豫西地区多金属矿资源丰富，但综合利用率亟待提高

　　河南西部地区蕴藏丰富的多金属矿产资源，但由于复杂的地质条件、特殊的矿石构造，导致矿山选冶成为一大难题，多个大型多金属矿资源综合利用率普遍偏低。

　　位于豫西的河南卢氏夜长坪钼矿，是我国东秦岭—大别山钼钨成矿带上一个特大型钼矿床。该矿目前已探明钼金属储量44.45万吨，并伴生有钨和萤石，钨金属量达22.68万吨。但由于该矿地质条件复杂，矿石性质变化大，钼氧化率高，有用矿物嵌布粒度细，富含钙镁质碳酸盐以及严重影响钼钨浮选的黏土和石膏等脉石，导致该矿选矿极为困难。而且，在豫西地区，除夜长坪钼矿外还分布有数个铜多金属矿、锑银矿等，矿床规模虽不大，但伴生元素多，矿点多而散，综合利用水平普遍不高。

　　为提高我国重要矿产资源综合利用技术水平，缓解资源压力，2013年，中国地质调查局启动《矿产资源高效综合利用技术与实用化研究》计划项目，其中开设了《豫西大型多金属矿综合利用技术研发》项目，选择豫西地区夜长坪大型钨钼萤石矿、卢氏八宝山含铜多金属矿及锑银矿为研究对象，开展资源综合利用新技术研究，以期在工艺矿物学研究的基础上，研发出具有自主知识产权的资源综合利用新技术。2015年，该项目列入“矿产资源节约与综合利用调查工程”下属的《资源节约与综合利用技术应用示范》项目。

　　通过项目实施，如今夜长坪难选钨钼萤石矿不仅有了简洁流畅的回收工艺，而且可以通过深加工进一步提高产品附加值;豫西地区含铜多金属矿及锑银矿不仅查明了长期综合利用程度低的原因，而且从选矿设备、流程、药剂、机理等方面入手，增加了可利用资源储量、降低了工艺成本，解决了同类资源长期呆滞的问题。与此同时，项目组开发了能耐受钙镁离子的两种新型氧化矿捕收剂，合作研制了微细粒物料重选脱泥新设备，申请发明专利两项，发表相关论文7篇，建成国土资源部多金属矿评价与综合利用重点实验室，培养出一支多金属矿评价与综合利用业务团队。

　　夜长坪钼钨矿特殊的矿石组成结构，使得常规选矿方法难以实现钨钼元素的分离回收

　　夜长坪钨钼萤石矿属于矽卡岩型—斑岩型混合钼钨矿，主要含钼矿物为辉钼矿、钼钨钙矿和钼华，钨以白钨矿和钼钨钙矿的形式存在，此外还有磁铁矿和萤石。

　　项目组对夜长坪矿进行了细致的调查研究，发现其中辉钼矿属细粒嵌布，主要以细脉状或浸染状分布在石英或碳酸盐矿物粒间，或与黏土矿物、萤石和滑石密切共生，部分辉钼矿氧化为钼钙矿和钼华，首采区钼氧化率在30%左右。白钨矿与钼钨钙矿、钼钙矿形成连续的类质同象系列，呈粒状、串珠状分布在脉石矿物粒间，细粒嵌布，部分包裹辉钼矿。在这种情形下，通过常规的选矿方法是不能实现钨、钼元素分离的，只能进行冶金处理。

　　夜长坪矿难选冶之处还在于其中的磁铁矿与白钨矿紧密共生，碳酸盐脉石含量在20%以上，严重影响氧化钼钨及萤石的回收;含量占8%～15%的黏土矿物，磨矿后会形成大量矿泥，也会影响钼钨的浮选回收。另外，该矿最特殊之处是矿石中还含有3%～5%的石膏。这是一种可溶性矿物，它与微溶性的碳酸盐矿物一起形成大量的钙镁离子，严重影响选矿药剂的作用，甚至导致普通的脂肪酸类捕收剂失效。

　　由于选矿难度极大，长期以来夜长坪选矿厂只能回收硫化钼，钼回收率仅有50%左右，钼精矿品位在20%～30%，伴生磁铁矿精矿品位为53%～55%，而矿石中的氧化钼、白钨及萤石资源均未得以回收利用。

　　从2006年起，中国地质调查局郑州矿产综合利用研究所就开始对夜长坪钼钨矿进行选矿试验研究，2013年依托地质调查项目的开展对夜长坪矿选矿难题开始了新一轮攻关。

　　攻克夜长坪钨钼矿选矿难题，优化工艺流程获得最佳技术经济效果

　　项目组从工艺矿物学的角度入手，对夜长坪矿的矿石组成、有用矿物嵌布特性、影响选矿的脉石矿物特征进行了深入研究，并在此基础上，开展了选矿试验不同流程的对比研究。

　　经过一年多的攻关，项目组于2014年确定了脱泥—硫化钼粗细分选—氧化钼钨粗细分选流程，实验室试验获得了含钼45.33%的合格钼精矿与钼、三氧化钨合量达30.9%的氧化钼钨精矿，钼总回收率达75.63%，三氧化钨回收率达55.19%。

　　钼钨选矿新工艺以及与之配套的选矿新药剂、脱泥新设备，不仅使选厂能够产出合格的硫化钼精矿，而且首次实现了对氧化钼及白钨的回收。新工艺很快在夜长坪试验厂得以推广应用。

　　选矿难题解决了，但在新工艺推广应用的过程中，问题又显现出来——新的工艺流程，尽管实现了矿产资源的综合回收利用，但流程较为复杂，成本偏高，给日常的生产、管理带来诸多不便，新工艺仍需进一步优化。

　　为此，项目组在2015年重新研究出对石膏耐受度更高的氧化矿捕收剂，并确定了更为简单可行的脱泥—磁选—硫化钼浮选—氧化钼钨浮选方案。采用优化后的工艺，实验室试验可以获得含钼45.78%的合格钼精矿与钼、三氧化钨合量达31.59%的氧化钼钨混合精矿，钼总回收率70.49%，三氧化钨回收率51.95%。这一工艺指标，虽然比粗细分选流程偏低，但流程简单，更易于工业化，技术经济效果要优于原来的流程。

　　对浮选所得的氧化钼钨精矿进行深加工，采用火法熔炼工艺制备的钨钼铁合金，可作为冶炼高速钢的初级原料，而采用湿法提纯粉末冶金工艺制备的高纯度钨钼合金，则可用于锌冶炼、蓝宝石生长、军工和电子等耐腐蚀、耐高温领域。

　　值得一提的是，在项目研究过程中，首次将其他行业的高速盘式分选机引入选矿领域，并进行了工业化规模的应用试验，达到了微细粒物料脱泥的目的，使整个选矿领域微细粒物料脱泥从此拥有了大处理量的工业设备。项目组开发的对钙镁离子耐受度较高的两种氧化矿捕收剂，不仅可应用于氧化钼、白钨矿、钨钼钙矿的浮选，尤其在矿石中含有一定石膏、普通脂肪酸类捕收剂失效的状况下，使得氧化矿浮选成为可能。

　　破解豫西典型铜多金属矿及锑银矿选冶难题，提高资源利用率及综合利用水平

　　在豫西地区，分布多个典型的含铜多金属矿，其特点是储量小、较分散、有用元素含量低且伴生元素多，组分复杂,选冶难度较大。由于矿石本身性质及企业技术力量薄弱等原因，豫西成矿带铜矿产资源的综合回收率平均不超过50%，总体上综合利用率仅为20%。

　　针对这一现状，项目组选择典型的铜、硫、铁多金属矿山开展了综合利用技术研究。调查发现，造成该地区铜及共伴生元素综合利用程度不高的原因有多个方面。比如：原矿有用元素含量偏低，工艺落后造成生产成本居高不下，铁精矿含硫超标，严重影响了企业开发此类矿产资源的积极性。

　　基于此情形，研究团队开展了大量的试验研究工作，改进了选矿工艺流程，降低了浮选生产成本，选择了适宜的硫活化剂，使铁精矿中硫含量降至合理范围，最终确定出混合浮选—铜硫分离—浮选尾矿磁选—磁性铁反浮选脱硫的原则流程。采用该工艺相较于传统的优先浮选工艺，铜品位提高3%，回收率提高5%，同时可降低生产成本。另外，反浮选工艺还大幅降低了铁精矿中的硫含量，使原有含硫较高的铁精矿达到满足市场要求的铁精矿产品。同时，在项目研究过程中项目组借鉴国外技术，开展了X射线预选技术国产设备研究，大大降低了铜的入采品位，进而实现了废弃低品位资源的经济回收利用，提高了铜矿山的资源利用率。

　　针对豫西地区典型的锑银矿山只能获得锑银混合精矿，国内多数冶炼企业不能有效使锑银分离的现状，项目组专门开展了选矿试验研究。工艺矿物学研究表明，该类矿石银赋存于银黝铜矿中，而锑以辉锑矿形式存在，少量赋存于银黝铜矿中。

　　对豫西锑银矿进行重选、浸银、浮选、碱浸锑等选别方法对比研究发现，银黝铜矿的可浮性较辉锑矿好，但少量易浮辉锑矿难于抑制，不可避免地进入了银精矿，同时银黝铜矿中本身含锑，也造成银精矿中锑品位较高，影响了锑回收率。通过大量实验研究，最终确定了原矿部分混合浮选—混浮精矿碱浸锑后得银精矿—混浮尾矿活化选锑的原则工艺流程。该锑银矿选冶联合工艺不仅使银、锑矿物实现了有效分离，而且获得了高品位的银精矿、浮选锑精矿，同时又保证了银、锑较高的回收率。