿中矿（选铜原矿）图2 4推荐工艺流程Fig.24Recommended flowsheet of the ore processing485结论1)原矿含Mo0.026%，Cu 0.0 15%，属低品位矿，伴生的其他矿物无回收价值，脉石矿物主要为石英、长石等硅酸盐矿物；2)矿石中钼主要以辉钼矿赋存在矿石中，占总量的97.33%，有利于钼的回收。矿石中的铜主要以黄铜矿为主，占总量的8 6.6 6%；3）辉钼矿嵌布粒度在0.0 1 0.5mm，约54%属于微细粒-细粒级嵌布，与黄铜矿共生关系密切。黄铜矿主体粒度在0.0 2 0.2 5mm，可浮性极好，对提高钼精矿品质不利；4)结合工艺矿物学研究和探索性试验结果，建议采用图2 6 所示工艺流程。在钼精选阶段增加了精扫选作业，实现了回收辉钼矿的同时，黄铜矿也得到了综合利用。参考文献1张文，徐秋生，我国钼资源开发现状与发展趋势 J矿业快报，2 0 0 6(9)：1-4.ZHANG Wenzheng,XU Qiusheng.Present situation ofmolybdenum resource development of China anddevelopment trendJJ.Modern Mining,2006(9):1-4.22022年中国行业产业链上中下游市场分析 R.2022.https:/ of the upstream,midstream and downstreammarkets of Chinas molybdenum industry chain in 2022R.2022.https:/seccw,com/Document/detail/id/15973.html.3工业和信息化部：2 0 2 2 年上半年铜行业运行情况 R.2022.https:/ of Industry and Information Technology.Copper industry performance in the first half of 2022R.2022.https:/ 793d961667f.html.4马英强，张书超，吴双桥，等.福建某低品位铜钼矿工艺矿物学研究 J.福州大学学报（自然科学版），2 0 18（5）：739-742.MA Yingqiang,ZHANG Shuchao,WU Shuangqiao.Process mineralogy research on the low grade copper-molybdenum ore in Fujian province J.Journal ofFuzhou University(Natural Science Edition),2018(5):739-742.5张亮，杨卉芃，冯安生.全球钼矿资源现状及市场分析 J.矿产综合用，2 0 19（3）：11-16.有色金属（选矿部分）ZHANG Liang,YANG Huipeng,FENG Ansheng.Study on general situation and analysis of supply anddemand of global molybdenum resourceJ.MultipurposeUtilization of Mineral Resources,2019(3):11-16.6高雪婷，杜新路，贾仰武.金堆城钼业公司三十亩地选矿厂粗选工艺改造实践 J.中国钼业，2 0 0 5（3）：2 4-2 6.GAO Xueting,DU Xinlu,JIA Yangwu.The technologytransformation of primary separation and production inSanshimudi concentrator J.China MolybdenumIndustry,2005(3):24-26.7袁明华，周全雄.云南某钼矿工艺矿物学研究.有色金属（选矿部分）,2 0 12(2)：7-8，14.YUAN Minghua,ZHOU Quanxiong.Study on processmineralogy of a molybdenum ore in Yunnan JNonferrous Metals（M i n e r a l Pr o c e s s i n g Se c t i o n),2012(2):7-8,14.8于宏东，金建文.秘鲁某斑岩型含砷铜钼矿工艺矿物学研究 J.矿冶，2 0 12（1）：91-94.YU Hongdong,JIN Jianwen.Process mineralogy of aporphyry copper-molybdenum ore containing arsenic inPeruJJ.Mining and Metallurgy,2012(1):91-94.9杨晓峰，刘瑶瑶，邹洪顺达，等.黑龙江省某斑岩型铜钼矿的选矿实验研究J.黑龙江科技大学学报，2 0 2 1（4）：422-427.YANG Xiaofeng,LIU Yaoyao,ZOU-HONG Shunda,et al.Current status and progress of flotation research oncopper-molybdenum ore J.Journal of HeilongjiangUniversity of Science and Technology,2021(4):422-427.10罗文.黑龙江某斑岩型铜钼矿浮选综合回收试验研究 D.武汉：武汉理工大学，2 0 18.LUO Wen.Experimental study on comprehensiveflotation recovery of a porphyry copper-molybdenumore in HeilongjiangD.Wuhan:Wuhan University ofTechnology,2018.11张宝元.铜钼矿石的浮选及铜钼分离工艺 J.化工技术与开发，2 0 10,39（5）：36-38.ZHANG Baoyuan,Review on flotation and separation ofcopper and molybdenum ores J.Technology&.Development of Chemical Industry,2010,39(5):36-38.12周雄，曾令熙，赵开乐.云南香格里拉铜钼多金属矿工艺矿物学研究.矿物学报，2 0 1939（5）：6 0 9-6 14.ZHOU Xiong,ZENG Lingxi,ZHAO Kaile.Study onechnological mineralogy of Shangri-La copper-molybdenumpolymetallic ores,Yunnan province,China JJ.ActaMineralogica Sinica,2019,39(5):609-614.（本文编辑汪东芳）2024年第4期