安徽某铜矿山浮选柱半工业试验_代献仁.pdf

收稿日期2020-01-15 基金项目安徽省重点研究和开发计划项目 （编号201904a07020044， 201904a07020054， 1804a0802207） 。 作者简介代献仁1981， 男， 高级工程师， 硕士。通讯作者陈洲 （1986） ， 男， 工程师， 硕士。 总第 526 期 2020 年第 4 期 金属矿山 METAL MINE 安徽某铜矿山浮选柱半工业试验 代献仁 1 陈洲 2， 3 袁启东 2， 3 刘军 2， 3 张永 2， 31 （1. 中铁建铜冠投资有限公司， 安徽 铜陵 244000； 2. 中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司， 安徽 马鞍山 243000； 3. 华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司， 安徽 马鞍山 243000） 摘要安徽某铜矿山现场采用优先浮铜选铜尾矿磁选回收磁铁矿及磁黄铁矿磁选尾矿浮选回收黄铁 矿的工艺流程。浮选作业均采用常规浮选机， 当原矿品位降低时， 精矿铜品位难以达到设计指标。为提高铜精矿 品位， 在实验室试验的基础上， 分别采用CCF型浮选柱和旋流-静态微泡浮选柱进行半工业试验。现场结果表明 采用浮选柱的精矿品位均高于同期现场精矿品位， 其中CCF型浮选柱的精矿品位高达21.01， 比同期生产指标提 高了2.9个百分点， 旋流-静态微泡浮选柱的精矿品位为19.96， 比同期现场生产指标提高了1.05个百分点。说明 CCF型浮选柱更适合于处理该矿石。 关键词铜矿浮选CCF型浮选柱旋流-静态微泡浮选柱半工业试验 中图分类号TD923文献标志码A文章编号1001-1250 （2020） -04-078-06 DOI10.19614/ki.jsks.202004013 Pilot Test of Flotation Column in a Copper Mine in Anhui Province Dai Xianren1Chen Zhou2， 3Yuan Qidong2， 3Liu Jun2， 3Zhang Yong2， 32 （1. Zhongtiejian Tongguan Co.， Ltd.， Tongling 244000， China； 2. Sinosteel Maanshan Institute of Mining Research Co.， Ltd.， Maanshan 243000， China； 3. National Engineering Research Center of Huawei High Efficiency Cyclic Utilization of Metal Mineral Resources Co.， Ltd.， Maanshan 243000， China） AbstractThe process flow of preferential floating copper-magnetite and pyrrhotite recovery by magnetic separation from copper tailings-pyrite recovery by flotation from magnetic separation tailings was adopted in a copper mine on-site pro- cess in Anhui. Flotation operation all used flotation machines in the mine. When the grade of raw ore is reduced，the copper grade of concentrate is difficult to reach the design index. In order to improve the grade of copper concentrate， on the basis of laboratory tests，CCF flotation column and cyclone-static microbubble flotation column were used for semi-industrial tests. The test results show that the concentrate grade of the flotation column is higher than that of the on-site concentrate in the same period. The concentrate grade of the CCF flotation column is up to 21.01，which is 2.9 percentage points higher than that of the production index in the same period. The concentrate grade of the cyclone-static microbubble flotation column is 19.96，which is 1.05 percentage points higher than that of the production index in the same period. It indicates that CCF type flotation column is more suitable for the treatment of the ore. KeywordsCopper ore， Flotation， CCF flotation column， Cyclone-static micro-bubble flotation column， Pilot test Series No. 526 April 2020 浮选柱是提高微细粒物料分选精度最为有效的 浮选设备之一 ［1］， 具有富集比高、 浮选速率快、 结构简 单、 占地面积小、 能耗药耗低、 操作方便、 便于引入其 他力场以及易于实现自动化和大型化等优点 ［2-4］。浮 选柱最初主要用在煤炭行业， 目前在铜矿、 钼矿等有 色金属行业也逐渐获得广泛应用 ［5］。 安徽某铜矿山设计处理量为400万t/a， 原矿铜品 位为1.01， 设计铜精矿铜品位为20 ［6］。矿石中主 要有用矿物有黄铜矿、 黄铁矿、 磁黄铁矿、 磁铁矿以 及金和银， 主要脉石矿物有石英、 石榴石、 滑石、 蛇纹 石及硅镁石等。黄铜矿呈粗细极不均匀嵌布， 黄铁 矿嵌布粒度相对较粗， 磁铁矿与磁黄铁矿嵌布粒度 较细 ［7］。目前， 现场采用优先浮铜选铜尾矿磁选回 收磁铁矿及磁黄铁矿磁选尾矿浮选回收黄铁矿的 78 ChaoXing 工艺流程。现场浮选作业均采用常规浮选机， 当原 矿性质发生变化， 特别是原矿品位降低时， 精矿铜品 位难以达到设计指标。因此， 该矿拟采用富集比相 对较高的CCF型浮选柱和旋流-静态微泡浮选柱进 行现场铜精选作业的半工业试验研究， 为今后用浮 选柱替代浮选机进行铜精选作业的可行性提供技术 参考。 1浮选柱的工作原理及特点 1. 1CCF逆流接触充气式浮选柱 CCF逆流接触充气式浮选柱 （图 1） 系长沙有色 冶金设计研究院自主研制。矿浆由柱体中上部给 入， 经分配器均匀分散后向下运动， 与由喷枪式微孔 发泡器产生的微气泡发生逆流碰撞， 有用矿物随气 泡上浮到泡沫区， 经精矿淋洗水冲洗发生二次富集 后从泡沫槽排出； 脉石矿物则向下运动由底部尾矿 口排出。该设备具有如下特点 采用新型喷枪式微 孔发泡器， 气泡微细均匀、 不易堵塞、 气体流量易调 节； 采用阶梯状布局并设置消能板使气体与矿浆充 分混合后快速分散， 有效避免发生 “翻花” 现象， 也降 低了柱体高度； 采用智能尾矿调节阀， 减压耐磨、 维 修方便、 调节速度快 ［8-9］。 1. 2旋流-静态微泡浮选柱 旋流-静态微泡浮选柱 （图2） 是中国矿业大学自 主研发的一种新型细粒高效分选设备。该设备由位 于上部的柱分选段、 下部的旋流分选段以及外部的 管流矿化段3部分组成。矿浆由柱分选段的中上部 给入， 矿物在柱分选段内与气泡发生逆流碰撞， 可浮 性好的矿物随气泡上浮从顶部精矿槽排出； 可浮性 差的矿物向下运动至旋流分选段， 在此进行按密度 的重力分选和旋流浮选， 粒度较粗、 可浮性较差的矿 物沿径向外侧运动， 最终由底部的尾矿管排出； 粒度 较细的中矿则进入带有气泡发生器的管流矿化段， 经高度紊流矿化后切向返回旋流分选段， 形成中矿 循环 ［10］。该设备有以下特点 气泡发生器采用耐磨 蚀的氧化铝微晶陶瓷， 以射流发泡方式产生大量微 小活性气泡， 非常有利于细粒矿物的分选； 将管流矿 化和旋流分选相结合不仅实现了高效矿化， 还有效 降低分选粒度下限， 提高浮选速率， 减少柱体高度； 通过控制尾矿阀门， 实现液面自动稳定调控。 2原料性质 试验原料取自生产现场的铜浮选粗精矿， 其化 学多元素分析、 铜物相分析以及粒级筛 （水） 析结果 见表1～表3。 注 Au、 Ag含量的单位为g/t。 表1～表3表明 铜粗精矿主要可回收元素为铜、 金、 银， 其中铜品位为11.50， 铜矿物主要以原生硫 化铜的形式存在； 铜粗精矿中0.074 mm的粗粒级铜 2020年第4期代献仁等 安徽某铜矿山浮选柱半工业试验 79 ChaoXing 品位高达17.89， 而-0.023 mm的细粒级铜品位仅有 9.45， 但其铜分布率却高达49.40。因此， 要想获 得高品位、 高回收率的铜精矿， 关键在于强化细粒级 的分选。 3实验室浮选试验 为了弄清现场品位不达标是否因精选次数不足 导致， 在半工业试验之前采用铜粗精矿分别按现场 生产流程及多次精选流程进行实验室闭路浮选对比 试验， 试验流程见图3、 图4， 试验结果见表4。 表 4 表明 现场流程试验的精矿铜品位只有 17.35， 该指标与现场生产指标基本一致； 而经多次 精选后的精矿铜品位可达到大于20的目标。由此 可见， 在不改变磨矿细度的前提下， 通过增加精选次 数或采用高 “富集比” 的浮选柱取代常规浮选机以获 得合格精矿是完全有可能的。 4浮选柱半工业试验 考虑到现场场地及原有设备情况， 决定采用浮选 柱与浮选机相结合的方式进行半工业试验， 即采用1 台浮选柱进行精选， 1台浮选机进行扫选， 试验流程见 图5， 其中CCF型浮选柱型号为φ700 mm8 000 mm， 射流浮选柱型号为φ400 mm4 000 mm， 浮选机为容 积1.1 m3的机械充气式浮选机。由于浮选柱的工艺参 数 （矿浆浓度、 充气压力、 泡沫层厚度、 处理量等） 对浮 选指标影响较大， 因此首先进行实验室工艺条件试 验， 然后在较优的条件下进行了7 d的半工业试验。 4. 1CCF型浮选柱条件试验 4. 1. 1矿浆浓度试验 当充气压力为 0.35 MPa、 泡沫层厚度为 1 200 mm、 处理量为0.8 t/h时， 矿浆浓度对精矿指标的影响 见图6。 由图6可知， 矿浆浓度越大， 精矿品位越低， 回收 率越高。在保证精矿品位达标的前提下， 为提高设 备处理量， 应尽可能选择较高的矿浆浓度， 因此适宜 的矿浆浓度为25。 4. 1. 2充气压力试验 当矿浆浓度为25、 泡沫层厚度为1 200 mm、 处 理量为0.8 t/h时， 充气压力对精矿指标的影响见图7。 由图7可知， 充气压力越大， 精矿品位越低， 回收 率越高。为保证精矿品位， 选择充气压力为 0.35 MPa。 金属矿山2020年第4期总第526期 80 ChaoXing 4. 1. 3泡沫层厚试验 当矿浆浓度为25， 充气压力为0.35 MPa、 处理 量为0.8 t/h时， 泡沫层厚度对精矿指标的影响见图8。 由图 8可知， 泡沫层厚度越大， 精矿品位越高， 回收率越低。为保证精矿品位， 选择泡沫层厚度为 1 000 mm。 4. 1. 4处理量试验 当矿浆浓度为25， 充气压力为0.35 MPa、 泡沫 层厚度为1 000 mm时， 处理量对精矿指标的影响见 图9。 由图9可知， 处理量越大， 精矿品位越低， 回收率 越高。为保证精矿品位， 选择处理量为0.8 t/h。 4. 2旋流静态微泡浮选柱条件试验 中矿循环压力是旋流-静态微泡浮选柱分选系 统的主要能量来源， 其大小将直接影响矿化效果和 泡沫层厚度， 进而影响分选指标 ［11］， 因此分别在高循 环压力 （0.3 MPa） 和低循环压力 （0.15 MPa） 2种状态 下进行矿浆浓度和处理量试验。 4. 2. 1高循环压力下的条件试验 在高循环压力下， 当处理量为0.5 t/h时， 矿浆浓 度对精矿指标的影响见图10。 由图10可知， 在高循环压力下矿浆浓度即使低 至 15， 精矿品位也只有 17.06， 与目标值相差甚 远。综合考虑， 选择矿浆浓度为25进行处理量试 验， 结果见图11。 由图11可知， 在高循环压力下处理量即使低至 0.2 t/h， 精矿品位也只有17.05。可见， 在高循环压 力时射流浮选柱的分选指标较差。 4. 2. 2低循环压力下的条件试验 在低循环压力下， 当处理量为0.2 t/h时， 矿浆浓 度对精矿指标的影响见图12。 由图12可知， 低循环压力下浮选指标明显变好， 当矿浆浓度为15时， 精矿品位为20.09。因此， 选 择矿浆浓度为15进行处理量试验， 结果见图13。 由图13可知， 在低循环压力下， 处理量越大， 精 矿品位越低， 回收率越高。为保证精矿品位， 选择处 理量为0.2 t/h。 2020年第4期代献仁等 安徽某铜矿山浮选柱半工业试验 81 ChaoXing 4. 3浮选柱半工业试验 采用条件试验确定的工艺参数 （见表5、 表6） 进 行了7 d的半工业试验， 2种浮选柱的累计试验指标 以及同期生产指标见表7和表8。 半工业试验表明 在精矿回收率基本不变的情 况下， 采用浮选柱的精矿品位均高于同期现场精矿 品位， 其中CCF型浮选柱的精矿铜品位高达21.01， 比同期生产指标提高了2.9个百分点， 旋流-静态微 泡浮选柱的精矿铜品位为19.96， 比同期生产指标 提高了1.05个百分点。说明CCF型浮选柱更适合于 处理该矿石。 5结语 （1） 安徽某选厂铜粗精矿的铜品位为11.50， 主 要为原生硫化铜， 铜在-0.023 mm的细粒级分布率高 达49.40， 要想获得铜品位20以上的精矿， 重点在 于强化细粒级的分选。 （2） 实验室浮选试验表明， 对铜粗精矿进行多次 精选可以使其铜品位达到20以上。半工业试验表 明， 在精矿回收率基本不变的情况下， CCF型浮选柱 和旋流-静态微泡浮选柱的精矿品位均高于同期现 场指标， 其中CCF型浮选柱的精矿品位高达21.01， 比同期生产指标提高了2.9个百分点， 更适合用于处 理该矿石。 参 考 文 献 黄光洪， 张冬松， 魏党生.浮选柱在国外提高铜精矿品位的生产 实践 ［J］ .湖南有色金属， 2001， 17 （1） 8-11. 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