摘要:为解决辉钼矿伴生低品位铜金属难以回收的技术难题，通过理论分析和试验研究，在自主设计实施选铜工艺流程的基础上，采用浮选柱工艺技术，实现了钼精扫尾矿中铜金属高效回收利用。使整个选矿系统工艺技术更加丰富完善，产能结构更加多元合理，并创造了较大的经济效益。
关键词:辉钼矿;铜金属;浮选柱;回收技术
0引言
栾川龙宇钼业小庙岭选矿公司设计原矿处理能力10kt/d[1]，单一选钼，原矿为南泥湖矿区的辉钼矿。经过多年生产和不断优化，工艺技术日趋成熟，钼金属回收率基本稳定在88%以上。近几年随着钼行业发展，多金属回收已成为趋势，特别是辉钼矿伴生铜金属回收已逐步被各企业重视和应用，成为一个重要的效益突破口和增长点。在此背景下，结合现有选钼工艺的生产条件，进行辉钼矿伴生低品位铜金属回收技术研究与应用具有重要意义。
1理论研究分析
1.1钼矿石性质
小庙岭选矿公司钼选矿工艺的原矿为南泥湖矿区开采的矿石，主要金属矿物为辉钼矿、黄铁矿、磁黄铁矿等，其次有黄铜矿、磁铁矿、赤铁矿和少量褐铁矿、闪锌矿、方铅矿等，辉钼矿是钼的二硫化物，为矿床内主要含钼矿物，分布于各类岩石中，其含量微小，分布不均匀[2]。辉钼矿的颜色为纯铅灰色，具有金属光泽[3]。
1.2钼选矿工艺条件
小庙岭选矿公司生产工艺流程为碎矿系统采用三段一闭路流程，磨矿系统采用两个系列一段闭路流程，选矿系统采用一次粗选、四次扫选、三次精选、两次精扫选流程。原矿钼矿石(辉钼矿)中钼品位基本保持在0.08%～0.10%，铜品位为0.010%～0.015%。
1.3理论分析
在国内同行业中，各钼选矿企业的精扫选尾矿中钼品位基本在0.5%～1.0%，一般采用的都是精扫尾矿返回粗选系统或作为中矿返回再磨闭路循环，来减少钼金属流失，提高回收率。小庙岭选矿公司钼精选工艺中两次精扫选后底流矿浆返回粗选工艺，经2015年及2016年生产数据累计分析，钼精扫底流浓度10.0%～13.0%，平均钼含量0.5%～0.9%，铜含量0.4%～0.8%。在此基础上，结合对洛钼集团、金钼集团等企业铜回收工艺考察分析，进行辉钼矿伴生低品位铜金属回收利用研究，从钼精扫底流中实现铜金属回收理论上可行。
2试验研究分析在分析
得出辉钼矿伴生低品位铜金属回收理论可行后，本研究拟采用一次粗选、两次精选的工艺进行选铜闭路试验，探索从钼精扫选底流中进行铜回收工艺生产的可行性。
2.1试验条件
以小庙岭选矿公司浮选车间钼精扫二底流为铜回收试验原矿，在钼精选生产工艺中采用巯基乙酸钠抑制铜金属。选铜试验工艺流程为一次粗选、二次精选的闭路试验，试验设备采用150L搅拌槽和24L-FX机械搅拌式连续浮选机，共3组5槽(粗选2槽，精选一2槽，精选二1槽)，铜回收试验使用药剂主要是石灰、硫酸铜、丁黄药，其中硫酸铜、丁黄药分别配置成5%浓度添加，石灰10%浓度添加。
2.2试验过程及结论
在钼精扫二底流管处开口进行分流，以其作为入选原矿进行铜回收试验，入选矿浆浓度<13%，矿浆流速约为8kg/min，pH为7.5左右。设计试验药剂用量为硫酸铜280g/t，丁黄药180g/t，石灰3000g/t，pH为9～10。试验过程中，因入选矿浆浓度较小，以及加药辅助设施控制精度不高，使得实际药剂用量大于计划药剂量，最终试验数据见表1。
从试验数据和结果来看，对钼精扫二的底流经过一次粗选、二次精选闭路选别，铜精矿品位≥13.2%，铜回收率≥77.25%。钼精矿品位≥11.86%，钼回收率≥64.30%。在保证入选原矿浓度和铜含量合适情况下，适当增加精选和扫选次数，铜精矿品位及回收率将会进一步提高。另外，在试验中药剂单耗较高的问题，在实际生产中可通过浓缩作业提高入选矿浆浓度来解决，根据同行业其他企业选铜经验，入选矿浆浓度大于25%较为合理。
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由试验结果推论，初步认定钼精扫底流中铜的回收指标可达到工业要求，鉴于钼天然可浮选较好，如果在实际生产中，为避免钼对铜回收效果造成负面影响，铜回收工艺前增加选钼、浓缩等作业，铜回收效果将会更佳。
3选铜工艺设计与实施
按照对钼精扫尾矿进行选铜前先进一步选钼操作提取回收钼金属的思路，结合前期对陕西金堆城钼业集团采用浮选柱进行铜回收工艺的考察了解，钼精扫尾矿属于细粒级，且铜含量较低，浮选柱设备自动化程度高，柱体深，柱内矿浆、气泡流动平稳，对减少精选次数、提高精矿品位以及对细粒级的回收十分有利[4]。鉴于此，采用浮选柱工艺更有利于铜精矿的富集和回收，在提升铜精矿品位上更有优势。
3.1工艺流程设计
根据公司现有钼精选系统工艺条件，同时考虑到生产现场空间布局、后期运行成本等问题，最终设计采用浮选柱进行铜回收工艺流程为:钼精扫三尾矿—浓缩—铜回收(一次粗选、二次精选、一次扫选)。具体改造设计为:(1)新增加4台CCF系列浮选柱，1台取代原钼精Ⅰ浮选柱(2台)，剩余3台将原来2次钼精扫选流程改为3次精扫选流程，保持原钼精Ⅱ和钼精Ⅲ不变;(2)三次钼精扫选的尾矿直接进入浓密机浓缩后，进入选铜系统;(3)使用更换替代下来的4台旧钼精选浮选柱进行选铜(原2台钼精Ⅰ、1台精扫Ⅰ、1台精扫Ⅱ)，采用一次粗选、二次精选、一次扫选工艺。工艺流程见图1、图2。
3.2工艺流程指标
根据3.1中设计的工艺流程，具体到每个工序指标如下:(1)钼精扫选工艺。改造后，原来的2次钼精扫选改为3次精扫选，可以使三次钼精扫后尾矿中钼品位下降到0.1%～0.4%，铜品位富集到0.4%～1.5%不等，具备直接进入选铜工艺系统条件;(2)钼扫选尾矿浓缩。三次钼精扫后尾矿进入原闲置的30m周边传动式浓密机浓缩，浓度由11%左右浓缩到30%左右;(3)铜回收工艺。浓缩后矿浆进入铜回收工艺，通过一次粗选、二次精选、一次扫选，铜精矿品位预计可达到13%～20%，回收率在80%左右，选铜后尾矿直接排尾;(4)铜精矿处理。选出的铜精矿可经压滤机压滤后水分达到15%左右，定点存放晾晒和待售。
3.3选铜药剂制度
根据试验研究和实际工艺条件，铜金属回收工艺药剂制度采用硫酸铜作为活化剂，丁基黄药作为捕收剂，生石灰作为絮凝调整剂[5]。其中(1)石灰主要是添加在经三次钼精扫选后尾矿的泵池内，用于调节进入铜回收系统矿浆pH在9～10左右;(2)硫酸铜、丁基黄药添加入铜粗选搅拌桶。
3.4主要设备配置
按照工艺设计，钼精扫选工艺改为三次精扫，铜回收工艺为一次粗选、一次扫选、二次精选，所用设备全部采用CCF系列浮选柱，矿浆泵池选用50ZJ-1-A50渣浆泵以及50HFM-I-5-30耐磨耐腐泵，铜精矿压滤采用自动箱式隔膜压滤机。具体主要设备配置见表2。
3.5具体改造实施
该研究项目具体实施改造主要包括钼精选系统和铜回收系统两块，实施过程主要是:(1)新增加安装4台CCF?2.5m浮选柱，分别替换掉原有钼精Ⅰ(一大一小2台)、精扫Ⅰ、精扫Ⅱ等4台浮选柱，并安装配套的搅拌桶、渣浆泵、泵池、矿浆管道等，由原来的2次钼精扫选改为3次精扫选，提升钼精选系统产能和回收率。(2)铜回收工艺则直接利用钼精选系统改造替换下来的4台CCF系列浮选柱，通过工艺管道改造，实现一次粗选、一次扫选、二次精选的选铜工艺系统，生产出铜精矿利用泵输送到压滤机厂房进行压滤后晾晒存放。
整个实施改造主要集中在公司浮选车间，在不影响原钼选矿系统正常运行情况下，进行铜回收工艺系统改造实施，从2016年10月份开始施工，到2016年12月底完成钼精选工艺改造并投运，2017年3月份完成了铜回收系统改造实施，具备投运条件，经调试运行后，2017年7月份正式投入生产运行。
4实施效果分析评价
通过进行辉钼矿伴生低品位铜金属回收利用，将原来钼精选系统的2次精扫选改为3次精扫选，提升了钼精选区处理能力，钼精扫底流中钼品位由0.5%～0.9%降至0.01%～0.20%，提升钼回收率。铜金属回收后，根据近两年的生产运行状况，平均每月可回收铜精矿60t左右，品位保持在13%～16%，每年为公司增加产值近300万元，实现利润150万元左右。同时，选铜工艺实施以后，从实际效果来看，将原来选钼闭路循环变成了开路，解决了铜金属在钼选系统内循环富集的问题，使钼精矿中铜含量由0.4%降至0.2%，抑铜药剂巯基乙酸钠由147.01g/t原矿降至87.02g/t原矿，有效降低了钼精选抑铜药剂用量和成本。
5结论
辉钼矿伴生低品位铜金属回收利用技术的研究实施，是公司在面对严峻经济形势和市场环境下一次成功的尝试和创新。通过对整个钼选矿工艺系统的研究，设计采用浮选柱工艺流程，工艺结构紧凑、简单、合理，设备用量少，改造容易，效果明显[6]。在实现了从钼精扫尾矿中将铜金属有效回收利用的同时，使钼精扫选工艺得到优化改造和产能提升，也使巯基乙酸钠替代氰化钠的使用效果更明显，进一步促进了无氰选钼技术的全面推广。同时，该项目研究实施探索出的利用浮选柱进行铜金属回收工艺技术，优化提升了公司的产能结构和核心竞争力，为公司进一步开展钼资源综合高效利用发展战略奠定了坚实的基础。——论文作者：晁彦德，杨建国，陈俊涛
