锡石多金属硫化矿磨矿试验研究.pdf

6 0 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 4 锡石多金属硫化矿磨矿试验研究 杨金林，周文涛，马少健，杨晓静，莫 凡 广西大学资源与冶金学院，南宁5 3 0 0 0 4 摘要为了优化磨矿操作，缓解锡石过磨和硫化矿欠磨的矛盾，研究了入磨粒度、磨矿时间及磨矿浓度三个因素对磨矿 产物中各个粒级产率、金属分布率的影响规律。结果表明，人磨粒度对磨矿效果影响明显，比较一2m m 和一3m m 两个人磨粒 度，一2n l l n 的磨矿效果较好；随着磨矿时间的增加，磨矿产物中不同金属锡、锌、铅、铁的分布率变化规律大致相似，即粗粒级 中锡、锌、铅、铁的金属分布率减小，细粒级金属分布率增大；磨矿浓度从5 0 ％增大到7 5 ％时，磨矿效果逐渐改善，磨矿浓度超 过7 5 ％后，磨矿效果变差。人磨粒度为一2m m ，磨矿时间为4 6m i n ，磨矿浓度为7 5 ％时，有效缓解了锡石过磨和硫化矿欠磨 的矛盾，磨矿效果较好。 关键词锡石多金属硫化矿；过磨；欠磨；入磨粒度；磨矿时间；磨矿浓度 中图分类号T D 9 2 1 ．4 ；T D 9 5 2 ．4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 6 0 - 0 5 E x p e r i m e n t a lS t u d yo nG r i n d i n go fC a s s i t e r i t eP o l y m e t a l l i cS u l f i d eO r e Y A N GJ i n l i n g ，Z H O UW e n t a o ，M AS h a 巧i a n ，Y A N GX i a o j i n g ，M OF a n S c h o o lo fR e s o u r c e sa n dM e t a l l u r g y ，G u a n g x iU n i v e r s i t y ，N a n n i n g5 3 0 0 0 4 A b s t r a c t I no r d e rt oo p t i m i z et h eg r i n d i n go p e r a t i o n sa n dr e l i e v et h ec o n t r a d i c t i o nb e t w e e no v e rg r i n d i n go f c a s s i t e r i t ea n dd e f i c i e n tg r i n d i n go fs u l p h i d eo r e ，t h ei n f l u e n c eo ft h ep a r a m e t e r ss u c ha sg r i n d i n gf e e ds i z e ，g r i n d i n g t i m ea n dg r i n d i n gc o n c e n t r a t i o no nt h es i z ef r a c t i o ny i e l da n dt h em e t a ld i s t r i b u t i o nw e r es t u d i e di nt h i sp a p e r ．T h e r e s u l t ss h o wt h a tt h e n d i n gf e e ds i z eh a si m p o r t a n ti n f l u e n c eo ng r i n d i n ge f f e c t ．C o m p a r e dw i t h 一2m ma n d 一3 m m ，一2m mf e e ds i z ei sg o o dt og r i n d i n g ．D i f f e r e n tm e t a ld i s t r i b u t i o nv a r i a t i o n si sm a i n l ys i m i l a rf o l l o w i n gt h e g r i n d i n gt i m e ．T h em e t a ld i s t r i b u t i o n so fS n ，Z n ，P b ，F eo fc o a r s es i z ef r a c t i o nr e d u c e sa n dt h em e t a ld i s t r i b u t i o no f s m a l ls i z ef r a c t i o nr a i s e sw i t h i n c r e a s i n gt h eg r i n d i n gt i m e ．T h eg r i n d i n ge f f e c ti sg r a d u a l l yi m p r o v e dw h e nt h e g r i n d i n gc o n c e n t r a t i ‘o ni sv a r i e df r o m5 0 ％t o7 5 ％．A f t e r7 5 ％，t h eg r i n d i n ge f f e c t w i l ld e t e r i o r a t e ．I ti st h a tt h e c o n t r a d i c t i o nb e t w e e nt h eo v e rg r i n d i n go fc a s s i t e r i t ea n dt h ed e f i c i e n tg r i n d i n go fs u l p h i d eo r ei sr e l i e v e de f f e c t i v e l y a n dt h eg r i n d i n ge f f e c ti sb e t t e rt h a no t h e rc o n d i t i o n si nt h ec o n d i t i o n so ft h eg r i n d i n gf e e ds i z e 一2m m ，t h eg r i n d i n g t i m e4 ～6m i na n dt h eg r i n d i n gc o n c e n t r a t i o n7 5 ％． K e y w o r d s c a s s i t e r i t ep o l y m e t a l l i cs u l f i d eo r e ；o v e rg r i n d i n g ；d e f i c i e n tg r i n d i n g ；g r i n d i n gf e e ds i z e ；g r i n d i n g t i m e ；g r i n d i n gc o n c e n t r a t i o n 广西大厂矿田中富含锡、锌、铟、铅、锑及其它稀 散金属，是我国重要的锡铅锑锌等有色金属资源基 地，其资源以锡石多金属硫化矿为主，大厂锡石多金 属硫化矿矿石中有用矿物主要有锡石、黄铁矿、磁黄 铁矿、铁闪锌矿、毒砂、脆硫锑铅矿以及少量的闪锌 矿、黝锡矿、方铅矿、黄铜矿等，脉石矿物主要为石英 和方解石J 。锡、铅、锌等矿物共生，结构复杂；随着 开采的加深，富矿日趋枯竭，矿石品位下降，矿石性 质复杂。锡石和硫化矿物的选别方法不同，要求的 磨矿粒度不同旧j 。硫化矿物一般采用浮选方法富集 和彼此分离，其适宜给料粒度范围约为一1 5 0 1 0 I x m ，要求矿石细磨。锡石主要采用重选方法富集回 收，其适宜给料粒度范围为一2 5 0 7 4 斗m ，要求矿石 粗磨旧一。因此，在实际生产中长期存在硫化矿欠磨 与锡石过磨的矛盾，导致硫化矿精矿品位不高，锡石 过细损失严重，造成矿产资源浪费。虽然现场也采 取措施、改进选别方法H 剖，但因其流程复杂，成本 高，实际效果不大，仍然给选矿生产带来很大的困 难。因此，研究锡石多金属硫化矿磨矿优化问题为 基金项目9 7 3 计划前期研究专项 2 0 1 4 C B 4 6 0 6 0 6 ；国家自然科学基金资助 5 1 2 6 4 0 0 1 ；广西生态型铝产业协同创新中心资助项目 收稿日期2 0 1 5 1 0 1 9修回日期2 0 1 6 - 0 9 - 2 2 作者简介杨金林 1 9 7 5 一 ，男，湖北罗田人，博士，副教授，主要从事矿物加工工程专业教学和科研工作。 万方数据 2 0 1 7 年第1 期杨金林等锡石多金属硫化矿磨矿试验研究 6 l 缓解磨矿中硫化矿欠磨和锡石过磨的矛盾提供基础 数据，并对提高硫化矿精矿质量和锡石回收率具有 一定的现实意义。 1 试验材料和方法 一2 m m 1 ．1 试验材料 试验所用矿样取自广西车河选矿厂。所取矿石 ． 经晒干、破碎、混匀后，缩分装袋备试验用。矿样制 备流程图见图1 ，不同人磨粒度试样的分析见表1 。 从表1 可以看出，两种入磨粒度试样中各粒级产率、 品位、金属分布率均差别不大。 ⋯， 表1 T a b l e1 试验用矿样 图1 矿样制备流程 F l o wo fc o r es a m p l ep r e p a r a t i o n 一2m m 与一3m m 试样粒度组成 P a r t i c l es i z ed i s t r i b u t i o n so f 一2m ma n d 一3m m s a m p l e s ，‰ 1 ．2 试验方法 试验设备选用X M Q - 税4 0 9 0 实验室锥形球磨 机，磨机转速为9 6r ／m i n ，磨矿介质充填率为3 5 ％。 每次试验均对磨矿产物进行湿筛筛分，分为 3 5 5 、 一3 5 5 1 5 4 、一1 5 4 7 4 、一7 4 3 8 、一3 8 岬五个粒 级，考察人磨粒度、磨矿时间和磨矿浓度等因素对磨 矿产物中各粒级产率、金属分布率的影响规律。 2 磨矿试验 2 ．1 入磨粒度的影响 磨机入磨粒度对磨机的磨矿效果影响较大，一 般人磨粒度越小，磨机对矿石做功越小；人磨粒度越 大，磨机对矿石做功也就越大。因此，现场磨机与给 矿粒度一定要相互匹配。例如，我国某选厂的32 0 0 m i l l 31 0 0m m 格子型球磨机的给矿粒度与磨机处 理能力关系见表2 一J 。 结合上述前人研究结论，试验设定磨矿时间为6 m i n ，考察一2m m 人磨粒度和一3i n ／n 人磨粒度在不 同磨矿浓度条件下的磨矿产物粒级产率分布，结果 如图2 和图3 所示。 表2球磨机给矿粒度与处理量的关系 T a b l e2 R e l a t i o n s h i p b e t w e e n p a r t i c l e s i z ea n d p r o c e s s i n gc a p a c i t yo fb a l lg r i n d e r 粒级／t x m 图2 2m m 入磨粒度在不同磨矿浓度时磨 矿产物的粒级产率分布 F i g ．2 S i z ef r a c t i o ny i e l dd i s t r i b u t i o n so ft h e g r i n d i n gp r o d u c to f 2m mf e e ds i z ei n d i f f e r e n tg r i n d i n gc o n c e n t r a t i o n s 万方数据 6 2 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年第1 期 图3 3m i l l 入磨粒度在不同磨矿浓度时 磨矿产物的粒级产率分布 F i g ．3 S i z ef r a c t i o ny i e l dd i s t r i b u t i o n so ft h e g r i n d i n gp r o d u c to f 一3m mf e e ds i z e i nd i f f e r e n tg r i n d i n gc o n c e n t r a t i o n s 从图2 和图3 可以看出，在相同浓度条件下，人 磨粒度为一3m m 的矿样在细粒级产物中产率较高， 容易过磨，一2m m 人磨粒度的磨矿效果要优于一3 m m 人磨粒度的磨矿效果，故而后续试验选择一2 m m 的人磨粒度。 2 ．2 磨矿时间的影响 根据文献研究0 | ，磨矿时间对磨矿效率的影响 权重高于磨矿浓度，而磨矿浓度范围一般为4 5 ％一 8 5 ％。因此，试验选择一2m m 的入磨粒度，磨矿浓 度为6 5 ％，磨矿时间分别为2 、4 、6 、8 、1 0m i n ，考察磨 矿时间对磨矿产物中各粒级产率、金属分布率的影 响规律。试验结果如图4 ～9 所示。 图4 不同磨矿时间时磨矿产物的粒级产率分布 F i g ．4 D i s t r i b u t i o no ft h es i z ef r a c t i o ny i e l do ft h e g r i n d i n gp r o d u c ti nd i f f e r e n tg r i n d i n gt i m e 由图4 可知，随着磨矿时间的增加，一7 4 “m 粒 级产率呈逐渐减小的趋势， 7 4 m 粒级产率呈逐 渐增加趋势，说明随着磨矿时间增加，磨机输入总能 量不断增加，粗粒级不断减少．细粒级不断增加 图5磨矿时间2r a i n 磨矿产物各粒级金属分布率 F i g ．5 M e t a ld i s t r i b u t i o no ft h ev a r i o u ss i z e f r a c t i o n so ft h eg r i n d i n gp r o d u c ta t2r a i n 图6磨矿时间41 1 1 i 1 1 磨矿产物各粒级金属分布率 F i g ．6 M e t a ld i s t r i b u l i o no ft h e 、a r i o t | ss i z ef r a c t i I n s o ft h eg r i n d i n gp r o d u c ta t4m i n 由图5 和图6 可知，磨矿时间在2 4m i n 内，随 着磨矿粒度的减少，各个金属分布率呈现先增后减 再增大的趋势；随着磨矿时间的增加，在粗粒级里， 锡金属元素分布率降低的速率明显大于铅金属元素 分布率，而在细粒级里，锡金属元素分布率增加的速 率明显大于铅金属元素分布率，因此印证了锡石易 过磨和硫化矿欠磨的问题；磨矿在4 6r a i n 时间段 内，各个粒级破碎速率变化最大，磨矿时间超过6 m i n 后，除一3 8 斗m 外，各个粒级破碎速率基本不变， 磨矿产率基本不变；由于硫化矿适宜给料粒度范围 为一1 5 0 1 0 斗m ，要求细磨。锡石适宜给料粒度范 围为一2 5 0 7 4 斗m ，要求粗磨。因此，可通过锡在 一3 5 5 7 4 m 的金属分布率大小和锌、铅、铁等金 属在一1 5 4 3 8 “m 的金属分布率大小来综合判断 万方数据 2 0 1 7 年第1 期杨金林等锡石多金属硫化矿磨矿试验研究 6 3 磨矿效果 图7 磨矿时间6r a i n 磨矿产物各粒级金属分布率 F i g ．7 M e t a ld i s t r i b u t i o no ft h ev a r i o u ss i z ef r a c t i o n s o ft h eg r i n d i n gp r o d u c ta t6m i n 图8 磨矿时间8r a i n 磨矿产物各粒级金属分布率 F i g ．8 M e t a ld i s t r i b u t i o no f ／h ev a r i o u ss i z ef r a c t i o n s o ft h eg r i n d i n gp r o d u c ta t8r a i n 图9 磨矿时间1 0r a i n 磨矿产物各粒级金属分布率 F i g ．9 M e t a ld i s u ’i b u t i o no t lt h e 、_ a r i o u ss i z ef r a c t i o n s o ft h eg r i n d i n gp r o d u c ta t1 0r a i n 由图6 至图9 可知，一3 5 5 7 4 岬范围内锡在 磨矿时间4m i n 时分布率最高，一1 5 4 3 8 斗m 范围 内锌、铅、铁等金属在磨矿时间6m i n 时分布率最高。 因此，可以初步判断磨矿时间在4 6m i n 内磨矿效 果较好，可以缓解锡石过磨和硫化矿欠磨。 2 ．3 磨矿浓度的影响 试验选择一2m m 的入磨粒度，磨矿时间6m i n ， 磨矿浓度分别为5 0 ％、6 5 ％、7 5 ％、8 5 ％、9 0 ％，考察 磨矿浓度对磨矿产物中各金属分布率的影响规律。 试验结果如图1 0 1 4 所示。 粒级／／x m 图l O 磨矿浓度5 0 ％时磨矿产物各粒级金属分布率 F i g ．10 M e t a ld i s t r i b u t i o no ft h ev a r i o u ss i z e f r a c t i o n so ft h eg r i n d i n gp r o d u c ta t5 0 ％ o ft h eg r i n d i n gc o n c e n t r a t i o n 图1 l磨矿浓度6 5 ％时磨矿产物各粒级金属分布率 F i g ．11 M e t a ld i s t r i b u t i o no ft h ev a r i o u ss i z e f r a c t i o n so ft h eg r i n d i n gp r o d u c ta t6 5 ％o ft h e g r i n d i n gc o n c e n t r a t i o n 由图1 0 至图1 4 分析可知，当矿浆浓度较低时， 矿石磨矿效果不佳，这是因为矿浆在钢球表面的罩 盖层较薄，矿粒不容易被带入破碎区，矿粒的被粉碎 几率减小。从5 0 ％增加到7 5 ％这个过程中，罩盖层 加厚，罩盖层内的矿粒被破碎的概率增大，使磨矿效 万方数据 6 4 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年第1 期 率提高；此时一3 5 5 7 4 斗m 范围内锡分布率最高， 一1 5 4 3 8I x m 范围内锌、铅、铁等金属分布率也最 高。当磨矿浓度超过7 5 ％后，磨矿效果逐渐降低。 因此，可以判断磨矿浓度在7 5 ％时可以达到最优磨 矿效果．有效地缓解硫化矿欠瞎与锡石过磨的矛盾一 粒级／u m 图1 2 磨矿浓度7 5 ％时磨矿产物各粒级金属分布率 F i g ．12 M e t a ld i s t r i b u t i o no ft h ev a r i o u ss i z e f r a c t i o n s o ft h eg r i n d i n gp r o d u c ta t7 5 ％ o ft h eg r i n d i n gc o n c e n t r a t i o n 托缴／I x m 图13磨矿浓度8 5 ％时磨矿产物各粒级金属分布率 F i g ．13 M e t a ld i s u i b u t i o no ft h ev a r i o u ss i z e f r a c t i o n so ft h eg r i n d i n gp r o d u c ta t8 5 ％ o ft h eg r i n d i n gc o n c e n t r a t i o n 3结论 1 入磨粒度对磨矿效果影响较大，比较一2m m 和一3m m 粒级，一2m m 的人磨粒度的磨矿效果较 好；磨矿时间对磨矿产物各粒级中锡、锌、铅、铁的金 属分布率的影响规律大致相似，即随着磨矿时间的 增加，粗粒级中金属分布率下降，细粒级中金属分布 率增大；磨矿浓度从5 0 ％增大到7 5 ％时，磨矿效果 逐渐改善，当磨矿浓度超过7 5 ％后，磨矿效果变差。 2 磨矿时间在2 4m i n 范围内，随着磨矿时间 的增加，各金属分布率呈现先增后减再增大的趋势， 粗粒级中锡金属分布率降低的速率明显快于铅金 属，而细粒级中锡金属分布率增加的速率明显快于 铅金属，证明了锡石易过磨和硫化矿欠磨的问题。 粒级／W i n 图1 4 磨矿浓度9 0 ％时磨矿产物各粒级金属分布率 F i g ．1 4 M e t a ld i s t r i b u t i o no ft h ev a r i o u ss i z e f r a c t i o n so ft h eg r i n d i n gp r o d u c ta t9 0 ％ o ft h eg r i n d i n gc o n c e n t r a t i o n 3 人磨粒度为一2m m ，磨矿时间为4 6r a i n ，磨 矿浓度为7 5 ％时，一3 5 5 7 4 灿m 范围内锡分布率最 高，一1 5 4 3 8 斗m 范围内锌、铅、铁等金属分布率也 最高，有效缓解了锡石过磨和硫化矿欠磨的矛盾，磨 矿效果较好。 参考文献 [ 1 ] 薛天利．锡石多金属硫化矿选择性磨矿行为研究[ D ] ． 南宁广西大学，2 0 1 4 ． [ 2 ] 杨奕旗，张俞明，邬清平．大厂锡石多金属硫化矿选矿技术 现状及发展方向[ J ] ．国外金属矿选矿，1 9 9 8 4 2 2 - 2 6 ． [ 3 ] 邱冠周，胡岳华，王淀佐．颗粒间相互作用与细粒浮选 [ M ] ．长沙中南工业大学出版社，1 9 9 3 5 8 - 8 9 ． [ 4 ] 段希祥．锡矿石的选择性磨碎现象研究[ J ] ．云南冶金， 1 9 8 1 2 1 7 - 2 6 ． [ 5 ] 朱一民，周菁，徐金球，等．高效低毒锡石浮选剂Z J - 3 浮选锡石细泥试验研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ， 2 0 0 1 2 3 8 - 4 1 ． [ 6 ] 何名飞，罗朝艳，陈玉平，等．细粒锡石浮选研究[ J ] ． 矿冶工程，2 0 0 8 ，2 8 4 2 9 - 3 1 ． [ 7 ] 李瑞生．锡矿泥选矿[ J ] ．有色冶炼，2 0 0 1 5 3 0 - 3 2 ． [ 8 ] 邬武进．细泥锡石浮选工艺研究[ J ] ．上海第二工业大学 学报，2 0 0 0 2 6 6 - 7 2 ． [ 9 ] 段希祥．碎矿与磨矿[ M ] ．北京冶金工业出版社， 2 0 0 6 1 3 4 - 1 3 5 ． [ 1 0 ] 陈炳辰．磨矿原理[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 8 9 3 9 4 - 4 0 5 ． 万方数据