YXⅡ-4闪速浮选机在磨矿分级回路的工业试验研究.pdf

7 4 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年第1 期 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 9 4 9 2 ．2 0 1 7 ．0 1 ．0 1 7 Y X Ⅱ- 4 闪速浮选机在磨矿分级回路的工业试验研究 谭明，冯天然，韩志彬，史帅星，武涛 1 ．北矿机电科技有限责任公司，北京1 0 0 1 6 0 ；2 ．北京矿冶研究总院，北京1 0 0 1 6 0 摘 要介绍了Y X l I - 4 闪速浮选机的结构、工作原理及工艺配置的特点，并利用该设备在某金矿进行了工业试验研究。 研究结果表明以二段磨矿水力旋流器的部分沉砂给人单槽Y X1 I - 4 闪速浮选机进行选别，人选沉砂平均品位约5 ．4 2g ／t 时， 精矿平均品位可达7 7 ．2 8g ／t ，平均作业回收率约4 0 ．7 8 ％；对比试验前后，在磨矿分级回路中增加闪速浮选机后浮选流程的总 回收率约提高2 ％。这表明，Y XI ／- 4 闪速浮选机在磨矿分级回路中具有广阔的应用前景。 关键词闪速浮选机；析离分层；浓度梯度 中图分类号T I M 5 6文献标志码A文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 7 0 1 - 0 0 7 4 - 0 4 I n d u s t r i a lT e s tS t u d yo nP e r f o r m a n c eo fY X Ⅱ- 4F l a s hF l o t a t i o n C e Ui nt h eM i l l i n g ．c l a s s i f i c a t i o nC i r c u i t T A NM 讯g ，F E N GT i a n r a n ．H A NZ h i b i n 。S H IS h u a i x i n g 。W UT a o J ．B G R I M MM a c h i n e r y A u t o m a t i o nT e c h n o l o g yC o ．，L t d ．，B e i j i n g1 0 0 1 6 0 ，C h i n a ；2 ．B e i j i n gG e n e r a l R e s e a r c hI n s t i t u t eo fM i n i n g M e t a l l u r g y ，B e l t i n g1 0 0 1 6 0 ，C h i n a A b t r a c t I nt h i sp a p e r ，t h es t r u c t u r e ，w o r k i n gp r i n c i p l ea n dp r o c e s sc o n f i g u r a t i o nc h a r a c t e r i s t i c so fY Xl I - 4 f l a s hf l o t a t i o nc e l lw e r eo u t l i n e ．a n dt h ei n d u s t r i a lt e s t s t u d yo nY XI I - 4 f l a s hf l o t a t i o nc e l lw a sc a r r i e do u ti na c e r t a i ng o l dc o n c e n t r a t o r ．T h et e s tr e s u l t ss h o wt h a tt h eu n d e r f l o wo fh y d r o c y c l o n e sa st h ef e e d i n gw a sb e n e f i c i a t i o n b yY X Ⅱ- 4f l a s hf l o t a t i o nc e l l ，t h eu n d e r f l o wc o n t a i nA uw a s5 ．4 2g ／t ，t h ec o n c e n t r a t ew a s7 7 ．2 8g ／t ，t h ea v e r a g e s t a g er e c o v e r yw a sa b o u t4 0 ．7 8 ％；c o n t r a s tt ot h er e s u l t so b t a i n e db e f o r et h ei n d u s t r i a lt e s t ，t h eo v e r a l lr e c o v e r yw a s a d dt o2 ％w h e nt h eY XI I - 4f l a s hf l o t a t i o nc e l lw a sa r r a n g e m e n ti nt h em i l l i n g ．c l a s s i f i c a t i o nc i r c u i t ．I ts h o w st h a t Y XI I - 4f l a s hf l o t a t i o nc e l lh a sw i d ea p p l i c a t i o np r o s p e c t si nt h em i l l i n g c l a s s i f i c a t i o nc i r c u i t ． K e yw o r d s f l a s hf l o t a t i o nc e l l ；s e g r e g a t i o n ；c o n c e n t r a t i o ng r a d i e n t 由于水力分级的效率一定，返回球磨机再磨的 沉砂中必然含有已经单体解离的微细粒，如果不能 尽早回收这些已经获得单体解离的矿物颗粒，这势 必会造成过磨现象，影响整体浮选流程的选别指标。 最早在1 9 8 5 年芬兰奥托昆普公司开发了闪速浮选 机，并成功应用于磨矿一分级回路，此后闪速浮选机 逐渐引起国内外学者的重视J 。 闪速浮选机是一种单槽用于磨矿分级回路中的 机械搅拌充气式浮选机，适用于从水力分级作业的 沉砂中回收金、银和铂等贵金属，以及选别其它密度 差较大的矿物。目前，在国外工业生产上已应用了 2 0 0 多台闪速浮选机。国内方面，北京矿冶研究总院 设备研究所1 9 8 8 年开始探索研究闪速浮选机技术， 其研制的Y X 型闪速浮选机在德兴铜矿泗洲选矿厂 和安徽狮子山铜矿开展了工业试验研究，用于选别 一段磨矿的水力旋流器沉砂，取得了较好的选别指 标。此后，凡口铅锌矿、金川有色金属公司和鸡笼山 金矿等矿山相继引进国外S K 型闪速浮选机开展了 工业试验研究，工业试验期间均取得了不错的选别 指标。2 。I 。然而，截止目前国内闪速浮选机仍应用于 工业生产的例子很少。究其主要原因是，一方面国 内选矿厂长期以来粗放式的生产管理使得闪速浮选 机的适用性差，另一方面国内学者针对闪速浮选机 缺少持续深入的工业应用研究。 虽然目前国内闪速浮选机技术的开发应用研究 相对滞后，但是随着人选矿石禀赋越来越差，选别工 艺精细化的呼声越来越高，未来国内选矿厂对闪速 浮选机技术的需求具有较大的市场空间。基于此， 基金项目国家自然科学基金资助 5 1 6 7 4 0 3 4 收稿日期2 0 1 6 - 0 8 1 6修回日期2 0 1 6 ．1 1 ．2 3 作者简介谭明 1 9 8 5 ． ，男，江西九江人，硕士，工程师，从事矿物加工设备研究及工程转化方面的研究。 万方数据 2 0 1 7 年第1 期谭明等Y X1 1 - 4 闪速浮选机在磨矿分级回路的工业试验研究 7 5 北京矿冶研究总院一直没有放弃对闪速浮选机技术 的研究开发，2 0 1 2 年其研制的Y x 4 闪速浮选机在 崇礼紫金矿业选矿厂开展了攻关试验。在此基础 上，2 0 1 4 年开发的Y X1 I - 4 闪速浮选机在甘肃某大 型金矿开展了工业适用性研究。 1 Y X Ⅱ4 闪速浮选机简介 Y X I I - 4 闪速浮选机结构如图1 所示，主要由槽 体、主轴、推泡锥、传动机构和液位控制系统等组成。 Y X 型闪速浮选机的特点在于1 叶轮一定子下安装 矿浆循环筒，用于促进叶轮下部的矿浆循环，同时使 微细粒多次进入叶轮区，增加捕收概率；2 槽体采用 锥形底设计，消除槽内死角，同时可起到一定程度的 浓密作用，增大槽体内部轴向的浓度梯度；3 矿浆切 向给入槽体锥形底上部，在叶轮的搅拌作用下，在槽 体内矿浆发生析离分层现象，即微细颗粒多分布于 槽体中上部，而大部分的粗颗粒通过锥体底部排出； 4 底部管路上安装了胶管阀，避免粗颗粒堵塞管路； 5 槽体内采用大推泡锥，有利于形成相对稳定的泡 沫层，并促进精矿泡沫的快速排出；6 增加中部排矿 口，以适应快速多变的给矿波动；7 通过优化液位控 制系统，提高了液位嗄馈的灵敏变和精度 图l、＼Ⅱ4 闪速浮选机示意图 F i g ．1[ i a g l l a l l l _ l fy X Ⅱ4t l a ．- h f I n t a l i o n 【P l l 1 一槽f 2 一I } z 部排矿【i ；3 一惰矿泡沫排矿【I 4 一 玑动I U f 忆 5 推泡锥6 液f i 检测装置；7给f | r fi 8呔部排f 1 r [ I 2Y X Ⅱ4 闪速浮选机的工业试验 2 ．1 原矿性质 甘肃某金矿处于西秦岭夏河合作金铜多金属 成矿带，该矿石属于少硫化物微细粒浸染型含金矿 石，矿石中含金矿物为自然金，金的主要载体矿物为 黄铁矿、毒砂、辉锑矿和褐铁矿，脉石矿物主要为石 英，其次为白云母、白云石、黑云母、方解石和高岭 石等。 矿石中可见金 显微镜下 均以自然金形式产 出。自然金呈粒状、不规则状分布于石英、黄铁矿、 毒砂的裂隙、粒间或包裹于其中。金嵌布状态以包 裹金为主占8 4 ．7 9 ％，粒间金占1 5 ．2 1 ％。金在矿石 中的嵌布粒度极其微细 一般5 ～5 0 斗m ，微粒金占 9 0 ．6 6 ％。金的赋存状态复杂，回收难度大，采用单 一回收方法难以取得理想的金回收指标H 巧o 。 2 ．2 沉砂性质 为了探索合适的工业试验条件，对该金矿二段 水力旋流器的沉砂性质进行了分析。分析结果表 明，沉砂含金3 ．7 6g ／t ，细度一7 4 m 约占1 1 ．3 3 ％， 浓度7 0 ％一7 6 ％。表1 是旋流器沉砂的筛析结果。 表1旋流器沉砂筛析结果 T a b l e1R e s u l t so fs e r e e na n a l y s i s 粒级产率金品位金属分布 唑 丝』 g 12型丝 2 4 6 “．7 81 ．5 41 8 ．3 4 2 4 6 1 4 73 1 ．6 66 ．3 45 3 ．3 8 1 4 7 7 41 2 ．2 34 ．4 61 4 ．5 l 一7 4 3 82 ．7 14 ．5 43 ．2 7 3 88 ．6 24 ．5 81 0 ．5 0 合计 1 0 0 ．03 ．7 61 0 0 ．0 从表1 中可以看出，沉砂中金属分布率占比较 大的分别是一2 4 6 1 4 7l a , m 和一1 4 7 7 4 “m ，所以 这两个粒级也是闪速浮选机的主要回收对象。 2 ．3 配置特点 图2 是工业试验时Y XI I - 4 闪速浮选机在磨矿 分级流程中的配置情况。二段磨机排矿自流入泵 池，并由砂泵输送至水力旋流器进行分级，溢流进入 浮选主流程进行选别，工业试验时截流部分沉砂给 入Y XI I - ．4 闪速浮选机进行选别，底流排矿直接进入 二段磨机再磨，中部排矿自流至泵池，闪速浮选精矿 即为最终精矿。 3 结果与讨论 3 ．1 清水动力学测试 在Y XI I - 4 闪速浮选机的工业试验前开展了清 水条件下的动力学测试。试验分别测试了转速、充 气量和空气分散度3 个关键参数之间的关系。试验 结果见图3 。 万方数据 7 6 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年第1 期 魁 凝 求 F 剁 给矿 返砂 一段磨矿 双螺旋分级机 流程 图2 Y X1 1 - 4 闪速浮选机在磨矿分级流程中的配置 F i g ．2 Y X1 I - 4f l a s hf l o t a t i o nc e l ll a y o u ti nt h ef l o w s h e e to fm i l l i n ga n dc l a s s i f i c a t i o n 图3不同叶轮转速对空气分散度的影响 F i g ．3 E f f e c to fv a r i o u si m p e l l e rs p e e d s o na i rd i s p e r s i t y 从图3 可以看出，在两种充气量条件下，随着叶 轮转速增加，空气分散度均逐渐增加。虽然空气分散 度越大，表明浮选机分散空气的均匀程度越好，但是 随着转速和气量的增加，浮选机内液面翻花的程度也 逐渐加剧。因此，综合考虑确定浮选机适宜的性能参 数为主轴转速2 0 0r p m ，充气量0 ．6m 3 ／ m 2 m i n 。 3 ．2 探索性试验 探索性试验用以确定给矿工艺条件和药剂制 度。经过多次试验，最终确定了稳定带矿试验期间 的给矿工艺条件和药剂制度，如表2 所示。 表2稳定带矿试验的工艺条件 T a b l e2T e s tc o n d i t i o n so fs t e a d yf u l l s c a l et e s t 诵t l l p u l p 竺堂 竺竺 翌12l g 121 9 12 03 50 ．】22 0 ～2 55 ～】0 3 ．3 稳定带矿试验结果 一共进行了6 天1 8 个班次的连续带矿试验，试 验期间设备运转平稳，经受住了给矿波动变化造成 的极其不利影响，精矿泡沫溢流均匀。每个班次分 别对给矿、精矿泡沫、尾矿和中部排矿间隔相同时间 取样，合并成综合样送分析。图4 是工业试验期间 Y X1 1 - 4 闪速浮选机内的泡沫现象。 图4 Y X1 14 闪速浮选机内的泡沫图像 F i g ．4 F r o t hi m a g ei nt h eY X Ⅱ4 f l a s hf l o t a t i o nc e l l 最终综合试验指标为在给矿平均品位5 ．4 2g ／t 的条件下，Y XU - 4 闪速浮选机的精矿平均品位为 7 7 ．2 8v c t ，平均作业回收率可达4 0 ．7 4 ％。 3 ．4 试验结果对比 为了对比磨矿分级回路中增加闪速浮选机对选 矿厂总体选别指标的影响，对比了选矿厂工业试验 前浮选指标与工业试验期间的生产指标，各项指标 阳圆 万方数据 2 0 1 7 年第1 期谭明等Y X I I - 4 闪速浮选机在磨矿分级同路的工业试验研究 7 7 见表3 。 表3工业试验前后选别指标对比 T a b l e3 C o m p a r i s o no ft h ei n d u s t r i a lt e s tr e s u l t sa n d p r e i n d u s t r i a lt e s tr e s u l t s 工业试验前 2 4 3 7 4 ．7 92 9 ．9 82 ．1 65 7 ．8 3 工业试验期问24 5 7 5 ．1 93 5 ．9 32 ．2 36 0 ．3 5 在处理量和原矿品位变化不大的条件下，Y X I - 4 闪速浮选机工业试验期间比工业试验前，综合精矿金 品位提高5 ．9 5 ％，金综合回收率增加了2 ．5 2 ％，工业 试验取得了较好的选别指标。 3 ．5 精矿产品检查 将稳定带矿试验期间的各个班次精矿样混合均 匀，取综合样进行了分析，分析结果见表4 。 表4浮选精矿筛析结果 T a b l e4P a r t i c l es i z ea n a l y s i so fc o n c e n t r a t es a m p l e ／％ 塾丝』些竺兰圣垒曼鱼』 g 12全垦坌塑垩 1 4 79 ．7 71 7 6 ．3 31 7 ．1 6 1 4 7 7 41 8 ．7 71 3 8 ．8 32 5 ．9 6 7 4 3 82 3 ．9 51 3 6 ．1 73 2 ．5 0 一3 84 7 ．5 l5 1 ．5 02 4 ．3 8 合计t 0 0 ．0 3 ．7 61 0 0 ．0 从表4 中可以得出以下3 点结论 1 闪速浮选精矿中一3 8I x m 粒级产率最大，其 次是一7 4 3 8 斗m 和一1 4 7 7 4 卜m ， 1 4 7p m 粒级 产率最小，这与原矿金嵌布粒度主要分布于5 ～5 0 I x m 基本吻合； 2 随着粒级大小逐渐降低，矿物颗粒中含金品 位逐渐降低。虽然各粒级的产率差别较大，但是各 个粒级的所占金属分布率差距较小； 3 二段磨矿旋流器沉砂中含有相当部分的已单 体解离的粗粒金和富连生体颗粒，通过采用闪速浮 选机可以实现有效选别。 3 ．6 矿浆悬浮能力测试 为了测定闪速浮选机内的析离分层现象和浓度 分布情况，采用传统的虹吸方法对浮选机内不同深 度层的矿浆进行了深槽取样。槽体内不同的深度层 以距溢流堰的距离来表征，分别在距溢流堰3 3 0 、 6 6 0 、9 9 0 、和13 2 0m l n 处进行了取样。测试分析结 果见图5 和图6 。 图5Y X I I - 4 闪速浮选机内浓度分布 F i g ．5C o n c e n t r a t i o nd i s t r i b u t i o ni nt h e Y XI I - 4f l a s hf l o t a t i o nc e l l 产率，％ ■●13 2 0m m ■●9 9 0a m 圆6 6 0l l l m 口3 3 0m m 图6Y X Ⅱ- 4 闪速浮选机不同深度处粒级分布 F i g ．6 P a r t i c l es i z ed i s t r i b u t i o na tv a r i o u s d e p t h so fY XI I - 4f l a s hf l o t a t i o nc e l l 从图5 中可以看出，随着距溢流堰距离越大，浮 选机内浓度逐渐增加，这表明在浮选槽内轴向矿浆 浓度呈梯度分布，这验证了闪速浮选机需降低分选 区浓度的设计准则。从图6 可知，浮选机内距溢流 堰距离越小，微细粒级占比明显增加，而相对粗粒级 的占比明显减小，这表明大部分粗颗粒从浮选机底 部排出。因此，Y X l I - 4 闪速浮选机内实现了矿浆浓 度梯度分布和析离分层效应。 3 ．7 技术经济分析 按选矿厂全年平均处理量20 0 0t ／d ，正常生产 2 4 0d ，原矿品位2 ．8g ／t ，金价格以1 5 0 影g ，在磨矿 分级回路增加1 台Y XI I - 4 闪速浮选机后，精矿金回 收率约增加2 ．4 2 ％计，全年销售收入约增加20 0 0 2 ．8 0 ．0 2 4 2 0 ．0 1 5 2 4 0 4 8 7 ．9 万元。全年的 下转第8 5 页 万方数据 兰Q 旦午箜 』堑L杨世亮等高效合成铜抑制剂在铜钼分离中的应用 8 5 4 5 ．8 5 ％上升到2 0 1 6 年的4 8 ．5 6 ％，提升幅度较大； 年生产钼金属量也从2 0 1 3 年的17 7 2 ．6t 上升至 2 0 1 6 年的55 5 3 ．4t 。 3 ．5 环保 A E R O8 3 7 1 P N R 的成功应用也在环保方面带来 了好处。节省了近3 0 ％的N a H S 使用、运输、处理， 从而带来如下一系列效益1 减少了储药间和配药 间的N a r i S 粉尘和刺激性气味，改善了岗位人员工作 环境；2 降低了下风处空气污染的风险；3 降低了运 输N a H S 产生的安全隐患 每天减少了2 0t 左右用 量 ；4 降低了尾矿废水处理量。 4 循环水中8 7 3 1 残留的影口向 对试验室试验后的尾矿废水中残留的8 3 7 1 进行 了分析，看它是否会影响到铜钼混浮的铜浮选。浮选 试验用的是没有N a r i S 的清水。当8 3 7 1 用量为10 0 0 g ／t 于矿量的时候，8 3 7 1 在尾矿废水中的残留量，基于 氮元素分析，大约是总用量的0 ．6 ％或6g ／t 矿。所以 可以推断实际生产中循环水中8 3 7 1 的含量很低。 5结论 与N a H S 相比，有机合成抑制剂A E R O8 3 7 1 P R N 是一种安全、经济且易操作的的铜矿物抑制剂。 8 3 7 1 在乌努格吐山矿的成功应用在提高铜钼分离效 率、提高钼金属回收率、降低生产成本、优化流程、稳 定生产等方面产生了重要作用，并且带来了巨大的 经济效益，由于药剂费用节约及铜钼分离指标的提 升年综合效益增加50 0 0 万元左右，同时部分解决了 环保、健康、药剂供应等后勤问题。 参考文献 [ 1 ] 胡熙庚．有色金属硫化矿选矿[ M ] ．北京冶金工业出版 社，1 9 8 7 1 5 9 ．1 6 0 ． [ 2 ] N A G A R A JDR ，W A N GSS ，A V O T I N SPV ，e ta 1 ． S t r u c t u r e - A c t i v i t yR e l a t i o n s h i p sf o rC o p p e rD e p r e s s a n t s [ J ] ． T r a n s a c t i o n so ft h eI n s t i t u t i o n so fM i n i n ga n d M e t a l l u r g y ， 1 9 8 6 ，9 5 C 1 7 - C 2 6 ． [ 3 ] N A G A R A JDR ，B A S I L I OCI ，Y O O NRH ，e ta 1 ． M e c h a n i s mo fS u l f i d e D e p r e s s i o n w i t hF u n c t i o n a l i z e d S y n t h e t i cP o l y m e r s [ C ] ．W O O D SR ，R I C H A R D S O NPE ， E l e c t r o c h e m i s t r y i nM i n e r a la n dM e t a l P r o c e s s i n gI I I ， P r o c e e d i n g s o ft h eT h i r dI n t e r n a t i o n a l S y m p o s i u m o n E l e c t r o c h e m i s t r y i nM i n e r a la n dM e t a l P r o c e s s i n g I I I ． P e n n i n g t o n ，N J ，U S A E l e c t r o c h e m i c a lS o c i e t y ，1 9 9 2 1 0 8 1 2 8 ． [ 4 ] N A G A R A JDR ．N e wS y n t h e t i cp o l y m e r i cD e p r e s s a n t sf o r S u l f i d ea n dN o n S u l f i d eM i n e r a l s [ c ] ．P a o l oM a s s a c c i ， D e v e l o p m e n t si nM i n e r a lP r o c e s s i n g 。A m s t e r d a m E l s e v i e r S c i e n c e ，2 0 0 0 ，1 3 C 8 b1 - 8 ． [ 5 ] 杨宝东，杨世亮．铜钼混合精矿分离浮选工业实验研究 [ J ] ．黄金，2 0 1 2 8 3 5 - 4 0 ． [ 6 ] 谷志君，王越．某大型铜钼矿铜钼可浮性研究[ J ] ．有 色金属 选矿部分 ，2 0 0 9 2 1 4 ． 上接第7 7 页 药剂消耗、用水、用电、用气、设备折旧费、易损件成 本和生产管理费用等累计约1 0 0 万元。因此，每年 的净收益约3 8 7 ．9 万元，经济效益十分可观。 4结论 1 工业试验期间，Y X1 I - 4 闪速浮选机运行稳 定，取得了较好的生产指标。在给矿量0 ．3 5 1 1 1 3 ／m i n ，入选浓度7 0 ％～7 6 ％，补加水量0 ．1 2 m 3 ／m i n ，给矿平均品位5 ．4 2g ／t 的条件下，精矿平均 品位达7 7 ．2 8g ／t ，平均作业回收率达4 0 ．7 8 ％。 2 Y X Ⅱ- 4 闪速浮选机安装在二段闭路磨矿一 分级流程中，可将已单体解离的或者富连生体含金 矿物颗粒实现闪速浮选而获得合格精矿，这将有效 地减少过磨现象。 3 由于Y XI I - 4 闪速浮选机分选时为调整浮选 浓度，需要添加一定量的补充水，补加水部分会随着 闪速浮选精矿的泡沫排出，其余主要进人原浮选主 流程，只有少量部分进入二段磨机。因此，对选矿厂 整体各作业浓度的影响有限。 4 由于受高差空间的限制，水力旋流器的沉砂 仍不能实现全部给人闪速浮选机进行选别，选择部 分沉砂给人到闪速浮选机是合适的。 参考文献 [ 1 ] 李岭值．闪速浮选机及其应用[ J ] ．湿法冶金，1 9 9 5 1 1 ．4 ． [ 2 ] 沈政昌．浮选机理论与技术[ M ] ．北京冶金工业出版 社，2 0 1 2 1 7 6 ． [ 3 ] 夏晓鸥．闪速浮选的理论与实践[ J ] ．国外金属矿选矿， 1 9 9 3 1 0 4 7 - 5 7 ． [ 4 ] 刘春先，李亮，隋吉祥．甘肃枣子沟金矿的矿化特征及 矿床成因[ J ] ．地质科技情报，2 0 1 1 ，3 0 6 6 6 - 7 4 ． [ 5 ] 刘春先，陈耀宇，柳生祥，等．早子沟金矿矿石质量特征、 选矿试验研究及选别效果[ J ] ．甘肃地质，2 0 1 2 ，2 1 2 5 7 _ 6 2 万方数据