一、地质勘查
钼矿区(区)的勘探,首先是要根据矿体规模、形态、厚度稳定程度、构造破坏程度和矿石主要组分分布的均匀程度确定勘探类型。然后根据勘探类型确定勘探手段和勘探工程间距。1983年地质矿产部和冶金工业部制定的“钼矿地质勘探规范”将钼矿床的勘探类型分为四类:
1)第Ⅰ勘探类型:矿体延展规模巨大、形态简单、厚度稳定至较稳定、构造破坏很小,矿石主要组分分布较均匀。属于本类型的矿床有陕西金堆城、河南三道庄等。
陕西金堆城钼矿发现于1955年,1956~1958年进行勘探。1959年提交详细勘探地质报告。勘探手段采用钻探,勘探深度为300m。选择矿体中心部位长1100m、宽200m、深150m的范围内,采用100m×100m网度求B级储量,其外部及深部地段采用200m×200m或200m×100m网度求C级储量。共投入钻探进尺28593m、平硐942m、浅井2630m。
2)第Ⅱ勘探类型:矿体延展规模多属大型、形态较简单、厚度较稳定、构造和岩脉破坏小、矿石主要组分分布较均匀至不均匀。属于本类型的矿床有河南上房沟。
上房沟钼矿发现于1957年,1982年提交详勘报告。勘探采用钻探50m×50m求B级储量、100m×100m求C级储量、200m×200m或200m×300m求D级储量。共投入钻探42897m、坑道2793m、浅井1339m。
3)第Ⅲ勘探类型:矿体延展规模多为中等、形态复杂、厚度较稳定至不稳定、构造破坏和岩脉穿插影响小至大、矿石主要组分分布不均匀至很不均匀。属于本类型矿床的有辽宁杨家杖子、黑龙江五道岭、湖南宝山等。
杨家杖子钼矿发现于1951年,1953~1957年勘探。勘探期间,根据矿床地质特征,将主矿体的勘探类型定为Ⅱ类、分支矿体定为Ⅲ类。采用坑道(四个中段)配合钻探的手段进行勘探。Ⅱ类型勘探工程密度采用坑道(40~60)×50m求B级储量,(40~60)×100m和钻探100m×100m求C级储量。共投入钻探工作量53356m、坑道23736m。
4)第Ⅳ勘探类型:矿体延展规模小至中等、矿体形态复杂至很复杂、厚度不稳定至很不稳定、构造破坏或岩脉穿插影响大至很大、矿石主要组分分布很不均匀至极不均匀。属于这一勘探类型的矿床有吉林石人沟。
表3.14.5是“钼矿地质勘探规范”对不同勘探类型的各级储量相应勘探工程间距要求。
表3.14.5钼矿勘探工程间距
二、矿山开采
我国一些脉状钼矿床,或一些深部矿体尚需要采用坑采方法进行开采,目前最大的坑采钼矿山是杨家杖子钼矿,出矿能力为5000~8000t/d。地下开采钼矿的开拓方法是竖井开拓、平窿开拓和斜井开拓(表3.14.7)。采矿方法多采用留矿法。中厚以上矿体,多采用深孔留矿法,中厚以下矿体多采用浅孔留矿法。目前我国几个主要的地下开采钼矿,其采矿1万t掘进量在300m左右。采矿损失率在12%~15%,矿石贫化率在15%~24%,出矿品位为0.2%~0.3%。
表3.14.6露天钼矿山结构参数
表3.14.7钼矿山地下开采的开拓方法
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表3.14.8钼矿露天采矿主要技术经济指标
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表3.14.9钼矿坑下采矿主要技术经济指标
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三、选矿与加工技术
我国钼的选矿方法主要是浮选法。在深选含微量铜的以钼为主的矿石时,采用了部分混合—优先浮选的工艺流程。金堆城钼选厂处理的矿石的有价值的矿物是辉钼矿、黄铁矿和少量黄铜矿,采用了钼铜混合浮选、尾矿浮选黄铁矿、铜-钼分离和钼精矿的部分混合-优先浮选流程。现在,我国还从铜钼矿石中选矿回收钼,常用流程是铜钼混合浮选,进而铜钼分离和钼精矿的精选。
铜钼分离和钼精矿的精选常用的主要有硫化钠法和氰化钠法。钼精选的次数主要取决于钼的总富集比。一般是总富集比高,则精选次数通常多些;总富集比低,则精选次数通常少些。如栾川钼选厂所处理的矿石的原矿品位较高(0.2%~0.3%),富集比为133~155,其原设计的精选总次数为7次,而金堆城一选厂所处理的原矿石的钼品位约为0.1%,富集比为430~520,精选总次数达12次。近些年来,为满足钼精矿出口的需要,金堆城钼选厂采用盐酸-三氯化铁浸出法除却钼精矿中的杂质。
从我国有色系统的一些钼选厂来看,处理的原矿品位相差很大,高的在0.3%以上,低的在0.1%以下,有的只有0.02%。选矿实际回收率绝大多数在80%以上。所得精矿品位在45%~54%,尾矿品位多在0.02%左右,高的在0.04%,低的在0.01%。
表3.14.10列出了我国钼精矿的国家质量标准,表3.14.11是三氧化钼我国部颁质量标准,表3.14.12列出了我国钼矿选矿的主要技术经济指标。
在当前钼的工业生产上,主要是采用辉钼矿精矿进行冶炼,有氧化焙烧、提取纯三氧化钼、还原焙烧成金属钼粉等三个环节。
钼精矿首先在反射炉、多膛炉、沸腾炉,或闪速炉中进行氧化焙烧,脱硫后制成一种不纯三氧化钼(Mo≥40%~48%)的焙砂,焙砂采用金属热法或硅热法等可生产钼铁合金。从焙砂生产纯三氧化钼的方法有两种:一是升华法,二是水冶法。用氨溶液浸出、净化除去其中杂质,随后用结晶法或盐酸中和法使钼成仲钼酸铵(Mo≥56%)或钼酸状态析出,再经焙解即成纯三氧化钼。最后将纯三氧化钼用氢还原法制成金属钼粉(Mo≥99.7%~99.9%),再用粉末冶金法或进一步用电弧熔炼法制成钼锭或钼条(Mo≥99.8%~99.95%)。
目前国内外对钼精矿的冶炼还研究试验了一些新技术新方法,例如辉钼矿精矿不经氧化焙烧,直接用氧压煮法或细菌浸出法提取纯三氧化钼。对低品位氧化矿用硫酸浸出,从溶液中用离子交换法或萃取法提取纯三氧化钼。此外,钼精矿的冶炼方法,还有石灰焙烧法、硝酸浸出法、次氯酸钠浸出法、电氧化浸出法等。
钼精矿中的铼,主要从钼精矿的氧化焙烧烟气淋洗液或氧压煮液中进行回收,然后从溶液中采用萃取法或离子交换法制成高铼酸钾或高铼酸铵,再用还原法制成高纯铼粉。
钼精矿中的有害杂质,如铜、铅、锡、砷、磷、钙、二氧化硅等,不仅影响钼制品的质量,而且亦影响钼冶炼的工艺与设备,并污染环境。在冶炼之前需进行严格控制,或在冶炼中加以回收处理,从而成为有用组分,大大提高钼矿床的工业价值。
表3.14.10我国钼精矿质量标准(GB3200-82)
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表3.14.11我国三氧化钼(MoO3)质量标准
表3.14.12钼矿选矿主要技术经济指标