陕西某金矿浮选工艺流程考查及优化措施研究.pdf

4 6 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 1 陕西某金矿浮选工艺流程考查及优化措施研究 于鸿宾1 ，张国刚1 ，郑晔1 ，杨治国2 ，张晗1 ，王毅2 1 ．长春黄金研究院，长春1 3 0 0 1 2 ；2 ．陕西太白黄金矿业有限责任公司，陕西宝鸡7 2 1 6 0 7 摘要为了解决陕西某金矿生产中存在的浮选尾矿品位高、浮选回收率偏低的难题，对其磨矿作业和浮选作业进行了 流程考查及工艺优化措施分析。流程考查结果表明当前生产中存在磨矿效率和分级效率低、球磨机钢球充填率和分级返砂 比严重不足、浮选矿浆浓度较高、浮选药剂添加地点及分配比例不合理和浮选充气量不足等问题。针对流程中存在的问题提 出了详细的改进方案，为下一步进行浮选工艺优化提供了技术依据。 关键词金矿；浮选；磨矿分级；流程考查 中图分类号T D 9 5 3 ；T D 9 2 6 ．3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 4 6 - 0 5 S t u d yo nI n v e s t i g a t i o na n dO p t i m i z a t i o nM e a s u r e so fF l o t a t i o nP r o c e s s i n g i naS h a a n x iG o l dM i n e Y UH o n g b i n 。，Z H A N GG u o g a n g 。，Z H E N GY e 。，Y A N GZ h i g u 0 2 ，Z H A N GH a n ’，W A N GY i 2 』．C h a n g c h u nG 0 埘R e s e a r c hI n s t i t u t e ，C h a n g c h u n1 3 0 0 1 2 ，C h i n a ；2 ．S h a a n x iT a i b a i G o l dM i n i n gC o ．，L t d ．，B a o j iS h a a n x i7 2 1 6 0 7 ，C h i n a A b s t r a c t I no r d e rs o l v et h ep r o b l e m so fh i g hg r a d eo ft a i l i n g sa n dl o wr e c o v e r yr a t eo ff l o t a t i o ni nc u r r e n t p r o d u c t i o ni naS h a a n x ig o l dm i n e ，t h ea u t h o r si n v e s t i g a t et h eg r i n d i n go p e r a t i o n sa n dt h ef l o t a t i o np r o c e s s ，a n d a n a l y s i st h eo p t i m i z a t i o nm e a s u r e si nt h i sp a p e r ．T h er e s u l t ss h o wt h a tt h ee f f i c i e n c yo fg r i n d i n ga n dc l a s s i f i c a t i o ni s l o w ，t h es h o r t a g eo ff i l l i n gr a t eo fb a l lm i l la n du n d e r f l o wr a t eo fc l a s s i f i c a t i o ni ss e r i o u s ．t h ed e n s i t yo ff l o t a t i o np u l p i sh i g h ，t h ea d d i n gl o c a t i o na n dd i s t r i b u t i o no ff l o t a t i o nr e a g e n t sa r en o tr e a s o n a b l e ，t h ea e r a t i o nq u a n t i t yo ff l o t a t i o n i si n s u f f i c i e n ta n dS Oo n ．I nv i e wo ft h ep r o b l e m se x i s ti nt h ec u r r e n tp r o d u c t i o n p r o c e s s ，t h i sp a p e rp u t sf o r w a r d d e t a i l e di m p r o v e m e n tp l a n s ，a n dp r o v i d e sd e t a i l e dt e c h n i c a lb a s i sf o rt h ef l o t a t i o np r o c e s so p t i m i z a t i o ni nt h ef u t u r e ． K e yw o r d s g o l dm i n e ；f l o t a t i o n ；g r i n d i n ga n dc l a s s i f i c a t i o n ；f l o w s h e e ti n v e s t i g a t i o n 陕西某金矿选矿厂原为全泥氰化碳浆提金工 艺，为了缓解该公司环保方面的巨大压力，选矿厂于 2 0 1 5 年下半年将其选矿工艺改造为浮选一金精矿氰 化碳浆提金工艺，设计处理能为52 0 0t ／d 。然而改 建投产以来，浮选尾矿品位偏高，浮选回收率较低， 为企业的正常运营造成了极大的困扰。为了给优化 生产提供可靠的技术依据，解决制约企业经济效益 增长的问题，对其磨矿浮选系统进行了流程考查，并 针对流程考查中发现的问题提出工艺优化方案。 1 矿石性质 浮选原矿多元素分析结果见表1 ，由表1 可知， 该矿石中金与银品位分别为0 ．7 9 、1 ．5 0g ／t ，硫含量 为0 ．8 8 ％，铜、铅、锌、锑和砷等含量均较低。矿石中 矿物相对含量测定结果见表2 ，由表2 可知主要金属 矿物为黄铁矿，很少的磁黄铁矿、铜矿物和褐铁矿， 极少量的碲矿物。非金属矿物主要为石英、钠长石， 次为白云石、方解石、绢云母、磷灰石等，表明该矿石 工艺类型属低品位少硫化物含金矿石。 2 生产工艺流程 生产工艺流程见图l ，该公司有两个选矿厂用于 处理磨矿一浮选系统，其中一选厂又分为两个磨矿工 艺完全相同的系列。两个选矿厂碎矿流程均为三段 一闭路，磨矿流程均为两段两闭路，原矿经破碎至一1 2 I T l l n 后给入磨矿分级作业。一选厂一段分级使用螺旋 分级机，三选厂一段分级使用水力旋流器，两个选矿 厂二段分级均使用水力旋流器，二段旋流器溢流 一 7 5t x m 含量为6 5 ％ 经搅拌槽混合后给入浮选作业， 浮选流程结构为一次粗选、三次扫选和三次精选。 收稿日期2 0 1 6 - 0 7 - 2 9修回日期2 0 1 6 ．1 1 - 2 5 作者简介于鸿宾 1 9 8 9 - ，男，内蒙古赤峰人，硕士，工程师，主要从事选矿与资源综合利用科研工作。 万方数据 兰盟7 年第1 期于鸿宾等陕西某金矿浮选工艺流程考查及优化措施研究 4 7 1 单位为g ／t 。 表2矿石矿物相对含量测定结果 T a b l e2 R e s u l t so ft h ed e t e r m i n a t i o no ft h er e l a t i v e c o n t e n to fo r em i n e r a l s／％ 3 磨矿作业流程考查及分析 磨矿作业流程考查当日三选厂处理量为1 2 5 ．7 4 t ／h ，一选厂一系列处理量为4 5 ．4 0t ／h ，一选厂二系 一选厂原矿 列处理矿量为4 7 ．6 2t ／h ，流程考查重要参数计算结 果见表3 。 表3磨矿作业重要参数考查结果 T a b l e3 R e s u l t so fi m p o r t a n tp a r a m e t e r so fg r i n d i n g o p e r a t i o n s 球磨机的比生产率q o 一段 1 ．1 20 ．8 11 ．2 0 篮二 吐里盐 』 翌 三垦 竺 塑旦堑 一段水力旋流器 螺旋分级机量效率8 6 ．5 4 7 9 ．4 97 7 ．8 2 分级效率／％质效率4 3 ．7 5 2 6 ．2 33 5 ．8 1 二段水力旋流器分级效彰％差萋茎篙2 ．4 黧5 ．4 4 篱0 ．2 分级返砂t t ／％ 一段1 3 3 ．7 28 7 ．7 21 3 8 ．0 7 二段1 0 0 ．4 92 2 6 ．6 5 2 1 9 ．4 8 三选厂原矿 浮选金精矿 浮选尾矿 图1 选矿生产工艺流程 F i g ．1 P r o d u c t i o nf l o w s h e e to fm i n e r a lp r o c e s s i n g 万方数据 4 8 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年第1 期 由表3 可知，一选厂和三选厂球磨机的充填率 基本在3 5 ％以下，而生产实践表明球磨机适宜的钢 球充填率为3 5 ％一4 5 ％_ lJ ，由此表明两个选矿厂的 球磨机均存在不同程度的缺球现象。三选厂二段磨 矿和一选厂一系列一段磨矿的球磨机比生产率仅为 0 ．4 4t ／ m 3 h 和0 ．8 1t ／ m 3 h ，表明当前该球 磨机磨矿效率较低，这一方面是由于当前球磨机钢 球充填率不足的原因，另一方面二段磨矿补加钢球 直径为8 0m m ，补加钢球直径较大也会影响磨矿 效率。 通过分析两个选矿厂一段和二段分级作业的分 级效率可知，一选厂一系列螺旋分级机和水力旋流 器的分级质效率较低，仅分别为2 6 ．2 3 ％和 2 4 ．8 1 ％，结合流程考查矿浆流程图 见图2 分析发 现，一系列螺旋分级机和水力旋流器的给矿浓度高 达7 2 ．7 8 ％和6 2 ．6 8 ％，给矿浓度较高会严重降低分 级效率。两个选矿厂一段分级流溢各粒级筛分结果 见表4 ，由表4 可知一选厂一系列的一段分级溢流存 图2 磨矿作业流程考查矿浆流程 F i g ．2P u l pf l o w s h e e to fg r i n d i n gp r o c e s s 在“跑粗”现象，溢流产品中 0 ．2 8m m 含量高达 3 3 ．4 0 ％。这一方面是由于螺旋分级机给矿浓度过 高造成的不利影响，另一方面在流程考查过程中观 察到螺旋分级机的溢流堰不平整，而且一选厂一系 列的螺旋分级机给矿位置与溢流堰的距离较近，导 致分级机的沉降区较短，从而导致溢流“跑粗”。 研究认为与球磨机构成闭路工作的分级机对磨 矿过程的影响很大，球磨机的返砂比通常为1 0 0 ％一 4 0 0 ％为宜引，在一定范围内提高返砂比有助于改 善分级效果，减少产品过粉碎，提高球磨机生产率。 从表3 可知，一选厂一系列一段分级返砂比仅为 8 7 ．7 2 ％，表明该分级机返砂比严重偏低。返砂比偏 低意味着进入球磨机内的矿石量少，球磨机处于不 饱和状态下运转，未充分发挥出最佳的磨矿效率，而 且还会造成球磨机磨矿工序的能耗和钢耗偏高旧J 。 表4一段分级溢流各粒级筛分结果 T a b l e4 S c r e e n i n gr e s u l t so fe a c hp a r t i c l es i z ef r a c t i o n ／％ 4 浮选作业流程考查及分析 浮选作业流程考查当日矿量为2 0 7 ．3 3t ／h ，其中 三选厂矿量为1 1 7 ．8 3t ／h ，一选厂一系列矿量为 万方数据 2 0 1 7 年第1 期于鸿宾等陕西某金矿浮选工艺流程考查及优化措施研究4 9 4 6 ．8 2t ／h ，一选厂二系列矿量为4 2 ．6 8t ／h 。浮选药 剂制度如下黄药用量为1 0 0g ／t ，M A 用量为4 0g ／t ， 松醇油用量为4 0g ／t 。粗选作业充气量为5 0 0 ～6 0 0 m 3 ／h ，一次扫选充气量为3 5 0 ～4 0 0m 3 ／h ，二次扫选 充气量为3 0 0 ～3 5 0m 3 ／h 。浮选作业流程考查当日 生产指标如下原矿品位为0 ．9 0 2g ／t ，精矿品位为 1 4 ．3 5 7g ／t ，尾矿品位为0 ．1 5 7 g ／t ，回收率为 8 3 ．5 1 ％，数质量流程如图3 所示。 由图3 可知，粗选作业、扫一作业、扫二作业和 扫三作业的浮选浓度高达4 0 ％，而小型浮选试验研 究推荐浮选浓度为3 2 ％，由此表明当前浮选工艺中 粗扫选作业浓度偏高。矿浆浓度过大不仅会导致浮 选机工作条件变差，浮选指标下降J ，而且还会对浮 选尾矿的浓密脱水作业产生不利的影响。 图3浮选作业流程考查数质量流程 F i g ．3 N u m b e ra n dq u M i t yf l o wo ff l o t a t i o np r o c e s s 由图3 可知浮选的粗选作业回收率较低，仅为 9 0 ．1 6 ％，这是导致目前浮选回收率没有达到设计要 求的主要原因。综合分析流程考查结果和当前生产 现状，认为导致粗选作业回收率较低的原因主要有 以下三个方面1 该选矿厂粗选作业捕收剂添加地 点为浮选给矿调浆搅拌槽，同时靠近浮选作业给矿 管，存在药剂短路现象，导致浮选给矿与药剂作用时 间不足，有用矿物矿化效果较差，影响分选效果；2 当前浮选药剂用于粗选作业的比例仅为5 0 ％，粗选作 业药剂用量偏低，这会影响浮选初期的浮选速度；3 当前粗选作业充气量为5 0 0 ～6 0 0m 3 ／h ，浮选机的实 际充气量仅为0 ．2 9 ～0 ．5 2m 3 ／ m 2 m i n ，而生产实 践认为浮选机充气量在0 ．8 ～1 ．0m 3 ／ m 2 m i n 范围 内能够取得良好的生产指标∞叫J ，由此表明粗选作业 充气量较小，充气量较小会降低有用矿物与气泡碰撞 的机率，同时影响气泡上浮速度。 通过数质量流程图可以发现扫选一、扫选二和 扫选三精矿的品位分别为4 ．6 6 4 、3 ．5 2 0 和2 ．3 7 2 g ／t ，扫选一精矿的品位几乎与粗选精矿品位相当，扫 选二精矿与扫选三精矿品位甚至高于原矿品位，这 万方数据 5 0 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年第1 期 表明当前粗扫选作业的浮选时间和精矿刮泡量不 足，未充分发挥扫选作业的作用，导致浮选中矿未能 在各作业间有效循环，从而造成浮选尾矿品位偏高。 通过数质量流程图可以发现扫选三作业指标较 差，作业回收率仅为2 ．1 6 ％，认为扫选三作业浮选机 性能不佳是导致其作业回收率低的重要原因。在流 程考查过程中可以观察到在充气量较低的情况下， 扫选浮选槽内便会出现严重的矿浆“翻花”现象，导 致浮选槽内矿浆表面不能形成比较平稳的泡沫层， 破坏分选环境，影响分选平稳进行。 由于该选矿厂浮选金精矿直接用于本厂氰化浸 出，并不对外销售，因此没有必要过高要求浮选精矿 的品位，而且通过流程考查数质量流程图可以发现， 精选二的精矿品位可达1 2 ．5 6 5g ／t ，完全可以直接进 入氰化浸出作业。 通过对浮选尾矿磨制团矿片于显微镜下检测， 并配合化学分析法、选择性溶矿法测定了尾矿产品 中金矿物嵌存关系特征 见表5 。表5 结果表明尾 矿中单体连生金占3 0 ．1 7 ％，包裹金占6 9 ．8 3 ％，其 中脉石包裹占4 5 ．5 7 ％、硫化物包裹占2 4 ．2 6 ％。 5 生产中存在的主要问题及工艺优0 匕建议 通过对磨矿作业和浮选作业进行流程考查及数 据分析，诊断出当前生产中存在的主要问题及相应 的工艺优化建议措施如下 表5 浮选尾矿产品中金矿物嵌连关系测定结果 T a b l e5R e s u l t so fd e t e r m i n a t i o no fg o l dm i n e r a l si n f l o t a t i o nt a i l i n g s／％ 嵌连关系 单体与连生金、i 酝砀石差‰ 合计 相对含量 3 0 ．1 7 2 4 ．2 6 4 5 ．5 7 1 0 0 ．0 1 球磨机比生产率较低，未充分发挥最佳的磨 矿效率，建议加强对生产中球磨机装球率的检测，优 化磨机中钢球配比，三选厂二段磨矿补加钢球直径 调整为6 0m m 或4 0m m ，强化球磨机磨矿效率。 2 一选厂分级给矿浓度较大，螺旋分级机存在 溢流堰不平整和沉降区较小的问题，导致返砂比偏 低，不仅会降低分级效率，增加球磨机能耗和钢耗， 还会影响球磨机生产率。建议适当增加一段球磨排 矿处的补加水，降低分级给矿浓度，提高分级返砂 比，强化分级效果。 3 浮选粗扫选作业矿浆浓度较高，导致浮选机 工作条件变差，影响浮选指标和后续浓密脱水作业。 建议降低磨矿作业水力旋流器给矿浓度，加强对磨 矿分级作业二段溢流浓度的控制，在强化分级效果 的同时，保证浮选作业浓度适宜，浮选过程稳定。 4 浮选作业存在药剂短路和药剂分配不合理 问题∞‘7J ，导致矿浆与药剂作用时间不足和浮选速度 较慢，影响浮选生产指标。建议改变粗选作业捕收 剂添加地点，将粗选作业捕收剂由搅拌槽移至一段 分级溢流泵箱处，延长矿物与捕收剂的作用时间；合 理分配粗扫选作业药剂比例，将扫选三作业药剂添 加至粗选作业，即粗选药剂用量由总药量的5 0 ％增 加至6 2 ．5 ％，提高浮选初期的浮选速度； 5 浮选作业充气量较低，粗扫选作业精矿刮泡 量不足，导致尾矿品位跑高，影响了浮选回收率。建 议适当增加浮选作业充气量，一方面提高浮选机内 空气弥散度和气泡均匀度，增加矿粒与气泡接触碰 撞的机率，另一方面可以缩短气泡上浮时间，提高浮 选速度，同时还有助于强化中矿在各作业中有效 循环。 6 鉴于浮选金精矿直接用于本厂氰化浸出，并 不对外销售，而且当前精选二精矿品位已达到氰化 浸出作业要求，为此建议取消精选三作业，一方面有 助于增加产率，提高浮选回收率，另一方面还有助于 降低生产成本。 7 由于浮选作业药剂种类及用量必须适当才 能获得良好的生产指标。8 引，由于目前浮选尾矿中存 在单体连生金及硫化物包裹金，为此建议考查不同 药剂种类及用量对浮选生产指标的影响，确定最佳 的浮选药剂制度，以进一步提高浮选回收率，降低浮 选尾矿品位。 8 建议优化扫选三作业浮选机，消除其由于槽 内液面不稳定为浮选带来的不利影响。另外在1 3 常 生产中发现当前浮选流程存在大量木屑，木屑的存 在不仅会破坏分选过程的正常进行，而且还会吸附 大量药剂，削弱药剂与矿物之间的相互作用，影响分 选效果，因此建议加强碎矿与磨矿作业对木头的清 理，最大限度的避免木屑进入浮选流程。 6结论 通过对磨矿作业和浮选作业流程考查及数据分 析，得出以下主要结论 1 影响磨矿作业磨矿效率低的主要原因是由于 球磨机钢球充填率和分级返砂比不足，影响分级效 率低和分级返砂比不足的主要原因是分级给矿浓度 过高。 下转第8 1 页 万方数据 产if _ 【| 杰等粗细粒级差异化给矿对浮选柱选别性能的影响 8 1 图4 浮选柱精矿粒级对比分析 F i g ．4 C o n c e n t r a t e sp a r t i c l es i z ec o m p a r a t i v ea n a l y s i s 3结论 在粗细颗粒矿物混合与差异化两种给矿条件 下，开展了①1 0 0m m 12 0 0m m 规格浮选柱对纯石 英砂矿物的浮选试验，粗细粒级差异化给矿比混合 给矿获得了更高的精矿回收率，尤其是在粗颗粒矿 物回收方面效果提升十分显著，证实了在浮选柱中 引入泡沫层理论的可行性，为浮选柱用于粗扫选作 业处理较粗粒级矿物奠定了基础。但在后续研究工 作及工程转化过程应该注意对如下内容的考察 1 试验在纯石英矿物条件下开展，对浮选指标 因素的考察具有局限性，需要针对不同矿物类型及 粗细粒级划分方法做进一步研究； 2 泡沫层表面的粗颗粒矿物给人总量与给矿速 率不宜过大，以免破坏泡沫层稳定性； 3 粗细颗粒矿物差异化给矿对泡沫层状态反应 敏感，如泡沫层过薄，流动陛与稳定性太差则不宜采 用本方法。 参考文献 [ 1 ] B I A N C AN E W C O M B E ，B R A D S H A WD ，W I G H T M A NE ． F l a s hf l o t a t i o na n dt h ep l i g h to ft h ec o a r s ep a r t i c l e [ J ] ． M i n e r a l sE n g i n e e r i n g2 0 1 2 3 4 1 1 0 ． [ 2 ] W E L S B YSDD ，V I A N N ASM ，F R A N Z I D I SJP ．A s s i g n i n g P h y s i c a lS i g n i 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步工艺优化的重点。 4 针对流程考查中诊断出来的生产问题提出了 详细的改进方案，为下一步进行浮选工艺优化提供 了技术依据。本文还可为其他同类型矿山企业的浮 选工艺流程考查、生产流程评价和浮选工艺优化提 供借鉴经验。 参考文献 [ 1 ] 胡岳华，冯其名．矿物资源加工技术与设备[ M ] ．北京 科学出版社，2 0 0 6 6 0 - 7 2 ． [ 2 ] 刘志斌，汪勇，高起方，等．云南某金多金属矿生产工 艺流程考查分析及优化措施研究[ J ] ．矿冶工程，2 0 1 5 ， 3 5 2 8 3 - 8 6 ． [ 3 ] 常文利．西石门铁矿选矿工艺流程考查结果及其分析 [ J ] ．矿山机械，2 0 0 7 ，3 5 4 8 2 - 8 4 ． [ 4 ] 高淑玲，魏德洲，方萍，等．充气量对低品位铝土矿旋 流一反浮选分离的影响[ J ] ．东北大学学报 自然科学 版 ，2 0 0 9 ，3 0 1 1 4 1 - 1 4 4 ． [ 5 ] 王淀佐，薛玉兰，潘焕基，等．浮选药剂分布平衡流程图 的研究与应用 1 一水口山选矿厂浮选捕收剂平衡测试 与药剂制度评价[ J ] ．有色金属，1 9 9 5 ， 4 3 2 ．3 7 ． [ 6 ] 李福寿．改进浮选药剂制度提高金回收率实践[ J ] ．黄 金，2 0 0 9 ，3 0 3 5 1 - 5 3 ． [ 7 ] 薛建森，李才政．河南某选矿厂浮选工艺技术改造与生 产实践[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 4 ， 3 1 8 - 2 0 ． [ 8 ] 夏国进．某金矿氰化尾矿浮选回收金试验研究及生产实 践[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 0 8 ， 4 1 8 ．1 9 ． [ 9 ] 代正和．青海某金矿浮选药剂制度改进及生产实践[ J ] ． 有色金属 选矿部分 ，2 0 1 6 ， 1 4 0 - 4 2 5 1 ． 万方数据