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豫西地區(qū)多金屬礦資源豐富，但綜合利用率亟待提高

河南西部地區(qū)蘊藏豐富的多金屬礦產(chǎn)資源，但由于復雜的地質(zhì)條件、特殊的礦石構(gòu)造，導致礦山選冶成為一大難題，多個大型多金屬礦資源綜合利用率普遍偏低。

位于豫西的河南盧氏夜長坪鉬礦，是我國東秦嶺—大別山鉬鎢成礦帶上一個特大型鉬礦床。該礦目前已探明鉬金屬儲量44.45萬噸，并伴生有鎢和螢石，鎢金屬量達22.68萬噸。但由于該礦地質(zhì)條件復雜，礦石性質(zhì)變化大，鉬氧化率高，有用礦物嵌布粒度細，富含鈣鎂質(zhì)碳酸鹽以及嚴重影響鉬鎢浮選的黏土和石膏等脈石，導致該礦選礦極為困難。而且，在豫西地區(qū)，除夜長坪鉬礦外還分布有數(shù)個銅多金屬礦、銻銀礦等，礦床規(guī)模雖不大，但伴生元素多，礦點多而散，綜合利用水平普遍不高。

為提高我國重要礦產(chǎn)資源綜合利用技術水平，緩解資源壓力，2013年，中國地質(zhì)調(diào)查局啟動《礦產(chǎn)資源高效綜合利用技術與實用化研究》計劃項目，其中開設了《豫西大型多金屬礦綜合利用技術研發(fā)》項目，選擇豫西地區(qū)夜長坪大型鎢鉬螢石礦、盧氏八寶山含銅多金屬礦及銻銀礦為研究對象，開展資源綜合利用新技術研究，以期在工藝礦物學研究的基礎上，研發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權的資源綜合利用新技術。2015年，該項目列入 “礦產(chǎn)資源節(jié)約與綜合利用調(diào)查工程”下屬的《資源節(jié)約與綜合利用技術應用示范》項目。

通過項目實施，如今夜長坪難選鎢鉬螢石礦不僅有了簡潔流暢的回收工藝，而且可以通過深加工進一步提高產(chǎn)品附加值；豫西地區(qū)含銅多金屬礦及銻銀礦不僅查明了長期綜合利用程度低的原因，而且從選礦設備、流程、藥劑、機理等方面入手，增加了可利用資源儲量、降低了工藝成本，解決了同類資源長期呆滯的問題。與此同時，項目組開發(fā)了能耐受鈣鎂離子的兩種新型氧化礦捕收劑，合作研制了微細粒物料重選脫泥新設備，申請發(fā)明專利兩項，發(fā)表相關論文7篇，建成國土資源部多金屬礦評價與綜合利用重點實驗室，培養(yǎng)出一支多金屬礦評價與綜合利用業(yè)務團隊。

夜長坪鉬鎢礦特殊的礦石組成結(jié)構(gòu)，使得常規(guī)選礦方法難以實現(xiàn)鎢鉬元素的分離回收

夜長坪鎢鉬螢石礦屬于矽卡巖型—斑巖型混合鉬鎢礦，主要含鉬礦物為輝鉬礦、鉬鎢鈣礦和鉬華，鎢以白鎢礦和鉬鎢鈣礦的形式存在，此外還有磁鐵礦和螢石。

項目組對夜長坪礦進行了細致的調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)其中輝鉬礦屬細粒嵌布，主要以細脈狀或浸染狀分布在石英或碳酸鹽礦物粒間，或與黏土礦物、螢石和滑石密切共生，部分輝鉬礦氧化為鉬鈣礦和鉬華，首采區(qū)鉬氧化率在30%左右。白鎢礦與鉬鎢鈣礦、鉬鈣礦形成連續(xù)的類質(zhì)同象系列，呈粒狀、串珠狀分布在脈石礦物粒間，細粒嵌布，部分包裹輝鉬礦。在這種情形下，通過常規(guī)的選礦方法是不能實現(xiàn)鎢、鉬元素分離的，只能進行冶金處理。

夜長坪礦難選冶之處還在于其中的磁鐵礦與白鎢礦緊密共生，碳酸鹽脈石含量在20%以上，嚴重影響氧化鉬鎢及螢石的回收；含量占8%～15%的黏土礦物，磨礦后會形成大量礦泥，也會影響鉬鎢的浮選回收。另外，該礦最特殊之處是礦石中還含有3%～5%的石膏。這是一種可溶性礦物，它與微溶性的碳酸鹽礦物一起形成大量的鈣鎂離子，嚴重影響選礦藥劑的作用，甚至導致普通的脂肪酸類捕收劑失效。

由于選礦難度極大，長期以來夜長坪選礦廠只能回收硫化鉬，鉬回收率僅有50%左右，鉬精礦品位在20%～30%，伴生磁鐵礦精礦品位為53%～55%，而礦石中的氧化鉬、白鎢及螢石資源均未得以回收利用。

從2006年起，中國地質(zhì)調(diào)查局鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所就開始對夜長坪鉬鎢礦進行選礦試驗研究，2013年依托地質(zhì)調(diào)查項目的開展對夜長坪礦選礦難題開始了新一輪攻關。

攻克夜長坪鎢鉬礦選礦難題，優(yōu)化工藝流程獲得最佳技術經(jīng)濟效果

項目組從工藝礦物學的角度入手，對夜長坪礦的礦石組成、有用礦物嵌布特性、影響選礦的脈石礦物特征進行了深入研究，并在此基礎上，開展了選礦試驗不同流程的對比研究。

經(jīng)過一年多的攻關，項目組于2014年確定了脫泥—硫化鉬粗細分選—氧化鉬鎢粗細分選流程，實驗室試驗獲得了含鉬45.33%的合格鉬精礦與鉬、三氧化鎢合量達30.9%的氧化鉬鎢精礦，鉬總回收率達75.63%，三氧化鎢回收率達55.19%。

鉬鎢選礦新工藝以及與之配套的選礦新藥劑、脫泥新設備，不僅使選廠能夠產(chǎn)出合格的硫化鉬精礦，而且首次實現(xiàn)了對氧化鉬及白鎢的回收。新工藝很快在夜長坪試驗廠得以推廣應用。

選礦難題解決了，但在新工藝推廣應用的過程中，問題又顯現(xiàn)出來——新的工藝流程，盡管實現(xiàn)了礦產(chǎn)資源的綜合回收利用，但流程較為復雜，成本偏高，給日常的生產(chǎn)、管理帶來諸多不便，新工藝仍需進一步優(yōu)化。

為此，項目組在2015年重新研究出對石膏耐受度更高的氧化礦捕收劑，并確定了更為簡單可行的脫泥—磁選—硫化鉬浮選—氧化鉬鎢浮選方案。采用優(yōu)化后的工藝，實驗室試驗可以獲得含鉬45.78%的合格鉬精礦與鉬、三氧化鎢合量達31.59%的氧化鉬鎢混合精礦，鉬總回收率70.49%，三氧化鎢回收率51.95%。這一工藝指標，雖然比粗細分選流程偏低，但流程簡單，更易于工業(yè)化，技術經(jīng)濟效果要優(yōu)于原來的流程。

對浮選所得的氧化鉬鎢精礦進行深加工，采用火法熔煉工藝制備的鎢鉬鐵合金，可作為冶煉高速鋼的初級原料，而采用濕法提純粉末冶金工藝制備的高純度鎢鉬合金，則可用于鋅冶煉、藍寶石生長、軍工和電子等耐腐蝕、耐高溫領域。

值得一提的是，在項目研究過程中，首次將其他行業(yè)的高速盤式分選機引入選礦領域，并進行了工業(yè)化規(guī)模的應用試驗，達到了微細粒物料脫泥的目的，使整個選礦領域微細粒物料脫泥從此擁有了大處理量的工業(yè)設備。項目組開發(fā)的對鈣鎂離子耐受度較高的兩種氧化礦捕收劑，不僅可應用于氧化鉬、白鎢礦、鎢鉬鈣礦的浮選，尤其在礦石中含有一定石膏、普通脂肪酸類捕收劑失效的狀況下，使得氧化礦浮選成為可能。

破解豫西典型銅多金屬礦及銻銀礦選冶難題，提高資源利用率及綜合利用水平

在豫西地區(qū)，分布多個典型的含銅多金屬礦，其特點是儲量小、較分散、有用元素含量低且伴生元素多，組分復雜,選冶難度較大。由于礦石本身性質(zhì)及企業(yè)技術力量薄弱等原因，豫西成礦帶銅礦產(chǎn)資源的綜合回收率平均不超過50％，總體上綜合利用率僅為20％。

針對這一現(xiàn)狀，項目組選擇典型的銅、硫、鐵多金屬礦山開展了綜合利用技術研究。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，造成該地區(qū)銅及共伴生元素綜合利用程度不高的原因有多個方面。比如：原礦有用元素含量偏低，工藝落后造成生產(chǎn)成本居高不下，鐵精礦含硫超標，嚴重影響了企業(yè)開發(fā)此類礦產(chǎn)資源的積極性。

基于此情形，研究團隊開展了大量的試驗研究工作，改進了選礦工藝流程，降低了浮選生產(chǎn)成本，選擇了適宜的硫活化劑，使鐵精礦中硫含量降至合理范圍，最終確定出混合浮選—銅硫分離—浮選尾礦磁選—磁性鐵反浮選脫硫的原則流程。采用該工藝相較于傳統(tǒng)的優(yōu)先浮選工藝，銅品位提高3%，回收率提高5%，同時可降低生產(chǎn)成本。另外，反浮選工藝還大幅降低了鐵精礦中的硫含量，使原有含硫較高的鐵精礦達到滿足市場要求的鐵精礦產(chǎn)品。同時，在項目研究過程中項目組借鑒國外技術，開展了X射線預選技術國產(chǎn)設備研究，大大降低了銅的入采品位，進而實現(xiàn)了廢棄低品位資源的經(jīng)濟回收利用，提高了銅礦山的資源利用率。

針對豫西地區(qū)典型的銻銀礦山只能獲得銻銀混合精礦，國內(nèi)多數(shù)冶煉企業(yè)不能有效使銻銀分離的現(xiàn)狀，項目組專門開展了選礦試驗研究。工藝礦物學研究表明，該類礦石銀賦存于銀黝銅礦中，而銻以輝銻礦形式存在，少量賦存于銀黝銅礦中。

對豫西銻銀礦進行重選、浸銀、浮選、堿浸銻等選別方法對比研究發(fā)現(xiàn)，銀黝銅礦的可浮性較輝銻礦好，但少量易浮輝銻礦難于抑制，不可避免地進入了銀精礦，同時銀黝銅礦中本身含銻，也造成銀精礦中銻品位較高，影響了銻回收率。通過大量實驗研究，最終確定了原礦部分混合浮選—混浮精礦堿浸銻后得銀精礦—混浮尾礦活化選銻的原則工藝流程。該銻銀礦選冶聯(lián)合工藝不僅使銀、銻礦物實現(xiàn)了有效分離，而且獲得了高品位的銀精礦、浮選銻精礦，同時又保證了銀、銻較高的回收率。