中南大学矿物加工界面组装化学创新团队：复合烃油对不同粒级辉钼矿的浮选强化机理及应用 |《中国有色金属学报》重点推荐文章

研究背景

钼作为一种稀有金属，具有膨胀系数小、导电率大、导热性能好等优良性质，已经广泛应用于冶金、电气、化工、航空航天等行业。随着对钼资源需求量的增加，开采量逐渐增大，钼资源出现贫、细、杂的趋势。辉钼矿（MoS2）作为钼的主要赋存矿物，具有典型的层状结构，层间连接以范德华力为主。这种独特的晶体结构使其能够形成两类晶面，一是沿层间解离形成的非极性“面”，二是沿层内解离形成的极性“棱”。辉钼矿的粒级越小，其极性“棱”占比越大，亲水性更强。非极性烃油难以吸附在极性“棱”上，对细粒辉钼矿捕收性较差，极性捕收剂虽能强化细粒辉钼矿浮选，但会造成非目的硫化矿上浮，降低精矿品位。单一捕收剂的浮选效果有限，复合捕收剂在提高辉钼矿的整体回收率上具有重要应用前景。

本文用煤油和一种新型中性油复配出一种复合烃油，以增强对各个粒级辉钼矿的浮选回收效果。通过浮选试验、接触角测试、红外光谱分析、扫描电镜能谱分析等方法，研究了复合烃油对不同粒级辉钼矿浮选行为的影响及作用机理，以及在实际矿浮选中的应用效果。

 

 

文章亮点

煤油易吸附在非极性“面”上，难吸附在极性“棱”上，因此，煤油对极性“棱”占比较大的细粒辉钼矿捕收性差。本文用煤油和一种新型中性油复配出的复合烃油，既能吸附在非极性“面”上，又能吸附在极性“棱”上，提高了辉钼矿的整体回收率。

 

 

图文解析

在细粒辉钼矿强化浮选方面，大多采用非极性烃油和极性捕收剂复配、油团聚浮选、选择性絮凝等方式，煤油和黄药等极性捕收剂复配使用，会造成其他非目的硫化矿上浮，影响钼精矿品位；油团聚浮选和选择性絮凝工艺研究较少，工业化应用有待进一步研究。本文研究了复合烃油对辉钼矿的浮选回收效果。图1为不同配比的复合烃油对不同粒级辉钼矿浮选回收率的影响，−180+74μm粒级辉钼矿的最大回收率为91.10%，−74+38μm粒级辉钼矿的回收率随中性油所占比例的增加逐渐上升，当煤油与中性油的质量比为1∶1时，效果最佳，为85.95%；−38μm粒级辉钼矿的回收率随中性油所占比例的增加不断上升，当煤油与中性油的质量比为1∶1时，效果最佳，达到 78.25%。由此可知，复合烃油可兼顾对粗粒和细粒辉钼矿的捕收，当煤油和中性油的质量比为1∶1时，复合烃油对三种粒级辉钼矿均有较强的捕收能力。

表1为煤油和复合烃油在辉钼矿实际矿浮选中的应用效果，由表可知，在药剂用量不变，只改变捕收剂种类的条件下，与煤油相比，复合烃油作为捕收剂可使最终钼精矿品位从43.70%提高到45.20%，回收率从 78.73% 提高到 83.04%，增加了 4.31%，且精尾和粗尾钼的品位均有降低，试验指标较为理想。经济效益分析表明，若采用该复合烃油作为捕收剂，公司每年约增加收益7550万元。

 

图2为不同粒级辉钼矿的SEM像及捕收剂作用后辉钼矿表面C元素相对含量。由图可知，（a）为−180+74μm粒级辉钼矿的SEM像，（b）为−38μm 粒级辉钼矿的SEM像，细粒辉钼矿的极性“棱”占比明显高于粗粒辉钼矿。煤油和中性油都含有C元素，因此，通过辉钼矿表面C元素含量的变化，可以得出药剂在辉钼矿“棱”和“面”上的吸附效果。由图可知，辉钼矿经煤油处理后，粒度越小，“棱”和“面”上C元素含量越少，表明煤油在细粒辉钼矿表面的吸附量较少；与未经药剂处理的辉钼矿相比，经煤油作用后，−180+74μm粒级辉钼矿“面”上C元素的相对含量增加最多，−38μm 粒级辉钼矿“面”和“棱”上基本没变化，表明煤油易吸附在粗粒辉钼矿的“面”上，在细粒辉钼矿的“棱”上几乎没有吸附。辉钼矿经复合烃油作用后，各粒级“面”和“棱”上的C元素含量基本高于煤油作用后的辉钼矿；辉钼矿的粒度越小，C元素的相对含量增加得越多，表明复合烃油可在“棱”上有效吸附，从而增强对细粒辉钼矿的捕收。

 

 

研究结论     

煤油对粗粒辉钼矿的捕收能力较强，中性油对细粒辉钼矿的捕收能力较强，而复合烃油则兼顾了对粗、细粒辉钼矿的捕收。复合烃油(煤油与中性油质量比为1∶1)获得的钼精矿品位为45.20%，回收率为83.04%，与煤油为捕收剂相比，回收率提高4.31%。复合烃油作为捕收剂时，不同粒级辉钼矿“面”和“棱”上的C元素相对含量基本高于煤油，说明复合烃油可以同时吸附在辉钼矿非极性“面”和极性“棱”上，增强细粒辉钼矿的表面疏水性，强化辉钼矿的整体浮选效果。