南京栖霞山柱机联合浮选铅锌硫的研究与应用.pdf

3 8 有色金属 选矿部分2 0 1 8 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 8 ．0 1 ．0 0 8 南京栖霞山柱机联合浮选铅锌硫的研究与应用 陈如凤1 ，缪建成1 ，赵志强2 ，胡继华1 ，马斌1 ，范寻1 1 ．南京银茂铅锌矿业有限公司，南京2 1 0 0 3 3 ； 2 ．北京矿冶研究总院矿物加工科学与技术国家重点实验室，北京1 0 2 6 2 8 摘要南京栖霞山铅锌矿针对铅锌硫浮选存在的含硫碳高影响指标和浮选控制以及设备老化等问题。 通过试验研究，成功将浮选柱应用于铅锌硫的快速选别，不仅使铅、锌、硫、银回收率分别提高了1 ．1 5 、2 ．2 8 、 2 ．3 5 、1 ．1 1 个百分点，解决了同种矿物不同可浮性的问题，而且还解决了高硫多碳铅锌硫浮选容易满溢的问 题，改善了浮选作业环境；新工艺减少了2 9 台浮选机，节能降耗效果显著；节省了厂房占用，为公司发展提供了 空间。高浓度柱机联合浮选铅锌硫新工艺在南京栖霞山铅锌矿的率先成功应用，经济与环境社会效益显著，值 得推广。 关键词高硫多碳铅锌矿；浮选柱；浮选机；指标；柱机联合 中图分类号T D 9 2 3 ；T I M 5 6 ；T D 9 5 2文献标志码A 文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 8 0 1 - 0 0 3 8 - 0 5 R e s e a r c ha n dA p p l i c a t i o no fC o l u m nM a c h i n eC o m b i n e dF l o t a t i o no fL e a da n d Z i n cS u l f i d ei nQ i x i a s h a nN a n j i n g C H E N 尺咖n g 。，M I A OJ i a n c h e n g 。，Z H A OZ h i q i a n 9 2 ，H UJ i h u a 。，M aB i n 7 ，F A NX u n 。 J ．№彬n gY i n m a oL e a d - z i n cM i n i n gC o ．，L t d ．，№蛳n g2 1 0 0 3 3 ，C h i n a ； 2 ．S t a t eK e yL a b o r a t o r yo fM i n e r a lP r o c e s s i n gS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ， B e i j i n gG e n e r a lR e s e a r c hI n s t i t u t eo fM i n i n ga n dM e t a l l u r g y ，B e i j i n g1 0 2 6 2 8 ，C h i n a A b s t r a c t A i m i n ga tt h ei m p a c to fh i g hc o n t e n to fs u l f u ra n dc a r b o no nt h ei n d e x ，f l o t a t i o nc o n t r o la n d e q u i p m e n t sa g i n g ，a n dt h r o u g he x p e r i m e n t a ls t u d y ，t h el e a dz i n cs u l f i d eo r ei nQ i x i a s h a n N a n j i n gp r o v i n c e s u c c e s s f u l l ya p p l i e st h ec o l u m n m a c h i n ec o m b i n a t i o nf l o t a t i o no nt h er a p i ds e p a r a t i o no fl e a d ，z i n ca n d s u l f u r ，a n dl e a d ，z i n c ，s u l f u r ，s i l v e rr e c o v e r yr a t eh a v eb e e ni n c r e a s e db y1 ．1 5 ，2 ．2 8 ，2 ．3 5 ，1 ．1 1 p e r c e n t a g ep o i n t s ．T h ep r o b l e mo fd i f f e r e n tf l o a t a b i l i t yo ft h es a m em i n e r a li ss o l v e d ，a n di ta l s os o l v e st h e o v e r f l o w i n gp r o b l e md u r i n gt h ef l o t a t i o n ，a n dt h ef l o t a t i o no p e r a t i o ne n v i r o n m e n ti si m p r o v e d ．T h en e wp r o c e s s r e d u c e s2 9f l o t a t i o nm a c h i n e s ，a n dh a sar e m a r k a b l ee f f e c to fe n e r g ys a v i n g ，c o n s u m p t i o nr e d u c i n ga n dp l a n t o c c u p a n c ys a v i n ga n dp r o v i d e ss p a c ef o rc o m p a n yd e v e l o p m e n t ．T h ef i r s ts u c c e s s f u la p p l i c a t i o no ft h en e w t e c h n o l o g yo fh i g hc o n c e n t r a t i o nc o l u m nc o m b i n e df l o t a t i o no fl e a da n dz i n ci nQ i x i a s h a nN a n j i n gl e a dz i n c m i n eh a ss i g n i f i c a n te c o n o m i ca n ds o c i a lb e n e f i t s ，w h i c hi sw o r t h yo fp r o m o t i o n ． K e yw o r d s h i g h s u l f u ra n dc a r b o nl e a dz i n cs u l p h i d eo r e ；f l o t a t i o nc o l u m n ；f l o t a t i o nm a c h i n e ；i n d e x ； c o l u m nm a c h i n ec o m b i n a t i o n 南京栖霞山铅锌矿是华东地区最大的铅锌多金 属矿，选矿厂处理规模13 0 0t ／d ，主要产品为铅、 锌、硫、锰精矿。目前选矿人选原矿品位为铅 1 ．5 0 ％、锌2 ．5 0 ％、硫3 0 ．O ％、锰3 ％、银9 0g ／t 左 右，含碳5 ％，属于高硫低铅锌矿。由于含硫、碳较 高，铅、锌、硫选别时上浮量很大，可选性变差，导致 基金项目“十二五”国家科技支撑计划项目 2 0 1 5 B A B 0 2 8 0 1 收稿日期2 0 1 7 - 0 3 - 2 3 修回日期2 0 1 7 1 2 1 4 作者简介陈如凤 1 9 8 4 一 ，女，山东平邑人，工程师。 铅锌硫选别指标有所降低，操作难度增加。同时，由 于改造前选矿厂浮选设备老化、锈蚀严重，经常出现 浮选机槽体和闸门体磨通，定子掉落，开停机频繁， 维修工作量大，满溢现象时有发生，严重影响了正常 生产，迫切需要对浮选机进行更新。 在北京矿冶研究总院前期浮选柱半工业试验的 万方数据 2 0 1 8 年第1 期陈如凤等南京栖霞山柱机联合浮选铅锌硫的研究与应用 ‘3 9 基础上，经过充分的考察、调研、论证、设计，分步骤 的对铅锌硫浮选系统完成了柱机联合浮选改造，并 通过调试、完善，成功应用于生产，解决了改造前存 在的问题，率先在国内同类矿山实现了铅锌硫全部 应用柱机联合浮选。新工艺设备应用后，不仅稳定 提高了铅锌硫指标，而且改善了浮选环境，节省了浮 选电耗、水耗，节省了厂房占用，为今后公司发展提 供了发展空间。 1 矿石性质 1 ．1 矿石化学多元素与物相分析 原矿多元素分析结果列于表1 ，可以看出矿石 中含硫铁、碳品位相对较高，铅、锌品位相对较低。 表1原矿多元素分析结果 T a b l e1 M u l t i ．e l e m e n ta n a l y s i sr e s u l t so fr u n o f - m i n eo r e ／％ 元素P b Z nC u A g I ’ A u l F eSC M nA s S i 0 2A 1 2 0 3 C a O M s O 含量 1 ．5 62 ．4 70 ．1 01 1 61 ．1 22 7 ．5 82 9 ．9 24 ．6 13 ．0 2 0 ．0 8 21 0 ．1 90 ．5 79 ．6 31 ．0 1 1 单位为g ／t ，下同。 1 ．2 矿石的矿物组成 矿石中铅矿物主要为方铅矿，锌矿物主要为闪 锌矿，铁矿物主要为黄铁矿、白铁矿、磁黄铁矿，锰矿 物主要为菱锰矿，其它金属氧化矿物还有赤铁矿、磁 铁矿、钛铁矿、褐铁矿、金红石等。脉石矿物主要为 白云石、方解石，其次为石英等。矿石中铅锌的化学 物相分析结果见表2 。 表2铅、锌物相分析结果 T a b l e2 A n a l y s i sr e s u l t so fl e a da n dz i n cp h a s e ／％ 相别 墨些堕堕些笪璺塑篁垡壁堕垡壁璺壁 0 ．2 31 ．3 31 ．5 60 ．1 22 ．3 5 2 ．4 7 1 4 ．7 48 5 ．2 61 0 0 ．04 ．8 59 5 ．1 51 0 0 ．0 含量 分布率 2 半工业试验研究 2 0 11 年1l 一1 2 月北京矿冶研究总院在公司选矿 厂现场进行了浮选柱选铅、选锌、选硫半工业平行试 验和浮选柱尾矿试验室再选铅、锌、硫试验。 表3 T a b l e3 2 ．1 选铅半工业试验 现场浮选柱试验流程为一次粗选、一次精选闭 路流程，见图1 。针对现场原矿浮选柱选铅试验，在 药剂用量条件试验和设备工艺参数条件试验的基础 上，进行了为期三天的连续稳定性半工业试验。试 验统计指标如表3 所示，现场浮选柱铅尾矿再选铅 试验指标如表4 所示，试验同期选矿厂铅浮选生产 统计指标如表5 所示。 图1 浮选柱半工业试验系统设备形象图 F i g ．1 H o t a t i o nc o l u m ns e m ii n d u s t r i a l t e s ts y s t e mi m a g e 矿 现场原矿浮选柱选铅半工业试验统计指标 S t a t i s t i c a li n d e xo fs e m ii n d u s t r i a lt e s tf o rf l o t a t i o no fl e a do r ei n f i e l d ／％ 万方数据 4 0 有色金属 选矿部分2 0 1 8 年第1 期 对比试验数据表3 、表4 和生产数据表5 可知， 试验的精矿铅品位4 6 ．2 7 ％比现场4 5 ．3 1 ％高0 ．9 6 个百分点，试验的尾矿铅品位0 ．1 8 ％比生产数据 0 ．2 3 ％低0 ．0 5 个百分点。取浮选柱粗选尾矿进行 实验室浮选机小型试验，经过两次浮选作业可进一 步将尾矿铅品位降至0 ．1 1 ％。由此推测，在生产中 采用柱机联合流程，即浮选柱一次粗选一次精选 浮选机一次粗选三次精选两次扫选回收率会稳定提 高，考虑到生产控制跑尾与试验室的差距，在原矿数 据变化不大的情况下，生产铅跑尾能降低到0 ．2 0 ％ 以下，保证了铅回收率稳定提高。 2 ．2 选锌半工业试验 现场选锌浮选柱试验流程为一次粗选、一次精选 流程 同图1 。针对现场铅尾的浮选柱选锌试验，在药 剂用量条件和设备工艺参数条件试验的基础上，进行 了为期三天的连续稳定性半工业试验。试验统计指标 如表6 、表7 ，试验同期选矿厂锌浮选生产统计指标如表 8 所示。 表6 现场铅尾浮选柱选锌半工业试验统计指标 T a b l e6S t a t i s t i c a li n d e xo fs e m ii n d u s t r i a l t e s to fz i n cf l o t a t i o nc o l u m n ／％ 表7现场锌浮选柱尾矿再选试验指标 T a b l e7 T h ei n d e xo fz i n cf l o t a t i o nc o l u m n t a i l i n g st e s ts i t e ，％ 表8选矿厂锌浮选生产统计指标 T a b l e8S t a t i s t i c a li n d e x e so ff l o t a t i o no f z i n ci nz i n cc o n c e n t r a t o r ／％ 对比试验数据如表6 、表7 和生产数据如表8 可知，试验的精矿锌品位4 8 ．2 7 ％与现场4 8 ．9 7 ％低 0 ．7 个百分点，都符合销售的要求，基本持平。试验 的浮选锌尾矿含锌0 ．3 2 ％比生产数据0 ．2 5 ％高 0 ．0 7 个百分点。取浮选柱粗选锌试验尾矿用实验 室小型浮选机进行试验，经过两道浮选作业可进一 步将尾矿锌品位降至0 ．1 0 ％。由此推测，在生产中 采用柱机联合流程，即浮选柱一次粗选一次精选 浮选机一次粗选两精选两次扫选回收率也会得到稳 定提高，考虑到生产控制跑尾与试验室的差距，在原 矿数据变化不大的情况下，生产中锌跑尾能降低到 0 ．2 0 ％左右，保证锌回收率稳定提高。 2 ．3 选硫半工业试验 现场对锌尾浮选柱选硫进行了连续稳定性试验 同图1 。试验指标统计如表9 所示。 表9 选硫现场半工业平行试验指标统计结果 T a b l e9T h es t a t i s t i c a lr e s u l t so ft h es e m i i n d u s t r i a lp a r a l l e lt e s ti n d e x，‘％ 取浮选柱粗选尾矿在实验室进行了小型浮选机 扫选试验，两次选选结果见表1 0 。 表1 0浮选机扫选试验结果 T a b l e1 0T e s tr e s u l t so ff l o t a t i o nm a c h i n e ／％ 表1 0 表明，对浮选柱粗选尾矿应用浮选机再进 行两次扫选可进一步将尾矿硫品位降至1 ．9 3 ％。 由此推测，在实际生产中对锌尾选硫采用柱机联合 流程，即浮选柱一次粗选 浮选机一次粗选两精选 两次扫选闭路流程，预期可获得硫精矿硫品位 万方数据 2 0 1 8 年第l 期陈如凤等南京栖霞山柱机联合浮选铅锌硫的研究与应用 4 1 4 6 ．5 ％以上，尾矿硫品位3 ．O ％以内，硫作业回收率 9 7 ％左右的生产指标，满足生产的需要。 3柱机联合选铅锌硫改造方案 3 ．1 浮选柱的特点与工作原理 目前国内应用比较成熟的浮选柱主要有旋流一 静态微泡浮选柱和微泡逆流接触式浮选柱。旋流一 静态微泡浮选柱在煤矿应用广泛，而微泡逆流接触 式浮选柱在有色金属矿山领域使用较多。两种浮选 柱的主要区别在于气泡的形成方式不同，旋流一静态 微泡浮选柱靠砂泵扬送矿浆产生射流形成负压引入 气体形成微泡，而微泡逆流接触式浮选柱靠外加压 缩空气进入喷嘴形成微泡。 经过处理的表面 亲疏水性的差异，在固体、水及气 体三相流的作用下，使各种矿物之间达到分离。 3 ．2 技改方案及设备 南京栖霞山铅锌矿设计选用了微泡逆流接触式 浮选柱作为铅锌硫的快速粗选浮选设备，让绝大部 分好浮的铅、锌、硫在各自流程优先上浮，快速进入 产品，剩余可浮性较差的再利用浮选机进行浮选。 改造后的柱机联合工艺流程见图3 。 原矿 分级溢流浓缩一7 4p ．mt t i S O q , 而可赢 一 底流l 蔽孺瓢 l 溢流C 4 8 ％5 0 ％1 一 ’ 圆搅拌2 ≯ 浮选毒k 选铅 丝生蒜I ，l I 咂亟巫区 一嚅障零詹 黼 浮球／／⋯⋯⋯一二掣隔板装置 荔磊豫／，／一。j 。 曲【 7 二 逆蜡_ } } { 世_ 产丽t 储气罐气体流量溯；高i 、 、“1 阶 重笪塑料 相爱一 图2 微泡逆流接触式浮选柱结构 及工作状态示意图 F i g ．2 S c h e m a t i cd i a g r a mo ft h es t r u c t u r ea n d w o r k i n gs t a t eo fm i c r ob u b b l ec o u n t e r c u r r e n t c o n t a c tf l o t a t i o nc o l u m n 微泡逆流接触式浮选柱结构及工作状态见图 1 ，其浮选柱工作时矿浆由给矿分配器均匀给人，然 后沿浮选柱的整个断面缓慢流动。空压机输出的高 压气体通过喷枪式微孔发泡器喷出，高速气流雾化 产生大量微细气泡，均匀的分布在整个断面上，在逆 流的条件下与含有药剂的矿粒接触碰撞，实现气泡 的矿化。矿化气泡升浮至柱体上部形成矿化泡沫 层，自溢至精矿槽中，非泡沫产品则由与柱底相连的 尾矿管中排出。其工作液面高度和充气量由自控系 统进行操作和管理。根据矿石中各种矿物表面 或 水 矿 图3 柱机联合浮选工艺流程图 F i g ．3 F l o w s h e e to fc o m b i n e df l o t a t i o n p r o c e s so fc o l u m nm a c h i n e 通过前期浮选柱半工业试验结果，结合浮选柱 具有高富集比的特点，技术改造后的工艺及设备选 型如下 1 铅浮选系统技术改造 原选铅系统采用1 7 台充气式浮选机，流程为快 选加常规粗扫选精选。由于原矿含硫、碳较高，上浮 量大，容易产生满溢和跑尾。同时，根据南京栖霞山 铅、银矿物存在可浮性差异的问题，结合浮选柱具有 高富集比、不容易满溢的特点，拆除8 台浮选机，选 用l 台∞mx1 0m 浮选柱做铅快粗选，1 台中1 ．5 m 8m 浮选柱做铅快精选，让大部分好浮的铅用浮 选柱优先快速选出，直接进入产品，精选浮选柱的泡 万方数据 4 2 有色金属 选矿部分2 0 1 8 年第1 期 沫产品直接作为铅精矿1 。 对于可浮性较差的铅、银矿物，利用原有的9 台 浮选机选别。即铅快粗选浮选柱的尾矿经过一次粗 选三精选两次扫选，将剩余可浮性较差的铅银选干 净，精选泡沫产品作为铅精矿2 ，这部分铅精矿含银 较高，与铅精矿1 一起进入铅精矿浓缩池，形成最终 的铅 银 精矿产品。铅浮选机尾矿进人选锌作业。 2 锌浮选系统技术改造 原选锌系统采用1 9 台充气式浮选机，流程也为 快选加常规粗扫选精选。与铅同样，根据南京栖霞 山锌矿物也存在可浮性差异的问题，拆除1 1 台浮选 机，选用一台c b 3m 1 0m 浮选柱做锌快粗选，一台 ①l ，8m 8m 浮选柱做锌快精选，让大部分好浮的 锌用浮选柱优先快速选出，直接进入产品，精选浮选 柱泡沫产品直接作为锌精矿1 。 对于可浮性较差的锌矿物，利用原有的8 台浮 选机选别。即锌快粗选浮选柱的尾矿经过一次粗选 两精选两次扫选，将剩余的可浮性较差的锌选干净， 精选泡沫产品作为精矿2 ，与锌精矿1 一起进入锌 精矿浓缩池，形成最终的锌精矿产品。锌浮选机尾 表1 1 T a b l e1 1 矿进人选硫前浓缩作业。 3 硫浮选系统技术改造 南京栖霞山铅锌矿原选硫系统采用1 6 台8 ．8 m 3 充气式浮选机，流程为快选加常规粗扫选精选。 由于原矿含硫很高 2 9 ％一3 0 ％ ，上浮量很大，容 易产生满溢和跑尾。根据硫也存在可浮性差异的问 题，结合浮选柱具有高富集比、不容易满溢的特点， 硫改造选用了一台①3m 1 0m 浮选柱做快选，保 留了原选硫8 台浮选机形成一次粗选两精选两次扫 选，拆除了原1 0 台硫浮选机。快选硫浮选柱泡沫产 品直接作为硫精矿1 ，硫浮选机浮选出的精矿作为 硫精矿2 ，一起形成最终的硫精矿产品。硫浮选机 尾矿送去选锰作业。 4 改造前后对比 4 ．1 选矿指标对比 经过对柱机联合浮选铅锌硫改造工艺流程的不 断改进和完善，顺利稳定生产，取得了较好的稳定生 产指标，指标比较见表1 1 一表1 3 。 铅浮选柱改造前后指标对比情况 C o m p a r i s o no fi n d e x e sb e f o r ea n da f t e rm o d i f i c a t i o no fl e a df l o t a t i o nc o l u m n ／％ 表1 2 T a b l e1 2 锌浮选柱改造前后指标对比情况 C o m p a r i s o no fi n d e x e sb e f o r ea n da f t e rt r a n s f o r m a t i o no fz i n cf l o t a t i o nc o l u m n ／％ 从表1 1 中可以看出，采用柱机联合选铅工艺后， 铅的主品位达到4 4 ．8 8 ％，铅中银含量在14 1 0g ／t ，铅 的回收率达到8 6 ．7 7 ％，铅中银回收率达到4 9 ．8 6 ％。 改造后，铅的主品位铅的回收率提高了1 ．1 5 个百分 点，铅中银回收率提高了1 ．11 个百分点。 从表1 2 中可以看出，采用柱机联合选锌工艺 后，锌的主品位达到4 8 ．7 5 ％，回收率达到8 7 ．9 2 ％。 改造前后锌主品位基本相当，锌的回收率提高了 2 ．2 8 个百分点。l 下转第6 0 页 万方数据 6 0 有色金属 选矿部分2 0 1 8 年第1 期 t 单位为g , ／t 。 3结论 钯精矿再磨再选。 1 河北红石砬铂钯矿品位低，铂0 ．6 5g ／t 、钯 0 ．1 7g ／t ，并可伴随回收磷、铁，属岩浆熔主一气成高 温含磷铂矿床。该铂钯矿石主要目的矿物铂族矿物 等产出粒度细，易于选别，采用铂钯优先浮选一磷灰 石浮选一磁选提铁工艺流程对其进行选矿试验。 2 在较细的磨矿细度一7 4 仙m 占8 1 ％时，试验 采用一次粗选三次精选两次扫选铂钯优先浮选铂 钯浮选尾矿一次粗选四次精选两次扫选选磷一浮磷 尾矿一次粗选一次精选提铁闭路流程，可获得铂品 位1 3 8 ．4 0g ／t 、回收率8 5 ．1 7 ％，钯品位2 2 ．4 0g ／t 、 回收率5 2 ．7 1 ％的铂钯精矿，P 0 ，品位2 6 ．9 5 ％、回 收率8 7 ．1 7 ％的磷精矿和铁品位5 4 ．2 0 ％、回收率 3 6 ．5 0 ％的铁精矿。为提高铂钯精矿品位，建议将铂 参考文献 [ 1 ] 李希尧，崔石林，靳根起，等．河北省丰宁县红石砬铂矿 区五道沟矿段详细勘探报告[ R ] ．承德河北省地质局 第四地质大队，1 9 7 4 ． [ 2 ] 李希尧，崔石林，靳根起，等．河北省丰宁县红石砬铂矿 区详细勘探报告[ R ] 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