细粒破碎脱泥系统在抚州铀矿的应用.pdf

2 0 0 5 年第6 期有色金属 选矿部分 3 3 细粒破碎脱泥系统在抚州铀矿的应用 李春梅1 ，钟平汝2 ，尚歆2 ，蔡运川19 陈景良1 1 ．南华大学，湖南衡阳4 2 1 0 0 1 ；2 ．核工业北京化工冶金研究院，北京1 0 1 1 4 9 摘．要抚州铀矿水冶技术改造工程采用渗滤提出工艺，矿石粒度是影响浸出效果的主要园素，人堆矿石最佳粒 度是分离- 0 ．1 5 r a m 矿泥后的一5 m m 细粒级g - , ／5 ，确保矿石细粒破碎与脱泥的质量是渗滤提出成败的关键。本文介绍了抚 州铀矿的细粒破碎与脱泥系统的设备选型及其1 _ 艺配置。 关键词矿石；细碎；脱泥；’匮备选型 中图分类号T D 9 5 5文献标识码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 0 5 0 卜0 0 3 3 0 4 1 工程简介 2矿石特性 抚州铀矿的矿石化学组成较为复杂，酸耗高，属 于较难处理的矿石。该矿水冶厂原采用常规搅拌浸 出工艺处理，其流程为矿石粗碎一筛分一选矿一中 碎一磨矿一搅拌浸出一分级洗涤一中和一矿浆吸 附一淋洗溶剂萃取一反萃取一结晶沉淀一过滤脱 水一“黄饼”产品。该工艺虽然具有对矿石适应性强、 浸出率高的特点，但流程长、工序多、操作控制复杂， 尤其是酸耗和动力消耗高，生产成本高，使产品缺乏 市场竞争力，因此应用新的低成本矿石加工工艺对 原流程进行技术改造是十分必要的。用堆浸法生产 初级“黄饼”产品是目前国内各铀矿山普遍采用的方 法，堆浸法可以大幅度降低酸耗和能耗，简化工艺流 程，已被实践证明是降低生产成本行之有效的方法。 但对于抚州铀矿矿石，采用堆浸法时在浸出过程中 易产生化学结垢和物理堵塞，严重影响矿堆的渗透 性，使浸出无法进行下去。通过试验研究，抚州铀矿 最终采用了渗滤浸出工艺，该工艺具有堆浸法的优 点，且浸出周期更短，更重要的是，它解决了浸出过 程中的结垢堵塞问题。渗滤浸出工艺要求人浸矿石 粒度为一5 m m ，且需要将其中大部分一0 ．1 5 m m 的矿泥 分离掉，对矿石粒度要求十分严格。为了确保实现工 业规模下渗滤浸出主工艺的正常运行，工程上需要 没计相匹配的矿石破碎一脱泥辅助系统。由于该工 程属于部分技改性质，为了减少技改工程投资，矿方 要求保留和利用现有的粗碎和中碎系统，另行设计 细碎一脱泥系统及其输送系统，设计矿石处理能力 为4 0 0 t ／d ，达到满足于主工艺的要求。 收稿日期2 0 0 5 0 7 0 5 唯者简介李春梅 1 9 5 4 一j ，女，湖南衡山人．高级工程师。 抚州铀矿水冶厂处理的矿石来自邹家山、山南 和沙洲三个矿点。邹家山矿点矿石类型为微粒花岗 斑岩，是铀钍型矿与铀一萤石型矿，矿物主要为沥 青铀矿，脉石矿物主要是萤石、石英、方解石。山南矿 石类型以花岗岩为主，含铀矿物有非晶质铀矿、钙铀 云母等，伴生矿物有黄铁矿、赤铁矿、少量的辉钼矿、 方铅矿，脉石矿物以萤石为主，其它有绿泥石、方解 石、钠长石、磷灰石、石英、绢云母等。沙州矿石类型 为斑状花岗岩，属碳酸盐矿，含铀矿物主要是非晶质 沥青铀矿，伴生矿物有胶黄铁矿、绿泥石、赤铁矿、点 状或细脉状方解石，脉石矿物有绿泥石、方解石、萤 石、磷灰石等。 表1矿石物理特性 T a b1 P h y s i c a lp r o p e r t i e so fo r e 表2混合矿石的化学组成，％ T a b2C h e m i c a lc o m p o n e n t so fm i x e do r e ／％ 项目UF e OF e n A 1 2 0 3 C a t M g o s i 0 2 含量0 ．3 01 ．2 63 ．6 81 26 4 1 ．9 2 0 ．3 76 6 ．2 6 项目C O M nM oPFS烧失量 含量2 ．5 40 ．1 30 0 3 403 712 1O9 6 28 2 3 设备选型 万方数据 3 4 有色金属 选矿部分2 0 0 5 年第6 期 3 ．1 矿石细碎与脱泥的相辅相成 抚州铀矿的矿石破碎尤其是细碎困难，设计前 通过对互个矿点矿石物理机械性质的分析研究，认 为所谓矿石难碎主要在于含泥量不同，含水分各异， 矿石颗粒易被泥胶结成团矿，但是其主要矿物成分 属于脆性的，既是脆性矿物就有可碎性，关键是将胶 结团矿解体去泥。矿石不脱泥无法细碎，因为泥块在 破碎腔中挤压成饼，既不能排出又阻碍进料。矿石脱 泥后可以细碎，但细碎后又产出部分矿泥，需要分 离，可见脱泥和细碎密不可分，相辅相成。找m 核心 问题后，确定矿石细碎之前增加脱泥工序，而且与细 碎工序形成循环。 3 ．2 细碎设备选型 本工程需要细碎的矿石是原破碎系统中的中碎 成品矿，粒度为一2 5 m m ，要求破碎到一5 r a m 。细碎设备 选型历来是各厂矿面临的难题，通过对各种类型细 碎设备的技术性能比较和实际应用情况调查，最终 选择了北京凯特破碎机有限公司应用俄罗斯圣彼得 堡“米哈诺布尔”科技股份有限公司专利生产的新型 节能细碎设备G Y P 一6 0 0 惯性圆锥破碎机。该类 型设备不仅破碎比大，而且还能将产品控制在很窄 粒度范围内，并且单位破碎比功耗低。该机型的机体 通过两次隔震元件座落在机架上，无需地脚螺栓固 定。其工作机构由动锥和定锥组成，两者均附有衬 板，中间形成破碎腔。工作原理是动锥轴插入轴套 中，通过电动机带动轴套卜的激震器旋转时产生惯 性力，迫使动锥绕球面瓦的球心做旋摆运动，在一个 垂直平面内，动锥旋摆运动与定锥将物料挤压而破 碎，破碎产品以其自重由排矿口排出。但该设备不能 空载启动和运行，否则动锥撞击定锥会损坏衬板，此 外对进料矿石含水量要求较严格，最好在3 ％以下， 否则容易在破碎腔产生结饼。 3 ．3 细粒级矿石分级设备选型 3 ．3 ．1 分级工艺要求 、 首先考虑如何将胶结团矿在筛分过程中有效地 被解体，并将成晶矿分离。由于原矿中已含有部分一 5 r a m 细矿 成品矿 ，先将此成品矿分离，既可以减 少细碎工作量又可以避免过粉碎。设计中采用水筛 矿石，应用水射流原理与矿石在筛面运动原理有机 地结合进行筛分脱泥。同时根据破碎机要求，矿石筛 分既要脱泥又要脱水 待碎矿行含水量不大于3 ％ 。 3 ．3 ．2 筛分设备的选型 细碎设备对进料矿的古泥和含水量两项指标要 求较为严格，因此筛分设备选型要考虑使矿石颗粒 在筛面行程长、运动时间久，以达到充分分离成品矿 和使筛上矿物充分脱水的目的。另外，要求筛子激震 性能好，能在激震作用下矿石颗粒产生抛物线运动， 并在运动过程中进一步被射流水再次冲刷脱泥。按 此原则，通过对多种筛分设备进行技术比较，选取 U S I J l ．2 x 3 ．O A 型直线振动筛，使用网孔为5 m m 的条 格筛板。生产实践证明，该设备在水筛情况下矿石分 级和脱水良好。 3 ．3 ．3 射流水装置 解决筛孔容易被堵塞而筛分效率低的问题。由 于该矿山南、邹家山和沙洲三个矿点矿石含泥量及 含水量各异，矿石被胶结程度不同，要完成矿石脱泥 和分级，需使用水射流冲刷。为了简化细碎脱泥工艺 流程，采用“一破一循环”流程，水筛要承担两个任 务首先是将中碎后矿石中的一5 m m 粒度矿石筛出， 确保进入细碎的是无泥大颗粒矿石并且减少细碎矿 量。第二是细碎后矿石的再筛分脱泥。水筛使用的喷 射水量和水压是成败的关键，水量过多脱水不干净， 矿粒带水造成细碎困难，而水量小和水压不够又冲 刷不干净泥矿，同样造成细碎困难。生产中采取的是 多点喷射水冲洗团矿的措施，水压O ．2 M P a ，三道喷 射水冲洗。第一道用胶管置于皮带输送机卸矿漏斗 内，集中冲散下落的矿石，第二、三道喷射水置于筛 面上方，用两排开孔管对着跳跃运动的分散料层进 行冲洗，矿颗粒运动到筛长一半时，一5 m m 成品矿及 矿泥基本上被筛落到筛下漏斗，流入螺旋分级机分 级。筛上 5 r a m 矿颗粒在后半部筛面主要是脱水。为 了更好地脱泥和脱水，在筛面上加焊了■条中6 钢 筋，矿颗粒遇到钢筋而翻滚过去，这样可使矿粒分散 均匀，相对而言延长了脱泥脱水时间，提高了筛分效 率。 3 ．3 ．4 筛下物去泥 如上所述，获得一5 m m 筛下物是在水筛时完成， 筛下矿物同时又夹带着大量矿泥，为了满足于渗滤 浸出工艺要求，必须将大部分一0 ．1 5 m m 矿泥分离。设 计选用高堰式的F L G 一1 2 0 0 型单螺旋分级机进行分 级去泥，实际生产中对一0 ．1 5 m m 矿泥的去除效率约 为7 5 ％。分级机粗砂即作为渗滤浸出的人堆矿石，进 人皮带输送机运输到两个堆矿场待用。分级机溢流 中矿石全部为一0 ．1 5 m m 矿泥，自流到浓密机浓缩后 进入现有的搅拌浸出生产线处理，清液作为筛分冲 洗水循环利用。 4 工艺流程与运行结果 万方数据 2 0 0 5 年第6 期李春梅等细粒破碎脱泥系统在抚州铀矿的应用 3 5 根据渗滤浸出工艺要求以及地形条件的限制， 破碎脱泥工程的竖向布置，除水筛矿浆自流外，主要 使用皮带输送机补偿设备配置标高的高差，其工艺 流程见图1 。 本细碎脱泥系统的进料是一2 5 m m 的中碎矿石， 成品矿即渗滤浸出入浸矿石是螺旋分级机粗砂。表 3 给出了惯性圆锥破碎机出料、直线振动筛筛下产 物和分级机粗砂的粒级筛分结果。 表3几种物料的粒级筛分结果／％ T a b3R e s u l t so fs i e v ea ．a l y 8 i so fc r u s h e da n d c l a s s i f i e do r e s ／％ 5 结语 抚州铀矿水冶技改工程矿石细碎一脱泥系统于 2 0 0 3 年建成投产，经过两年多生产运行，生产能力 达到设计指标要求，细碎、脱泥后的矿石质量符合渗 滤浸出工艺要求，表明G Y P 一6 0 0 惯性圆锥破碎机、 U S L I ．2 x 3 ．0 A 型直线振动筛、F L G ～1 2 0 0 型单螺旋分 级机等主要设备的选型和配置是合理的，采取喷射 水脱泥和浓密机液固分离等措施是有效的。采用湿 式筛分不仅能保证脱泥效果，同时可最大限度地降 低粉尘产生量，改善职业劳动卫生条件。 参考文献 [ 1 ] 钟平汝，李铁球，毛拥军，等．渗滤浸出法处理抚州铀矿 矿石[ J ] 铀矿冶，2 0 0 4 ，2 3 1 1 3 1 8 [ 2 ] 王海塔，李晓希，唐威，等惯性圆锥破碎机在抚州铀矿 的应用[ J ] ．铀矿冶．2 0 0 5 ，2 4 1 3 8 4 1 ． 中碎原矿 5 号皮带机 尸1 6 号皮带机7 号、8 号皮带机 f ] 一 1 号堆矿机2 号堆矿机 彳一2 2 f 2 一 t - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - J 0 渗滤浸出 图1 细碎殛脱泥工艺流程 F i g 1F l o w s h e e to ff i n ec r u s h i n ga n ds l u r r ys e p a r a t i o n 万方数据 堑堕刍全墨 兰芏苎坌 塑 堡兰 塑 AC I R C U I TO FF I N EC R U S H I N GW I T HS L U R R YS E P A R A T I O NA P P L I E DI N F U Z H O UU R A N I U MM I N E L IC h u n m e t l ，Z H O N GA w 彬，S H A N G 蜀n 2 ，C A IY u n c h u a n I ，C H E NJ i n g l i a n f J ．N a n h u aU n i v e r s i t y ，H e n g y 咖gH u n a n4 2 1 0 0 1 ，C h i n a ；aB e i j i n gR e s e a r c hI n s t i t u t eo f C h e m i c a lE n g i n e e r i n ga n dM e t a l l u r g y ，B e i f i n g1 0 1 1 4 9 ，C h i n a A B S T R A C T P e r c o l a t i o nl e a c h i n gi sau e w l yd e v e l o p e da n de m p l o y e dp r o c e s si nF u z h o uU r a n i u mM i n e ．T e s tr e s u l t s i n d i c a t e dt h eo p t i m a lo r ep a r t i c l es i z eW a S 一5 m mw i t h _ 0 ．1 5 r a mf r a c t i o nr e m o v e df o rt h el e a c h i n gp r o c e s s ． T h ep a r t i c l es i z ei so n eo ft h em o s ts i g n i f i c a n tf a c t o r si n f l u e n c i n gt h eu r a n i u me x t r a c t i o n ．T h es u c c e s so f p e r c o l a t i o nl e a c h i n gc l o s e l y r e l a t e sw i t ht h eq u a l i t yo ff i n ec r u s h i n go fo r ea n dt h ee f f i c i e n c yo fs l u r r y r e m o v a l ．T h i sp a p e ri n t r o d u c e st h ee q u i p m e n ts e l e c t i o na n dt e c h n o l o g i c a lc o n f i g u r a t i o no ft h es y s t e mo ff i n e c r u s h i n gw i t hs l u r r ys e p a r a t i o ni nF u z h o uU r a n i u mM i n e ． K E YW O R D S f i n ec r u s h i n go fo r e ；s l u r r ys e p a r a t i o n ；e q u i p m e n ts e l e c t i o n 上接第2 5 页 S T U D Y0 NP R E P R o C E S S D i GN E WT E C H N O L O G YO FR E C I ，A n ⅡN G A C C o Ⅳ【P A N I E DM o L Y B D E N U M 口C h u n j u 。Z H E N GD e x u e J i a n g x iC o p p e rC o r p o r a t i o n ．D e x l n gC o p p e rM i n e ，J i a n g x iD e x i n ga 鼬船4 ，C h i n a A B ≤ T R A C T T h ea r t i c l e a n a l y z e s t h ec h a r a c t e r i s t i c so fc o p p e r m o l y b d e n u mb u l kc o n c e n t r a t e ．T o w a r dt h i s ， p r e p r o c e s s i n gn e wt e c h n o l o g yo fr e m o v i n g8l o t o fr e a g e n t sr e s i d u ea n df i n em u d c o p p e 砷，c o n c e n t r a t i n ga n d d e w a t e f i n gb ys p e c i a lt y p eo fc y c l o n eb e f o r es e p a r a t i o nw a sp u tf o r w a r dc r e a t i v e l y ．T h e r e s u l ti st h a td o s a g e o fd e p r e s s o re t cw a sd e c r e a s e da n dt e c h n o l o g yi n d i c a t o rw a si m p r o v e d ．T h ea p p l i c a t i o ni n d i c a t e sr e c o v e r yo f c o p p e ra n dm o l y b d e n u ms e p a r a t i o nh a Si n c r e a s e db yI I A ％，c o n s u m p t i o no f s o d i u ms u l p h i d eh a sd e c r e a s e d b v3 2 ．1 7 ％．f l o a t a t i o nc a p a b i l i t yh a si n c r e a s e db y3 3 ．4 1 ％，a n do t h e ri n d i c a t o r sh a v ea l s oo b v i o u s l yi m p r o v e d ． K E YW O R D S p r e p r o c e s s ；s e p a r a t i o no fc o p p e r m o l y b d e n u m ；e x p e r i m e n t ；a p p l i c a t i o n 万方数据