包钢选矿厂尾矿综合回收稀土元素选矿工艺.pdf

， 5 包钢选矿厂尾矿综合回收稀土元素选矿工艺 北京有色 冶金 设计研究 总院 张铭 -_-____一 [ 摘要] 本文论述了包钢选矿厂的尾矿综台回收稀土元素耥矿的选矿车间 下称精选车间 雎 篓 稀 土 元 素错 欲 ， 矿 ／ 关 键 词 签 鱼 旦 些 述 嬖 研 究 稀 土 元 素 褥 彦 象， ， 谚 厂 1 9 7 8 年 8月 ，冶金部 批准在 中国稀土公 司有色三厂 包头8 8 厂 再 建 一 座年产5 0 0 0 t 高品位稀土精矿的精选车间，以处理原有钢 公司 大选厂 浮出的稀土品位大 予1 0 TR 0 。 的浮选泡沫精矿 。在精 矿车 间设计期间 ，考 虑来 自大选厂泡沫精矿送往本车间须经5 k in 管 路输进 ，其基建 工程量较大 、投资多和 生 产管理复杂等因素，加之这种泡沫精矿在两 处 选别并非 合理，为此 ，我们建 议为节省基 建 投资，可 以从新建精选车 闯 附近 的包钢 大 化 ， 自动化 水平也 比较 高。 碎矿部 分各个矿仓均设料位 计，各个给 料设备 均设调速装置，原矿 、筛分 、中细碎 等关键处 的计 量均 采用 电子 皮带 秤。从粗碎 直 到粉矿堆 的全过程 ，均 采用 过程逻 辑控制 P L C 控 制，除集 中显 示外并带 有微 机打 印。中碎、细碎采用功率 控制 。 磨矿部分采用 P LC 控 制。磨矿 、浮选各 关 键部位均 设检 测仪表 ，如 液 位 计、流 量 计、 浓度 计，p H计 、粒度 仪、 电子 皮 带 秤 及x 一萤光分析仪等。通过 各 种 电 动 调 节 阕、 电动管夹 阈、 电磁 阎、定量 给药泵等 ， 自动调节给矿量 、给水量 、给药量 、石 灰乳 填加量及充气量 等 。 磨矿 、 浮选 全过程采用计 算 机控 制。应当说，选矿 厂的 自动控 制水平 在 国内有色金属 选矿 中是 比较高 的，初步试 车 表明，大 部分 仪表是好用 的，关键在 于今 选 厂的尾矿溜 槽中截流部分尾矿作为精选 车 阐回收 T R O 。 的原 矿，该方案 得到 上级 与建 设单 位的赞 同。 1 g 8 0 年 9月至 1 g 8 1 年 6月 ，我们 完成 了 从尾矿 中回收稀土精矿的单 一浮选 试验，为 设计 提供 了可靠依据 。精选车 间建成 生产 表 明，单 一浮选方法得到 的精矿 品位要 妇包钢 公 司大 选厂用重选法选 出的精矿 品位3 0 ～ 3 5 T R 0 还高约一倍。车间 经济效益显著 提高 ，为 尾矿 综合利用开辟 了一条新 路。 2 Z Z Z l l 后 的使 用，维护和保养 。 7 尾矿设 施 大 山选矿厂每年排弃尾矿量1 9 0 0 万t 折 合 1 3 5 7 万m。 ，在整个生 产期 间由 自流流槽 约7 k in输送 至尾矿库 。这是德兴三 期选 矿工程即大 山村厂址最成功的决雏。尾矿坝 最终堆 积标高2 8 0 m，总有 效库容 7 ． 7 亿m。 ， 可贮存铜厂和 富家 坞两矿 区的全部尾矿量。 尾矿库初期坝为粘土斜墙堆石坝，最大 坝高 3 8 ． 5 m。后期坝在 2 8 0 m标高 以下 坝 高 2 0 8 m ，用旋流 器产 出的粗尾砂 ，按 新 式 中线法堆 坝。 尾矿库 回水 设施包括 2座 浮船泵站， 4 座加压 泵站和 4个回水 池组成 ，从而 达到最 大限度地 利用 尾矿 回水 。 。 责任 编辑李怀 先 有 色矿 山一 l 9 9 3 ． ] 维普资讯 1 矿石性质 与试 验研究 包钢选矿 厂的尾矿主要产 自该 公司选厂 处理 的两种 类型矿石 ，即比较 难选的混合 型 贫 氧化矿 含硅 高 与易选 的萤石型贫 氧化 矿 含硅 低的矿 石。在 其选 出铁精矿后 的 尾 矿中 ，由于矿 物种类 较多 ，矿物表 面受到 浮选药 剂污 染，含有大量矿泥， 以及 生产时 地 面 冲洗 水、煤 渣、烟灰等杂物 ，使 尾矿 性 质极 为复杂。 为保 证设计 流程有适应性 ，我们以难选 类 型矿 石的尾矿作为本试验 的研 究重点 。该 尾矿 样品的化学成分 、矿物组成 与部分尾矿 粒度组成与部分尾矿 粒度 的 组 成 分别见 表 1、2、3。 褒1 尾 矿样品化学成分 成钎TR1 0 3 Fe F s Si O 2 Ba O Ca O Th O 含量 喃 6 2 0 2 3 ． 7 5 I I ． T 5 1 ． 5 6 5 ． 5 2． 3 0 l ． 2 0 O． 0 ∞ 寝2尾矿样 品矿 物组成 矿 物 含量 曲 4． 2 2 8 4 { 0． 65 i ． 3 9 5． 3 4 2． 9 6 2 2． 2 9 2．T2 5． 9 5 6． 1 3 8． T l 5． 0 4 4． 1 2 2． 0 6 O 0 0 0 亵3 尾矿祥 品筛分 产品粒暇 重量亘坌垩 2 m m 个别 累 计 有 色矿 山一 l 9 9 3 ． 1 尾矿 中的稀土矿 物主要是 氟碳铈矿与独 居石共 占8 ． 3 ，大量 赤道矿 占2 8 ． 4 4 ，萤 石 占2 2 ． 2 9 ，重 晶石 占4 ． 1 ，其余 为脉 石 矿 物。 试 验用的尾矿样 品是取 自尾矿分级 出的 溢 流产 品。因为新建 的精选车 间规模 较小， 只用 一小部 分分 级 出细粒级 尾矿 也足以完成 设计规 模要 求的生 产任务 。这样就简化 了新 建 精选 车 间的 工艺 流程 。就 样 品的粒度组成 见表 3所示 ，经过矿 物学研究指 出，矿 样细度9 5 一 2 0 O 目时 ，稀土 矿 物单体 解离 度为7 1 ． 8 8 ， 虽然解 离 度 不太高 ，但 不需 再磨就可 以直 接进 行选别 。 试验 的选 别流程论证指 出，根 据包钢矿 石矿物特 点所 开展的试验研究 与生 产实 践结 果，无论使 用重选或磁选 ，均 未使 生产 出的 稀土精矿质量达到合格产 品。其 中重选方法 虽然有进展，1 9 7 5 年也只能将浮选出来的稀 土 品位l 5 T R O。 泡 沫 精 矿 提 高到3 0 ～ 3 5 T R 。 O。 品位，在 当时 这 样结果是一项大 的技术进 步 ，并多 次在全 国稀土会 议上受到 称赞。因此，在 拟定本次试验研究方案时， 我们分析 了包钢 过 去稀土选矿 回收的稀土精 矿 品位 不 高的主要原 因有 1用重选法 处理 浮选泡沫精矿， 摇 床选 列 出的重矿 、稀土矿 物中含有大量与 其 密度相近的重晶石等脉石矿物，降低了稀土 精矿 品位 ，只 能达到3 0 ～3 5 TR Oa 。 2细 粒 级 的 稀 土 矿 物 尤 其是 一 2 0 1 m使 用摇床 富集效果较差 ，导 致损 失 大 。精矿中稀土回 收率只有 3 0 左右 。 3重选与磁选 联合流程 ，不仅流 程 复杂化，同样也不能取得较好的分选结果。 鉴于上述 情况，结合 包钢 尾矿 中稀土矿 物特性 ，我们综合了 国内外稀土选矿 的科研 与生产实践 ，特别是借 鉴 了网内兄弟单位采 用羟 肟酸盐等药 剂从 包钢 原矿 中回收稀土的 成功经验，利用 国内可 以供应的新药 剂，确 定采用优先 浮选 稀土 的试验流程并 锚准美 国 一 53 一 矿 锭 矿 赤 钍 泉 办 石石 计 暇 象 云 毕 任 等 钠 石 、 矿 、 类 长物 矿 矿 矿 矿 铈 石 石 石 石 母 石 石 矿 台 巍 维普资讯 帕斯 山稀土 选冶厂采 嘲 浮 选 流程生产 出含 6 5 ％T R O 。 韵 商品位稀 L 精矿柞 为 目标 。 美 剿帕斯 山稀土选 冶厂主要生 产 高纯氧 化铕、氧化铈等。其矿床为碳酸盐矿体， 苦 氟碳铈矿 包括一系列铈族稀土元素，进 有独 居 石、重晶石、方解石及氧 化硅 等 ，与 包头 稀土 属于 同一类 型 ，但矿 石组成 筒单 ． 嵌布 粒度较粗 ， 经磨 碎至1 0 0 目，旋 流器分级 溢流 用Na C O 。 调 整到P H9 在磺 化木素 胺 盐作 抑制剂 ， N一 8 0 油酸为捕收 剂和氟硅 酸 盐 类调 整 刺韵作嗣下 ，加温 浮选 1 4 0 o F得 浮选精矿。其主要指标为原矿品位 6％～ l 1 ％T R O ， 稀 土精矿 品位5 7 ％ ～6 5 T Rt O ， 回收率 7 0 以上 。 我们经过半 年多 的浮选试 验研 究，对于 浮选药 剂作 了筛选 工作 ，寻找到最 适于稀 矿 物捕 收的药 剂为羟肟 酸铵 与环 肟酸 铵，而 水玻璃是萤石、重晶石与铁矿物的抑制剂， 氟硅 酸 钠作为 稀土矿 物 的话 化剂 。 研究单 位过 去对 包钢 选矿厂原矿 的系统 试验结果 证 明羟 肟 酸与水 玻璃对 稀上矿 物有 较强选择 性 ，它是有效药 剂 见 图 1、 2 ， 并经 过 以后半 工业 试验证实 ，在试 验中我们 解决 了下面两个问题。 1 强化 抑制萤石 、铁矿 物与脉 石 在 第一 次精 选作 业必须加大量水 玻璃 。 实 践表 明是有效的 ，但虽终 精矿 产 品位仍 这 不到6 0 T R 0 。 的要求 ，镜 榴 检查发现 大量 硫化物是精矿晶位不高的主要原困。于是决 定第四献精选精矿进行脱硫，经过两次硫浮 选，稀土精矿质量达到要求，并得出含硫融 位3 5 ％的硫精矿 见表 4。 2强化稀 土矿 物的捕啦 为提高稀土 回收率，必须选择络 合作用 较强的环肟酸铵作为捕收剂，以代替羟肟酸 铵。试验结果，它 可 以使 回收率 由3 4 ． 8 9 提高 到4 4 ． 3 7 ，印 提 高 到1 ． 3 ．fg 。 见表 5 裹4 脱 硫试验结 果 产聿 品位 嘧 回收卑 嘶 产品 舶 TR l 0 j S TR 2 0 3 S 魄化物 4 O ． 1 2 6． g 6 3 5 ． 4 2 7． 0 9 9． I 6 ● 稀土精矿 5 9 ． 8 8 B 1 ． 0 4 O． 2 o 9 ． 0 o 0 8 4 皓 矿 l 0 0 3 9． 8 8 1 4 ． 3 1 0 0 1 0 0 襄 5 环肟酸铵 与羟孵酸铵 试验 结 果 比较 捕 收剂 莲肟酿 镑 环 脖酸 铵 表 中数 据为五 次试验 平均值。 水 玻璃 用量对 稀土浮选的影 响见图 1 。 碳酸钠1 ． 6 k g ／ t ，氟硅酸钠0 ． 8 k g ／ t ，异羟肟 酸铵0 ． 7 k g ／ t ，原料 系包钢选 矿厂原矿。 图1 水玻璃 用量对稀 土浮遮的影响 羟 肟酸铵用量对稀 土 浮 选 的影嗬见 图 2。使 用碳酸铵1 ． S k g ／ t ，水 玻璃 4 ． 5 k g ／ t ， 氟硅酸钠0 ． 8 k g ／ t ，原料系包钢选矿厂原矿 环肟酸的选矿作用机理 环肟酸与羟肟 酸具有 同样的 活性基 团 ，两 者 区别在 于活性 基 所连接 的非极性基 团 的差别 。羟 肟酸的非 极 性 基 为R 通 常Rc 一 。 ，环肟酸的非 极性基 为饱 和五 环烷基 。捕收力随着非极性 基 碳链长度 的增 长而 增加 。碳链 跃度大，所 形成的肟适 当矿 浆p H逝 范 嗣 宽 ，环状结 构 有 色矿 山一 l g 9 3 ． 1 维普资讯 的肟 ，其选择性 比直链的强。 圈2 羟肟酸 铵用量 对 稀浮选的影响 羟 肟酸的捕 收力是 活性基 团上的氢原 子 被矿物 表面上金 属离 子取 代形成五或 四环难 溶 的金 属络 台物 的螫 合作 用。 H R 。 ， 。o＼Me N 一 0／ 活性基 团上氢原 子被 矿物表面金属粒 子 取代 的难易程度 受到非极性基 的影 响。环肟 酸 出于结构上的诱导 作用 增强 了肟基 的捕 收 力 ，因此 ，环状 的空间效应使 形成的肟 比羟 肟 酸的效应具有 更大 的捕收力和选择性 。 2 半工业浮选试验 基 于小 型试验结 果，在包钢有色 三厂试 验 厂和用 包钢选 矿尾矿 溜槽 中的部分 尾矿 开 展 了半 工业 浮选试验，并实现 了小型试验 指 标 。见表 6。 表6 半工业试验结果 顽指出，出于半工业试验受某些条件限 有 色矿 山一 l 9 0 3 ． 1 制，稀士回 收率较 小型试 验结果低 ，但 仍有 潜力。预计 随生 产 操 作 与 管理水 平逐 斜提 高，会达到预期 要求 。 圈3 甩矿浮选 回收糟 半工业 试验工 艺流程 3 精选车间的经济效益 利用 包钢选 厂尾矿综合 回收稀土 元素 ， 按照从尾矿中产出5 0 0 0 t ／ a ，品位6 0 T R 0 的稀土精矿计算，车间每年需处理细粒级尾 矿1 O ． 5 万t 。考虑车间 投 资 的折旧、年经营 费等每 年 获 得总产值 8 7 4 ． 8 万元 ，即每 1元 投入可 获得到1 ． 9 7 元净收益 。比从 浮选 泡沫 回收稀土元素的方案多0 ． 2 1 元，见表 7。 表 7 用稀 泡沫 精 和尾矿为原料 回收聒土精矿方案 比鞍 表 万元 该车 间的建设 不仅促进 了原有 包钢稀土 浮选厂更 合理进 行改进 工艺流程 得出合格 浮 选精矿 产品，而且 在 目前条件下 ，也为尾矿 的综 合回收提供 了经验。 C O R 或 ， o ／ 。 o ＼ M R 维普资讯 横流皮带选矿机流膜运动规律及其分选原理 南 方冶 金 学 院 塑 [ 摘要 介绍了植流 皮带选矿机遣别对滤腱运动规律． 分别讨论了 矿物颗粒在横向水汽、皮带 佧匀谴 直线运 动殛近 于圆 周的轨道 式振 动作用 下_赢膜 的运动 方程 ；并研 究了 横 慌 皮 带选 矿机 的选别 理 ， ／ ， 关 键 词 ； 墅 型删 原 理 历 一 一 ／ ，J 一 1 横流皮 带选矿机 流膜运动规律 横流皮带选矿机是一种在综合力场中选 别细粒矿 石的重 力选矿 精选设矿。矿物 颗粒 在横 向水 流冲洗作用 、分 选皮带作 匀速直线 运动及 近于圆 的 轨道 式振动综 合力作用下 进 行松 散分 层。现 以清 水为例分 别讨论这三 种情况 下流膜 的运动规 律。 1 ． 1 分选皮带静 止时横 向永流 运动方程 如 图 1所示，在水流 内部 面积 为A的 两 层 面间， 牯性 摩擦 力重力分别 为 F A W H h Ap g s i nc 当水流达匀 速流动时，Fw ，即； A H-h Ap i n a ∞姻∞ 蛔∞∞∞∞∞∞ ％ 4 结语 解该微分方程 得 u h 2 H h 1 式中 U 一 距床底 高h 处 液层流 速 ，c m／ } p 一 液体密 度，g ／ e ra。 ； J 一 液体粘度 ，P 泊 ， n ～ 分选 皮带倾角， 。 ； g 一 重力加速度 ，9 8 0 c m／ ； H一 液层总厚度 ，c m。 图 1 皮 带静 止时横向水流运 动情 况 以清 水为例，分选 时a1 ． 5 。 ， 单位 宽度 1在包括钢有色三厂新建稀土浮选 车阅 ，处理取 自选矿厂部分 尾矿作为回 收稀 士的原料是合理的，同单一浮选法可获得稀 土精矿 品位达6 0 TB ． O s 以上。 2采用 浮选法 回收稀土元素 ，较用 重选法 浮一重联 合不 仅 简 军 了工艺流 程，其精矿品位可提高一倩，回收字 电商。 ∞％9 婷 ∞∞ ∞∞∞98∞∞∞ 3环 肟酸铵是捕收稀 土矿物 的有效 捕收 剂，精矿 品位 已达 国外类似企业 美 国 帕新 山稀 土选 冶厂的产 品质量 。 4新建 该精选车间回收稀土以选厂 尾矿为原料 比以浮选泡沫为原料可节省基建 投资约 4 0 万 元，年效益 多收 5 3 万元。该车 间 为 包钢 选矿 厂 尾矿 综合利用提供 了经验 。 参 考文献 略 责任 编辑王家骧 有 色矿 山一 i 9 9 ；3 ． 1 维普资讯