钼是一种不可再生的战略金属。全球钼矿资源主要分布在中国、美国和智利,中国钼矿以陕西金堆城和河南栾川为核心,但品位低、共伴生矿物多,因此选别难度较大。钼在现代工业中发挥着举足轻重的作用,在钢铁行业,钼铁合金可以提升钢材的强度、耐腐蚀性及耐高温性;在军工领域,钼基高温合金用于制造航空发动机涡轮叶片;在新能源领域,二硫化钼能够推动氢能电解与锂硫电池技术突破。
在各行各业对钼的需求逐年上升和钼矿资源储量逐年下降的双重压力下,如何提升选矿技术和深加工技术呢?继续阅读,相信您能从本文中找到答案。
钼矿选矿工艺流程
1. 矿石预处理
钼矿选矿主要目的是提取辉钼矿。辉钼矿具有优异的天然可浮性,但是部分与石英、长石等脉石矿物紧密嵌布,因此难以选别,且辉钼矿嵌布粒度不均匀,也为选矿提升了难度。
为了更好的分离脉石矿物,首先要对钼矿进行破碎-磨矿预处理,通常采用多段破碎-磨矿工艺,步骤如下:
(1)粗碎:将开采后的钼矿石送入颚式破碎机进行粗碎,粒度破碎至150mm以下;
(2)中、细碎:粗碎后的钼矿送入圆锥破碎机进行中碎和细碎,粒度破碎至30mm以下;
(3)磨矿:破碎后的矿石送入球磨机进行磨矿。球磨机阶段通常采用两段或三段磨矿,粗磨作业由格子型破碎机完成,细磨作业由溢流型球磨机完成。磨矿后,粒度控制在-200目占比60~75%,基本可以达到单体解离的程度。
注意:磨矿过程中应控制好粒度,粒度过粗无法达到单体解离的程度,粒度过细可能产生泥化现象,影响浮选效果。
2. 钼矿浮选工艺
钼矿浮选流程通常采用“粗选-扫选-精选”三段式。
(1)粗选:采用烃油类捕收剂(如煤油、柴油)强化疏水性,同时添加水玻璃、淀粉抑制脉石矿物上浮。粗选快速分离粗钼精矿。
(2)扫选:粗选后的尾矿进行扫选,进一步富集残留钼颗粒。
(3)精选:通过多次再磨再选工艺,进一步提升钼品位至45%-55%。
注意:钼矿浮选的挑战在于铜钼分离,因为铜矿物与辉钼矿的可浮性相近。在分离铜钼矿时,可在碱性环境中添加硫化钠或巯基乙酸抑制铜矿物,再通过浮选柱强化分选精度。
针对复杂矿石,也可以在浮选前增加螺旋溜槽重选预富集,预先抛尾,降低浮选负荷。
3. 选矿设备与智能化
现代化钼矿选厂采用自动化选矿设备,选厂智能化程度高,减轻了人工成本。
自动化选矿设备举例:
智能分选系统如XRT传感器分选机,利用X射线透射技术实时识别矿石成分,在碎矿阶段预抛废石30%,减少磨矿能耗;
在浮选阶段,充气式浮选机(如KYF型浮选机)通过优化叶轮结构,使气泡矿化率提高25%。
智能化控制方面:
自动化系统动态调整药剂添加量,降低浮选指标波动,数字孪生技术构建虚拟选厂模型,模拟不同工况下的设备运行状态,提前预警堵矿、过载等故障,并通过机器学习优化流程参数。
钼精矿深加工技术
1.钼精矿提纯与焙烧:辉钼矿精矿经多膛炉氧化焙烧(550~750℃)脱硫生成MoO₃,烟气通过静电除尘+湿法脱硫实现环保排放;高纯需求时,采用酸浸-离子交换法去除金属杂质,钼酸铵纯度可达99.99%。
2.钼金属材料制备:粉末冶金以氢气还原MoO₃制钼粉,经等静压成型与烧结得致密坯体;真空电弧熔炼生产超高纯钼锭,再通过轧制、锻造等工艺加工为钼板(厚0.02mm)、钼丝(直径5μm),用于高温炉、半导体器件。
3.高附加值钼化学品:钼酸铵用于阻燃剂、光伏镀膜;纳米二硫化钼通过水热法合成,作为氢能催化剂(电解水过电位<200mV)和高端润滑剂(摩擦系数0.03);在锂硫电池中可提升循环寿命3倍,产业链附加值增长5~8倍。
结论
钼矿产业链需要经历钼从原矿→钼精矿→钼铁/氧化钼→钼金属材料→钼化学品的过程。在这一过程中,每个环节科学合理的加工步骤都很重要。随着钼矿选矿和深加工技术的不断发展,生产出更高品质的钼产品,为现代工业发挥更大作用。
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