鉬精礦標準樣品制作過程中采用脫油水粒度篩分工藝的探討

席大勇，張相羽

（伊春鹿鳴礦業(yè)有限公司，黑龍江 伊春 152500）

2016年底研制高品位鉬精礦（55%）標準樣品獲得有色標委會立項（項目編號：S2016197）后，項目組對以往的鉬精礦標準樣品研制過程，進行了系統(tǒng)研究。以往的鉬礦標準樣品有這樣幾個特點，一是粒度比較細，粒度在38μm（400目）左右，易產(chǎn)生靜電吸附和團聚現(xiàn)象，在操作中不易“加取”；二是選礦藥劑去除的不徹底，有煤油味；三是鉬含量不高，都是低于50%的。根據(jù)這些情況，項目組決定，選取鉬含量55%左右的高品位鉬精礦、采取合適的脫油脫水及粒度篩分的工藝，加工制作鉬精礦標準樣品原料。保證標準樣品的“流動性”，不易團聚，稱量過程中容易“加取”的特點，并且要關注標準樣品的均勻性要達到要求。2018年年底，該標準樣品通過國家鑒定驗收，批號為GSB-3652-2019、名稱為鉬精礦標準樣品（55%）的有證標準樣品。

1 試驗研究

2017年10月份，項目組曾使用濕式脫油水分、高頻震動篩機篩分控制力度粒度的工藝處理2噸鉬精礦。將部分鉬精礦拖入水中，攪拌成均勻礦漿，再由渣漿泵打到高頻震動篩機進行分離。進行多次調(diào)整礦漿濃度、改變震動強度和加分散劑等措施，沒能將鉬精礦的油水脫去，也不能篩分。主要原因是鉬精礦在水中易浮、礦漿含選礦藥劑較多粘度高等原因造成的。后期項目組對全國的鉬精礦的生產(chǎn)工藝和礦物性質(zhì)進行研究發(fā)現(xiàn)，鉬精礦多數(shù)是硫化礦物，通過藥劑浮選選出的；粒度小于38μm（400目）的約占45%左右，比較細。由于粒度細，表面積增加吸附了更多的藥劑，鉬精礦在水中易浮，加上更多的選礦藥劑，造成鉬精礦礦漿粘度增加，不易進行濕式脫油脫水和粒度篩分工作進行。增加鉬精礦的而且較細經(jīng)過研究和試驗，確定了干式脫油脫水再進行粒度篩分的工藝，去掉原料鉬精礦中的油水，并保證一定的粒度的技術方案。

項目組又重新進行查閱資料和實驗室試驗工作，最終確認干式脫油脫水、再粒度篩分的方案為，在不影響鉬精礦中礦物的狀態(tài)情況下，選擇合適的溫度進行脫油脫水，再進行篩分工藝。

表1 硫化礦變化溫度

圖1 篩分裝置

表2 鉬精礦粒度分布情況

圖2 粒度篩分曲線（振篩機篩分）

圖3 激光粒度儀測定結(jié)果

1.1 脫油脫水的條件選擇

1.1.1 礦物的溫度影響

經(jīng)檢驗測定，原料鉬精礦品位為55%時，主要成分為：輝鉬礦（MoS2）、方鉛礦（PbS）、閃鋅礦ZnS、黃鐵礦（FeS2）、黃銅礦（CuFeS2）等五種硫化礦 ；硅（SiO2）、鋁（Al2O3）、鈣（CaO）等三種氧化物；及微量的鉍（Bi）、磷（P）和錸（Re）元素和碳（C）。氧化物不易分解，在脫油脫水時主要考慮五種硫化礦的穩(wěn)定性，其它微量元素沒有考慮。表1為礦物分解溫度表。

從表1可以看出，硫化礦物分解溫度或晶型改變溫度都在300℃以上，氧化物一般在100℃左右不分解。

1.1.2 選礦藥劑的溫度影響

鉬礦石的選礦主要的藥劑是煤油和二號油。在鉬礦石藥劑浮選富集過程中，煤油作為輝鉬礦浮選的捕收劑，在輝鉬礦表層形成一層疏水性油膜。二號油在輝鉬礦浮選過程中作為發(fā)泡劑使用。二號油產(chǎn)生氣泡能夠與包裹煤油鉬精礦顆粒結(jié)合，使鉬精礦隨氣泡上浮，從而達到精選鉬精礦的作用。

煤油和二號油都是混合物，隨著生產(chǎn)方式不同和用途不同，各方面性能也有差異。一般，二號油又稱松醇油，餾程為120℃～200℃；煤油的餾程為60℃～280℃。由于在從水中過濾出鉬精礦時，多數(shù)二號油已被洗去。鉬精礦表面殘留的選礦藥劑多為煤油。經(jīng)試驗，在加熱到100℃左右時，煤油開始溢出，持續(xù)加熱4小時能夠去除大多數(shù)煤油。

綜上所述，鉬精礦脫油脫水選擇溫度為100℃以上，考慮設備條件，確定大型烘箱，溫度確定為110℃。為保證盡可能的去除油脂，確定加熱時間為6小時。防止礦物出現(xiàn)氧化反應，需防止空氣進入，采取反應器皿負壓方式操作，壓力位0.8MPa。

1.2 粒度篩分的條件選擇

根據(jù)YS/T 409-2012《有色金屬產(chǎn)品分析用標準樣品技術規(guī)范》規(guī)定，粉狀標準樣品的制備粒級一般為小于75μm[6]。原料鉬精礦選取時，充分考慮這個要求，項目組對陜西金堆城、河南欒川、吉林大黑山和黑龍江鹿鳴公司等，全國主要鉬精礦生產(chǎn)鉬精礦廠家的鉬精礦進行取樣比對，發(fā)現(xiàn)鉬的含量都能達到55%以上，且粒度小于75μm的占到80%左右，見表2粒度分布情況。經(jīng)試驗大于75μm的鉬精礦粒度不均勻，不具有好的代表性；小于38μm的鉬精礦，較細比、較黏，不易操作，鉬精礦粒度在38μm和75μm之間時，粒度均勻性較好、流動性也較好，適于制作標準樣品。因此，原料鉬精礦的粒度選擇在38μm和75μm之間。經(jīng)試驗，38μm的篩子較細，鉬精礦不易通過，最終選擇43μm和75μm兩種篩子作為篩分的工具，即選取200目到325目粒度之間的產(chǎn)品作為標準樣品的原料。

2 標準樣品的制備

2.1 脫油脫水過程

鉬精礦干式脫油脫水是將一定量的鉬精礦置于不銹鋼試樣盤中，放入能夠產(chǎn)生負壓的大型烘箱。加熱溫度110℃、壓力0.08MPa，進行負壓蒸餾6小時后，將脫油脫水的鉬精礦，取出，冷卻，混勻，備用。經(jīng)過上述負壓蒸餾工藝過程，得到的產(chǎn)品中揮發(fā)性物質(zhì)，包括選礦藥劑和水分基本除掉，油水分控制在0.5% 以下。

表3 均勻性檢驗結(jié)果表

2.2 粒度篩分過程

把經(jīng)脫油脫水工藝處理后的鉬精礦加入高頻振動篩，進行樣品粒度分級處理。每次篩分都要對鉬精礦樣品進行粒度檢驗，直至連續(xù)三次篩分粒度檢驗的結(jié)果不變情況下，結(jié)束篩分工作。鉬精礦樣品的粒度組成基本確定，粒度在30μm～75μm[7]之間的占到85%以上。高頻振動篩及現(xiàn)場工作情況見圖1、篩分后振動篩篩分粒度分布情況見圖2、激光粒度儀測定的粒度分布情況見圖3

2.3 數(shù)據(jù)討論

從振動篩篩分粒度分布情況圖2可以看出，粒度主要集中在30μm～75μm之間占到86%，流動性方面看達到預想。從激光粒度儀測定結(jié)果看，在小于30μm和大于12μm粒度區(qū)域，還沒有完全分離開，這主要受粒度篩分的設備和物料性質(zhì)影響，但不影響鉬精礦標準樣品的流動相和均勻性。振篩機篩分的粒度結(jié)果和激光粒度儀的測定的結(jié)果有些差異，主要由于檢測方式不同引起的。振篩機篩分過程使用泰勒篩，以物料通過篩子重量百分比計算粒度；而激光粒度儀將物料幾何形狀考慮成圓形來檢測，因此有一定誤差，但趨勢是一致的。

3 均勻性檢驗

在鉬精礦標準樣品定值過程中，對均勻性進行了嚴格的均勻性檢驗。按照YS/T 409-2012《有色金屬產(chǎn)品分析用標準樣品技術規(guī)范》要求，在1800瓶中應抽取25瓶樣品（2×?1800≈25）。查隨機化表后，隨機抽取25瓶樣品進行均勻性檢驗，將上述25瓶樣品重新隨機編號為1-25號，按照1→25號分析一遍、25→1號分析一遍、1→25號先奇數(shù)后偶數(shù)分析一遍，共計三遍。主要按YS/T 555《鉬精礦化學分析方法》進行分析工作，最小稱樣量為0.200g。數(shù)據(jù)采用方差分析方法統(tǒng)計分析，顯著水平為α=0.05，F(xiàn)0.05臨界值為1.74。經(jīng)計算，所有檢驗元素的F值，都小于臨界值，均勻性檢驗合格。詳細數(shù)據(jù)見

4 結(jié)論

根據(jù)YS/T 409-2012《有色金屬產(chǎn)品分析用標準樣品技術規(guī)范》規(guī)定要求，項目組研制了高品位的鉬精礦（55%）標準樣品，已經(jīng)通過國家驗收發(fā)證。為防止靜電吸引引起“團聚現(xiàn)象”、以及較細鉬精礦粉容易“沾附”的情況出現(xiàn)，對原料鉬精礦進行脫油脫水及粒度篩分的操作，得到了具有一定粒度的、流動性較好的鉬精礦的系列工作，做了很好的嘗試，可能會為今后的藥劑選礦的礦產(chǎn)品的標準樣品研制提供了一個新方式。