浮选柱在金川选矿厂的实用前景.pdf

2 0 0 5年 1 2 月 第 3 4卷第 6期 总第 1 9 5期 云 南 冶 金 YU NN AN MEr AU UR GY De c．2 o 0 5 V o 1 ．3 4 ．N o ．6 S u m 1 9 5 浮选柱在金川选矿厂的使用前景 樊晓鹏 ，王玉珍2 ，李建辉 ，张锦刚 ，谭晨曦 1 ．长安大学研究生部 ，陕西西安7 1 0 0 5 4 ；2 ．金川选矿厂 ，甘肃金昌7 3 7 1 0 4 ； 3 ， 长沙高新开发区有色院技术应用有限公司，湖南长沙4 1 0 0 0 6 摘要分析了金川铜镍选矿厂的生产现状。根据浮选柱与浮选机试验结果的比较，说明了浮选柱在选矿厂 的使用前景。 关键词浮选柱；品位；回收率；优势 中图分类号T I M5 文献标识码A 文章编号1 0 0 6 0 3 0 8 2 0 0 5 0 6 0 0 2 1 0 4 T h e Ap p l i c a t i o n F o r e g r o u n d o f F l o t a t i o n C o l u mn i n J i n c h u a n Or e d r e s s i n g P l a n t F AN Xi a o p e n g ，WA N Y u z h e n g 2 ，L I J i a n h u i ，Z H AN G J i n g a n g ，T AN C h e n x i 1 一C h ang ’a n U n i v e r s i t y ，X i ’an，S h ang x i 7 1 0 0 5 4 ，C h i n a ； 2一J i n c h u an O r e d r e s s i n g P l an t ，J i n c h ang ，G a n s u 7 3 7 1 04 ，C h i n a ； 3 ，H i g h - n e w t e c h n i c a l h d ． ，C h ang s h a ，Hu n an 4 1 0 0 6 ，C h i n a B S r I 1 l CTB a s e d o n p r e s e n t s i t u a t i o n o f J i n c h u a n c o p p e r a n d n i c k e l o r e - p r o c e s s i n g p l ant ，t h e t e s t r e s u l ts o f fl o t a t i o n c o l u m n a r e c 0 r『 卜 p a r ed wi t h t h a t o f n o r m a l fl o t a t i o n ma c h i n e ． T h e f o r e g r o u n d o f a p p l i c a t i o n o f fl o t a t i o n c o l u mn i s d i s c u s s ed ． KEY W ORDSfl o t a t i o n c o l u n m；g r a d e；r e c o v e r y ； a d v ant a g e l 前言 作为矿山和冶炼的中间环节 ，选矿厂一方面要 尽可能的提高回收率；另一方面还要考虑冶炼工艺 要求和冶炼成本，不断提高选矿精矿质量。为了做 好这一中间环节 ，自 1 9 5 9年起选矿厂先后经历 了 三次扩建改造工程。 目前 已形成 日处理矿石总量为 1 6 0 0 0 t 的三个选矿车间，但浮选设备均采用机械 搅拌式浮选机 ，选别作业次数多 ，结构 比较复杂 ， 电耗高，操作主要依靠工人经验，参数控制稳定性 差 ，选矿指标波动大，而且随着原矿贫化和杂质氧 化镁含量的升高 ，以及金属硫化物嵌布颗粒细而不 均，使选厂的综合经济指标受到很大影响，有时为 保证氧化镁含量小于 6 ． 5 ％，处理矿石时不得不 以 损失镍回收率为代价来限制氧化镁含量， 从而造成 金属损失。因此在适当的作业段选用新型高效的浮 选设备代替机械搅拌式浮选机这一改造工程迫在眉 睫。这也是简化工艺流程 ，提高浮选指标 的有效途 径 。 2 选矿厂生产现状 目 前，一选、二选、三选各选矿车间中只有三 选车间为新建系统 ，一选和二选均为老系统 ，浮选 设备老化，浮选效率低，生产指标难以完成。从 2 0 0 4年选矿厂 1 1 2月份实 际生产指标完 成情况 如表 1 来看 ，与计划指标相 比各车间均未顺利 完成镍品位和回收率计划，生产经营任务不容乐 观 。 再者 ，选矿厂工艺流程复杂。以二选车间 5 系统为例 ，其处 理 的富矿 经三段 一 闭路 破碎后 ， 收稿 日期 2 0 0 5 0 5 2 6 作者简介 樊晓鹏 1 9 7 9 一 ，男 ．陕西西安人 ，o 3级硕士研究生 ，研究方 向矿产开发 与评价利用 。 21 维普资讯 2 0 0 5年 l 2月 第 3 4卷第 6期 总第 1 9 5期 云 南 冶 金 YUN NAN MEr AI URG Y De c． V o 1 ．3 4 ．N o ．6 S u m 1 9 5 矿石粒度从 一 3 5 0 m ill 降至 一1 5 m i ll 。磨矿第一段 采用一次开路棒磨 和两次 闭路 串联 球磨 ，溢流为 一 2 0 0日6 5 ． 8 ％。第二段采用一次闭路球磨，溢 流细度 为 一2 0 0目 8 0 ％，再经两 次粗选 、两次 扫 选、两次精选和一次精扫选得到二段合格产品， 与一段精矿合并为最终产品，二段扫选排尾即为 最终尾矿 表 1 2 O O 4年 1 1 2月份生产指标完成情况 T a b ．1 P r o d u c t i o n i n d e x e s J a n u a r y t o D e c e m b e r ，2 0 0 4 从 以上二选车问 5 系统 的工艺流程可见 ，目 前选矿厂的部分工 艺流程过 于复杂。因此 ，为 了 简化选矿工艺流程 ，提高选矿效率，顺利完成今 后的计划指标 ，选矿厂必须采用 先进高效 的浮选 设备。 3 浮选柱开路试验 3 ． 1 浮选柱结构及工作原理 本次试验的无充填介质逆流式浮选柱由长沙有 色冶金设计研究院选矿分院开发 ，并由长沙高新开 发区有色院技术应 用有 限公 司制造 ，其结 构见 图 1 。 浮选柱主要 由给矿 系统 ，排 矿 系统 ，控制 系 统 ，气泡发生器 外置式 ，泡沫淋洗水装置组成 。 设备结构简单，无转动部件，制作容易，占地面积 小，易于布置。可有效利用厂房，简化工艺流程， 减少维修费用。 在浮选柱工作时，矿浆送入给矿器并从下端托 盘均匀洒出，然后沿浮选柱体 的断面缓慢流下。气 泡发生器内有大量微细孔径，经压缩后的高压气体 2 2 进入气泡发生器后 ，产生大量微细气泡 ，与含有药 剂 的矿浆逆流接触 ，疏水性好 的矿粒附着在气泡上 并随气泡上升至泡沫层中，没有在气泡上粘附的矿 粒作为尾矿从下部尾矿管排出。泡沫淋洗水装置用 来冲洗泡沫层 ，可冲洗掉夹杂在泡沫中的非 目的矿 物 ，达到再次提高精矿品位的 目的。 交流电机 进水管 浮筒 金属晕锤 液位控制开关 气泡发生器 空气流量计 给气管 接空压机 常开尾矿管 奠 图 1 浮选柱结构示意图 F i g． 1 Di a g r a m o f t h e s t r u c t u r e o f flo t a t i o n c o l u mn 浮选柱 内的浮筒始终处于矿浆液面位置 ，随液 面的升降而上下浮动，浮简借助连线将矿浆液面的 升降传递到金属重锤，金属重锤的下上移动引起液 位控制开关 金属感应开关的依次开闭，导致控 制浮选柱底部液位调节尾矿管开关 的打开或关闭， 从而达到控制液面位置的 目的。 3 ． 2 试验参数的确定 本次浮选柱试验在二选车问 5 系统二段精选 作业区进行。以下分别对充气量、处理量作一最佳 工艺参数的确定。 3 ． 2 ． 1 充气量参数的确定 以充气量 0 ． 7 8 rn 3 ／ r n 2 ra i n 为标准试验条件，向 上波动 1 0 ％和 2 0 ％，向下波动下 1 0 ％，即进行充 气量为 0 ． 8 5 m 3 ／ r n 2 m i n 、0 ． 9 3 r n 3 ／ m 2 ra i n 、0 ． 7 8 m 3 ／ r n 2 ra i n和 0 ． 6 8 ／ r n 2 ra i n四个条件试 验 ，充气量 大小通过浮选柱附带的空气流量计调整。试验结果 见表 2 。 维普资讯 樊晓鹏等浮选柱在金川选矿厂的使用前景 根据条件试验结果，确定 5 系统二段 精选作 业浮选柱充气量为 0 ． 7 8 m I ／ m ra i n 。 3 ． 2 ． 2 处理量参数确定 以 0 ． 5 m I ／ h为标准试验条件 ，向上波动 1 0 ％， 向下波动 1 0 ％和 2 0 ％，即进行处理量为 0 ． 5 5 m 3 ／ h 、 0 ． 5 m I ／ h 、0 ． 4 5 m I ／ h和 0 ． 4 m I ／ h四个条件试验，处 理量大小用量筒在单位时间段内测定浮选柱尾矿排 放量 标准试 验条件为 5秒种 6 9 4 m 1 的方法进 行。试验结果见表 3 。 表 3 处理量条件试验结果 T a b ． 3 T e s t r e s u l t s o f c a p a c i t y ％ 根据条件试验结果 ，确定 5 系统二段精选作 业浮柱处理量为 0 ． 5 m ／ h 。 3 ． 1 ． 3 取样 化验 及 结果 试验 中浮柱 的取 样点为 给矿 、精 矿泡沫 、尾 矿。实际生产中在 5 系统的二段精选 的精二泡沫 、 精扫尾矿、精二尾矿进行了取样化验。综合条件试 验结果见表 4 。 表 4 5 系统综合条件试验结果 T a b ．4 C o mp l e x c o n d i t i o n s t e s t r e s lJ l t o f 5 s y s t e m ％ 维普资讯 2 0 0 5年 l 2月 第 3 4卷第 6期 总第 1 9 5期 云 南 冶 金 YUNNA N MET AU URGY De e．2 0 0 5 V o l ，3 4 ．N o ．6 S u m 1 9 5 3 ． 4 试验指标分析 3 ． 4 ． 1 精矿中镍 、铜品位分析 5 系统 浮选 柱 的精 矿镍 平均 品位为 4 ． 9 3 ％、 铜平均 品位 为 2 ． 3 1 ％，而 实际生产 中浮选 机精选 二泡 沫 镍 平 均 品 位 为 3 ． 0 5 ％，铜 平 均 品 位 为 1 ． 5 4 ％，镍、铜的平均品位分别提高了 1 ． 8 8 ％和 0 ． 7 7 ％。可见，浮选柱对精矿品位的提高有比较明 显的效果 3 ． 4 ． 2 精矿中氧化镁含量分析 5 系统 浮 选 柱 精 矿 氧 化 镁 的平 均 品位 为 8 ． 9 8 ％，实际生产 中浮选机精选二泡沫中氧化镁 的 平均品位为9 ． 3 8 ％，氧化镁的含量下降了0 ． 4 ％。 3 ． 4 ． 3 浮选柱精选作业回收率分析 5 系 统 浮 选 柱 的 平 均 作 业 回 收 率 为镍 4 0 ． 4 9 ％、铜 2 9 ． 2 6 ％，与实际生产中的二段精选作 业中镍 回收率 5 2 ． 5 9 ％ 、铜 回收 率 5 4 ． 3 6 ％相 比有 所下降。这是由浮选柱的特性所决定的，它可通过 一 次选别较大幅度提升精矿品位，但不能同时降低 尾矿品位 ，从而导致其作业回收率与闭路时浮选机 的同收率有一定差距。 4 浮选柱闭路试验指标预测 以二选车问 5 系统某 日精选作业数质量流程 考查结果 如图2 为依据，对5 系统二段精选浮 选柱尾矿增加精扫选作业后的预测指标与开路时二 段精选浮选柱作业的指标 ，以及实际生产中二段精 选作业的指标作一对比分析。结果见表 5 。 图例 m ，1 ． 4 2 I O 8 3 I 2 3 ． 5 5 4 0 ． 5 3 1 4 0 ．0 4 l 3 4 ． 7 7 二段精扫选 z 丽 两 一 图 2 5 系统二段精 扫选作业流 程考察 Fi g．2 I n v e s t i g a t i o n o f t h e flo ws he e t f o r t wos t a g e e o n c e n t r a t i o n a n d s c a v e n g e o f 5 s y s t e m 由上图可以得出 ①精扫选的作业产率为 1 6 ． 3 4 ／ 40． 0 6 0． 40 7 9 精扫选 的作 业 回收率 为 。 2 4 ． 3 9 ／ 4 0 ． 5 3 0． 6 01 8 2 5． 0 01 4 0． 0 40． 6 2 4 4 2 4 精扫选的精矿富集比为i 2 ． 0 9 ／ 1 ． 4 2 1 ． 4 7 i c 1 ． 2 7 ／ 0． 8 3 1． 5 3 i M 1 8． 0 5 ／ 2 3． 5 50． 7 7 ②在假设浮选柱尾矿的可选性与浮选机精选尾 矿相同的前提下，可以得出浮选柱尾矿加入精扫选 作业后其精矿的指标为 精 0 ． 4 0 7 9 1 0 ． 1 2 2 2 0 ． 3 5 8 1 ￡ N 。精 扣O ． 6 0 1 8 1 0 ． 4 0 4 9 0 ． 3 5 8 1 0 ． 6 2 44 1 0 ． 2 9 2 6 0 ． 441 7 l3 N i精 扫1 ． 4 7 0 ． 9 5 1 ． 40 l3 c u 埔扫1 ． 5 3 0 ． 7 91 ． 2 1 p M 扫I1 0 ． 7 72 0 ． 5 4 1 5 ． 8 2 ③从试 验结 果可 以算 出浮选柱 的精矿富集 比 为i II 4 ． 9 3 ／ 1 ． 4 1 3 ． 5 0、i c 柱2 ． 3 1 ／ 0 ． 9 3 2． 4 8 、 i M g C 4 ￡II 8． 9 8 ／ 2 0． 9 30 ． 4 3 将精扫选泡沫返回浮选柱再选。设该部分物料 的可选性与进入浮选柱的原矿 粗选泡沫相同， 则可得出浮选柱尾矿经精扫选后得到的精矿返回浮 选柱再选产生的精矿品位为 B N 口 1 ． 40 3 ． 5 4 ． 9 0 8 c 1 ． 2 1 2 ． 4 8 3 ． 0 l 3 M 】 2 1 5 ． 8 2 0 ． 4 3 6 ． 7 9 ④精扫选泡沫返回浮选柱后的总选别指标即为 粗精矿泡沫和精扫选泡沫合并选别的综合结果。 总 开路 精扫 开路 0． 1 2 2 20． 3 5 8 10． 1 2 2 20． 1 6 6 EN i ￡ N i 开路 E N i d E4 01Rr 0． 4 04 90． 3 5 8 10． 4 0 4 90． 5 4 9 9 E C u E C u Jf 路 ￡ Q精 扫 E ；cKN 0． 2 9 2 60． 4 4 1 70． 2 9 2 60 ． 4 2 1 8 l 3 N i 开 路l3 N 。 1 清 I 堕 0． 1 2 2 24． 9 30． 3 58 10． 1 2 2 24． 9 0 一 一 一0． 1 6 6 4． 9 2 开 路l3 c 1 精 『 坠 0． 1 2 2 22． 3 10． 3 5 81 0． 1 2 2 23． 0 一 2． 49 l3 M 堕 煎 ． 堕 总 0 ． 1 2 2 28 ． 9 80 ． 3 5 8 10 ． 1 2 2 26． 7 9 0． 1 6 6 8． 4 0 下转第 3 2页 维普资讯 2 0 0 5 年 l 2月 第 3 4卷第 6 期 总第 1 9 5期 云 南 冶 金 YUNNAN M田 A LL URGY De c ． 2 0 O 5 V o 1 ．3 4．N o ．6 S w n 1 9 5 而缩短了流程和节省了能耗。另外 ，由于使用了富 氧空气进行熔炼，使得熔炼单位精矿产生烟气量减 少、烟气二氧化硫浓度上升， 使得烟气带走的热损 失下降。因熔炼产出高品位冰铜和高二氧化硫烟 气，给后续工序如转炉、制酸带来节能效果，使得 艾萨技术的节能特色更为突出。云铜艾萨炉的各种 消耗随着工艺的成熟、稳定而不断下降。尤其在较 高作业率下，燃油的使用量大幅度下降，最好的 2 0 0 3 年 4月 ，平均小时燃油消耗仅 4 0 L ／ h 。与原有 的矿热电炉熔炼工艺相比较 ，艾萨炉使用廉价的一 次能源燃煤代替二次能源电力，使艾萨炉的生产成 本大幅度降低 ，符合我国的能源政策要求。 5 结语 本项 目设计 、施工 、生产 的紧密配合 ，使得技 改和生产交叉进行，保证了工程优质、高效、安全 完成，同时确保原有生产有条不紊 、高效进行。云 铜组织技术人员参与工程的设计 、施工 、试车 、投 产全过程，对艾萨熔炼技术的消化吸收起到了关键 的作用 ，促进了对引进技术的消化吸收 ，培养了一 批年轻的技术 队伍 。项 目合理 有效地进行工 艺配 置 ，最大限度地利用现有设施 ，盘活了原有 固定资 产 。该技术改造的成功 ，使云铜的技术装备和技术 水平上了一个大台阶，为云铜今后 的持续发展打下 了坚实的基础。经过近 3年来的生产运行表明 ，本 项 目不仅实现了一次性改造投入成功 ，而且创造 了 世界上艾萨炉第一炉期寿命最长的世界记录，为国 内引进先进技术改造传统产业提供 了一个宝贵的成 功经验 ，特别对于巨额风险技改投资 ，具有重大的 借鉴价值。 参考文献 [ 1 ]朱祖泽．现代铜冶金学 [ M ] ． 北京 科学出版社，2 0 0 3 ． [ 2 ]张健，等．重有色金属冶炼设计手册一铜镍卷 [ M] ．北京 冶会 工、 I 出版社 ，1 9 9 6 ． 上接第 2 4页 下标 2 一精扫选泡沫进入浮选柱选别后的精矿 上式中下标 l 一浮选柱开路选别后的精矿品位 品位 表 5 三种指标对 比分析 T a b ． 5 C o m p a r i s o n a n a l y s i s o f t h r e e k i n d s o f p a r a me t e r s 通过比较可知预计增加了精扫选作业的泡沫返 回后无论从镍精矿品位 、氧化镁含量 、还是在镍 回 收率方面均 比实际生产指标理想 ，尤其是镍精矿品 位提升 1 ． 8 7 ％，氧 化镁 含量降低 0 ． 9 8 ％，镍 回收 率提高 2 ． 4 ％。 5 结论 1 通过对 5 系统二段精选处用浮选柱代替浮 选机做开路试验的结果可知，精矿中镍平均品位有 所提升，氧化镁含量有所下降，镍回收率偏低。 2 预测二段精选 浮选柱尾矿增加精 扫选作业 后的闭路指标发现浮选柱用于二段精选时 ，对提 升镍精矿品位，降低氧化镁，提高镍回收率均有显 32 著优势。 3 实验论证，浮选柱中矿浆与气泡逆流碰撞 比浮选机与气泡 同步旋转的矿化效果好 ，因此 ，在 选矿厂部分流程中用浮选柱代替浮选机分选作业具 有很大优越性。 参考文献 [ 1 ]刘殿文 ．浮选柱研 究及其 应用新进展 [ J ] ．国外金属 矿选矿 ， 2 0 0 2 ， 6 1 4 1 7 ． [ 2 ]今井哲男 ．浮选柱技 术 的进展 [ J ] ．国外金 属矿 选矿 ，2 0 0 0 ， 8 1 7 2 1 ． [ 3 ]曾新民，等．金川镍选矿厂 5号富矿系统工艺改造及效果 j ] ． 有色金属 选矿部分 ， 2 0 0 0 ， 1 1 - 4 ． 维普资讯