白钨精选段浮选柱代替浮选机探索研究.pdf

2 0 1 2 年第l 期有色金属 选矿部分 4 3 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 2 ．O O ．0 1 2 白钨精选段浮选柱代替浮选机探索研究 王忠锋1 ，辛百军1 ，杨鹤翔，周灵初2 1 ．洛阳栾川钼业集团股份有限公司，河南栾川4 7 1 5 0 0 ；2 ．武汉工程大学国家磷资源开发利用 工程技术研究中心，武汉4 3 0 0 7 3 摘要介绍了小型浮选柱在白钨精选段的半工业试验情况，通过调整浮选柱操作，得到比较理想的生产指标。和浮 选机相比，精矿品位提高l O ．8 3 ％，回收率提高1 ．7 4 ％，提高了精矿品位，优化了工艺指标，节约了占地面积，为精选段探 索技术改造方案奠定了基础。 关键词浮选柱；流程改造；工艺指标 中图分类号T D 4 5 6 ；T D 9 5 4文献标识码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 2 0 1 0 0 4 3 一0 5 E x p l o r a t i o nS t u d yo nR e p l a d n gn o t a t i o nM a c h i 眦稍t hF l o t a t i o nC o l u m nf o rS c h e e l i t e C l e a n i n gF l o t a t i o n W 么2 、硷Z 九D R 咖叼1 ，X Z ⅣB 口玎u n l ，l 么2 、『G 日西i n 哪 ，Z 丑_ o UL f 咿h 扩 I ．L u 叼口啄、五u n n 以u 肌讹蜘d e n I 上mC I D ．，L 玩，L u n n c h u n ，l 丑a ，l n n4 死5 D D ，C h { n n ；2 ．S t 口钯 E 叼￡n e e 订叼R e s ∞r c h 伪n t e ro 厂吼o s p b 船R 部。J u r c e SD e D e z I D p m e n tn n 矗矾峨狐￡z D n ，砜h 口，l 风蹴t ￡￡e0 厂Z 纵n o Z c 侧’1 7 “h 肌船D D 7 3 ，饥Z n n A b s t r a c t S e 商一i n d u s t d a lt e s tu s i n gs m a Un o t a t i o nc o l u m n sa ts c h e e l i t ec l e a n i n gs t a g ei si n t r o d u c e di n t h i sp a p e r ．B ym o d i f y i n gn o t a t i o nc 0 1 u m no p e r a t i o n ，i d e a lp m d u c t i o ni n d e x e sa r ea c q u i r e d ． C o m p a r e dw i t h n o t a t i o nm a c h i n e s ，t h ec o n c e n t r a t eg r a d ea n dr e c o v e r ya r ei n c r e a s e db y1 0 ．8 3 ％a n d1 ．7 4 ％r e s p e c t i v e l y ，t h e p m c e s si n d e x e sa r ei m p r o V e da n dt h ep l a n ta 托ai se c o n o m i z e d ，l a y i n g ag o o df o u n d a t i o nf o rt e c h n o l o g i c a l i n n o v a t i o na tc l e a n i n gs t a g e ． K e yw o r d s Ⅱo t a t i o nc o l u m n ；p r o c e s st r a n s f o 珊a t i o n ；p r o c e s si n d e x e s 洛钼集团钨业选矿一公司于2 0 0 7 年筹建， 2 0 0 8 年1 月竣工并试产，7 月正式投入生产，主要 处理洛钼集团选矿一公司和洛钼集团三强公司浮钼 后的尾矿，设计规模6k 删。浮钼尾矿中白钨原矿 品位在0 ．0 3 5 ％～0 ．0 5 ％，可年产白钨精矿 品位≥ 2 0 ％ 3k t 左右。 随着矿山的深层开采，伴生白钨矿品位不断升 高，白钨矿品位由最初的0 ．0 3 ％左右升高到现在的 0 ．0 7 ％～0 ．0 8 ％。原矿品位升高，粗精矿量大幅度增 加，导致3 0m 浓缩机和精选段压力过大。原有精 选段设备已很难满足现在的生产情况。后续作业亟 待改善。 收稿日期2 0 1 1 0 7 2 9修回日期2 0 1 1 一1 1 1 7 作者简介王忠锋 1 9 8 1 一 ，男，河南安阳人，助理工程师。 1矿石性质 上游选矿厂处理矿石均为河南栾川三道庄矿区 矿石。该矿区矿石以矽卡岩型矿石为主，占矿石总 量的7 0 ％一8 0 ％，其余2 0 ％～3 0 ％主要为透辉石角 岩、硅灰石角岩和少量其他类型矿石。主要金属矿 物为黄铁矿、辉钼矿、磁黄铁矿、白钨矿，次为黄 铜矿、磁铁矿、赤铁矿和少量的褐铁矿、铜蓝、闪 锌矿、方铅矿等。主要脉石矿物为石榴子石、透辉 石、石英、斜长石、次为方解石、萤石、硅灰石和 少量的绿泥石、绿帘石、云母等，是典型的以钼钨 万方数据 4 4 有色金属 选矿部分2 0 1 2 年第1 期 为主的多金属伴生矿。 白钨矿的赋存特征白钨矿的组成为w O ， 8 0 ．6 ％，C a O1 9 ．4 ％。白钨矿的颜色主要为灰灰 白色、白色。白钨矿的粒径以细粒为主，其中 0 ．2 0 ．1m m 占8 ．3 7 ％，o ．1 0 o ．0 7 4m m 占1 7 ．2 5 ％， D ．0 7 4 0 ．0 1 9m m 占4 3 ．0 9 ％，D ．0 1 9m m 占3 1 ．2 9 ％。 单体解离度为8 2 ．3 9 ％，连生体中白钨一石榴 子石连生体占4 ．8 5 ％，白钨矿一金属矿物连生体 占8 ．2 1 ％，白钨矿与其它脉石矿物连生体占 4 ．5 5 ％[ 1 f 。 2 精选段凸现的问题 粗选工艺流程见图1 。 浮钼尾矿 尾矿 去尾矿泵池 图1 尾矿 去尾矿泵池 粗选段工艺流程 钠，T Y l 进入精选段 F i g ．1 n o w s h e e to fr o u g h e rs t a g e I 系列为选矿一公司尾矿，Ⅱ系列为三强公司 尾矿，Ⅲ系列为众和公司尾矿。从2 0 1 0 年开始I 、 Ⅱ系列钨的原矿品位逐步提升到现在的O ．0 6 ％左 右，最高达到O ．0 8 ％以上，Ⅲ系列原矿品位基本在 O ．0 3 ％加．0 4 ％。粗精矿量由原来的2 1 0 们 品位 1 ．2 ％ 左右增加到现在的5 7 0 砌 品位1 ．5 ％ 左右。 粗选段选出的粗精矿自流入3 0m 浓缩机，经 过浓缩至6 5 ％左右的浓度经渣浆泵进入加温脱药作 业。由于粗精矿量剧增，3 0m 浓缩机压力也随之 增大。从原来的0 ．2M P a 左右增大到现在的0 ．6 M P a 左右，最高达到2 ．5 0M P a 。为防止3 0m 浓缩 机压耙，2 0 1 1 年4 月开始，精选加快浮选速度， 将每桶浮选时间由原来的3 ．5h 压缩至2h 以内。 每桶粗精矿量在6 5 ～7 5t ，精选段共有6 个加温桶。 精选段工艺流程如图2 所示。 精粗选和精扫选段浮选机为B F 一4 ，精选I 至 精选V 均为B F 一2 。由于现有浮选机处理量有限， 压缩浮选时间只有提高人选浓度和增大单位时间入 选矿浆量，这样造成生产指标下滑，尤其造成回收 率的下降。压缩浮选时间前后撸融口表l 和表2 所示。 表12 0 1 1 年3 月各班次生产指标 7 I ’a b l e1M a r c h2 0 11p r o d u c t i o nq u o t ao fe a c hb a t c h／％ 表22 0 1 1 年4 月各班次生产指标 ’I h b l e2 A p r i l2 0 1 lp r o d u c t i o nq u o t ao fe a c hb a t c h／％ 班次桶号粗精矿品位精矿品位尾矿品位回收率产率 从表1 和表2 对比可知，精矿品位下降9 ．1 6 ％， 回收率下降6 ．0 4 ％。加快浮选速度导致生产指标的 下降，造成生产成本和矿产资源的浪费。 3 精选段技术改造探索背景 由于精选车间场地有限，无法再增加更多的浮 选机或是更换处理量更大的浮选机来满足日益增加 的粗精矿量。只能在现有场地基础上进行升级改造 或是更换更先进的浮选设备。 随着选矿技术的不断发展，新型外置式充气器 的充气量大，气泡微细均匀，喷嘴耐磨不易堵塞， 并可载流维修更换，从而保证了浮选柱连续稳定生 产。特别是当今的浮选柱都采用了工业计算机控制 系统，具有先进的矿浆液位和充气量及风压自动调 节功能，自动化程度高。从而使浮选柱具有设备投 资省、建筑费少、能耗低、选矿效率高、经济效益 好等优点。另外，浮选柱本身还具有占地面积小、 捕收区域长，目的矿物在泡沫上升过程中富集时间 较长等特点。新设计建设的有色金属选矿厂的精选 回路多采用浮选柱作精选设备，并用浮选机作精扫 万方数据 2 0 1 2 年第1 期王忠锋等白钨精选段浮选柱代替浮选机探索研究 4 5 加温脱药后矿浆 钨精矿 效果[ 3 | 。 4 精选段小型浮选柱试验 为了探索白钨精选段能否使用浮选柱代替浮选 机 精粗选浮选机为B F 一4 型4 槽浮选机 ，2 0 1 1 年4 月2 5 日至5 月5 日，钨业一公司领导组织相 关技术人员对白钨精粗选采用小型浮选柱进行开路 对比试验。浮选柱规格为，4 m ．5m 5 ．0m 。供气压 力由小型空气压缩机提供，最大供气压力0 ．2M P a 。 4 ．1 试验条件 浮选柱单独作业，所用矿浆由小潜水泵从进人 精选作业前的稀释搅拌槽内抽到浮选柱前的搅拌槽 内，然后自流入浮选柱。浮选柱液位和泡沫层高由 智能液位控制器和电子阀自动控制。泡沫层高和电 子阀门开度可通过控制系统人为控制。浮选柱示意 图如图3 所示。 去∞m 浓密 来自中2 ．O 2 ．O 搅拌槽稀释后的矿浆 飚．2 黑h 麓烹曼g 。。a 萨7 九E F 瓣2凡o w s h e e to fc o n c e n t m t i n gs t a g e7 ⅢL 1L 选作业，以确保精选回路精矿质量和和金属回收率 双提高[ 2 j 。 2 0 0 7 年钨业一公司筹建初期，集团公司调集 专业技术人员经过大量的试验证明，白钨粗选段采 用浮选柱浮选栾川地区低品位、难选白钨矿效果较 好。2 0 0 7 年建厂时采用由长沙有色冶金设计研究 院设计的C C F 型浮选柱。2 0 0 8 年建成投产后，经 过一年时间的生产实践，生产指标远远优于附近采 用射流浮选机的同类选矿厂。并且浮选柱在综合回 收低品位、难选白钨矿方面的成功应用，开辟了浮 选柱浮选栾川地区低品位、难选白钨矿的先河。 经过在白钨粗选段3 年多的实践表明，C C F 型 浮选柱具有以下特点 1 比常规机械搅拌式浮选机有更大的矿化区。 并且分选效率高、能耗低、自动化程度高、操作维 护方便等。 2 矿物颗粒与气泡的碰撞及黏附几率大。 3 浮选柱产生的气泡分散度高、微细气泡多， 因而同样的充气量可产生更大的气液界面，与矿物 颗粒就有更多的碰撞机会，而且可产生多个气泡黏 附于一个颗粒的气固絮团，减少了气泡和颗粒的脱 落几率。 4 减少了杂质的含量。 5 浮选柱一次精选可达到浮选机近三次精选 图3 浮选柱系统示意图 F i g ．3 S c h e m a t i cd i a 目撇o fn o t a t i o nc o l u m ns y s t e m 试验期间，脱药剂用量为7 0k 趴粗精矿， N a O H 单耗为1 8 0g ／t 粗精矿。矿浆加温制作严格 按操作规程进行。 浮选柱和浮选机各自单独作业，浮选机为正常 的生产，属于闭路循环。浮选柱为开路试验。浮选 柱精矿进入精选I 第一槽，尾矿进入精粗选第一 槽。因为浮选柱很小，排出尾矿量很少，忽略对精 粗选原矿品位的影响。浮选柱和浮选机所用矿浆完 全相同。 4 ．2 试验方案 对同一桶制作好的矿浆分别进行浮选机和浮选 柱的同时浮选，在矿浆完全相同的情况下，对比二 者的生产指标。 以每一桶矿浆开始入选试验，半小时测一次人 万方数据 4 6 有色金属 选矿部分 2 0 1 2 年第1 期 选浓度，同时对浮选柱、浮选机的精矿、尾矿同时 取样。每选一桶为一个完整试验。 4 ．2 ．1 浮选机试验情况 因车间处于正常生产状态，浮选机人选浓度、 浆量、浮选机进气量等一般比较稳定。试验期间浮 选槽没有出现明显的淤槽、跑槽、翻浆等情况。期 间矿石性质相对稳定，脱药品位基本在1 ．5 ％左右。 试验期间，精粗选段浮选机指标如表3 所示。 由表3 可以看出当人选矿浆浓度在2 6 ．6 2 ％， 脱药品位稳定在1 ．6 ％左右时，粗精矿品位可达到 9 ．7 9 ％，回收率可达到8 7 ．9 3 ％，产率为1 4 ．4 1 ％， 精矿品位、产率、回收率三个指标基本上达到了相 对理想的状态。 4 ．2 ．2 浮选柱试验情况 因该试验是在确保不影响车间正常生产的情况 下做的，所以人选浓度基本在2 5 ％～3 0 ％，一般人 选浓度较稳定。浮选柱使用进入精选段前的搅拌槽 稀释过后的矿浆。 一般情况下，影响浮选柱生产指标的因素 1 供气压力；2 泡沫层高；3 矿浆性质； 4 药剂加量；5 入选矿浆浓度；6 浆量大小等 因素[ 制。 由于小型压缩机最大提供o ．2M P a 压力，试验 期间该压力正好保证浮选柱正常生产，无法再调大 供气压力。另外人选矿浆浓度和加温过程中药剂加 量都是随正常生产操作的，无法调节，仅能调节浮 表3 T a b l e3 选柱泡沫层高和进浆量大小。在此情况下，每桶矿 浆人选时，根据浮选柱的泡沫情况适当调整泡沫层 高或是进浆量大小，从而获得较理想的生产指标。 试验期间，浮选柱进浆量基本保持稳定，尾矿 阀的开度一直保持在5 0 ％～6 0 ％。 根据泡沫情况和化验指标，对泡沫层高作出一 系列调整如下 当浮选柱泡沫层高在1 5 0 ～4 5 0m m 时，试验指 标如表4 所示。 1 4 月2 9 日，从8 0 0 开始．，浮选柱泡沫层 高调整到1 5 0m m ，八点班刚人选5 号桶矿浆时， 泡沫基本正常，0 ．5h 后，泡沫发虚，黏附很少的 精矿颗粒，泡沫层过薄，不时出现翻浆现象。在随 后的几桶中，一直伴随有此类现象。由于泡沫层过 薄，富集时间较短，导致精矿品位偏低。 2 4 月2 8 日，刚开始调整至2 0 0m m 时，泡 沫发虚，不时出现塌泡现象。随后调整人选浆量和 阀门开度，泡沫层逐步变实，泡沫上富集精矿颗粒 变厚。泡沫逐步达到较理想的富集状态。在随后的 几桶矿浆浮选中，泡沫情况基本稳定。 3 4 月2 7 日，从8 0 0 开始，浮选柱泡沫层 高调至2 5 0m m 。试验过程中，泡沫情况基本正 常，偶尔出现泵上浆量不稳，导致泡沫层出现塌泡 现象。 4 4 月2 6 日，白班开始调整泡沫层高为3 0 0 m m 。试验过程中，泡沫情况整体正常，泡沫刮量 精选车间粗选段浮选机选矿指标 7 1 1 h eb e n e f i c i a t i o nq u o t ao fr o u g h e rs t a g ef I D mt h ec l e a n i n gw o r k s h o p 万方数据 2 0 1 2 年第l 期王忠锋等白钨精选段浮选柱代替浮选机探索研究 4 7 稍有偏小，偶尔出现塌泡现象。 5 5 月1 日，8 0 0 开始，泡沫层高调整至 3 5 0m m 。整个试验过程中，在选4 号桶和3 号桶 时，浮选柱上浆管出现两次断裂，影响了正常浮 选，2 号桶浮选正常。浮选过程中出现精矿刮量明 显偏小，泡沫层塌泡现象也较明显。 6 5 月2 3 日，浮选柱泡沫层高调至4 0 0 m m 。试验过程中，该泡沫层高出现泡沫破裂现象 严重，由于泡沫层过厚，精矿刮量小。偶尔出现短 时间泡沫塌陷，无法刮出精矿。泡沫破裂后，精矿 颗粒随尾矿排出。 7 5 月4 日早上8 0 0 开始，浮选柱泡沫层 提高至4 5 0m m 。整个试验过程中，泡沫层过厚， 泡沫破裂现象加剧，出现溢流槽无法刮出精矿的时 间和次数增多。导致精矿颗粒随泡沫破裂后沉入矿 浆中，随尾矿排出。虽然富集时间较长，精矿品位较 高，但是回收率和产率降幅较大，影响了经济效益。 由表4 各累计指标得出不同泡沫层高时的各项 指标，如表5 所示。 从表5 的试验指标对比可以看出，在脱药品位 表5不同泡沫层高时的生产指标 T a b l e5P r o d u c t i o nq u o t aw h e nt h ef o a ml a y e ri sv a r i e d，％ 1 ．5 0 ％左右，泡沫层高为2 0 0m m 时，精矿品位 1 0 ．8 5 ％，回收率8 9 ．4 6 ％，产率1 2 ．7 4 ％，3 个指标 基本达到了比较理想的状态。 4 ．3 试验结果 1 由于采用小型浮选柱半工业化试验，当泡 沫层设定在1 5 0m m 时，浮选柱泡沫层开始翻浪， 精矿品位仅为5 ．0 6 ％，导致精矿品位下滑严重。 当层高设定在2 0 0m m 时，精矿品位为1 0 ．8 5 ％， 精矿产率为1 2 ．7 4 ％，精矿回收率为8 9 ．4 6 ％，各选 矿指标与浮选机累计指标大体相当。整体来看，总 体指标要优于浮选机。 下转第6 3 页 万方数据 2 0 1 2 年第1 期韩登峰等浮选柱超声预处理浮选难选钼尾矿研究 6 3 收率和选矿效率显著提高。4 由粒级产率分析可 知原矿3 8 斗m 以下占到了9 4 ％左右，这就说明了超 声预处理可用于微细粒金属的回收。 参考文献 [ 1 ] 何桂春，毛益平，倪文．超声波技术在选矿中的应用 [ J ] ．金属矿山，2 0 0 3 1 2 4 0 4 3 ． [ 2 ] 陈经华，孙传尧．超声波清洗对方铅矿、闪锌矿和黄铁矿 可浮性的影响[ J ] ．矿冶，2 0 0 5 ，1 4 4 1 3 1 6 ． [ 3 ] 0 z k a nSG ．，K u y u m c uHz ．A p p l i c a t i o n o fu l t r a s o n i c s f o rc o a l n o t a t i o nlCJ ／厂I h e4 t hK o U o q u i u mS o r t i e r e n ， I n n o v a t i o n e nu n d A n w e n d u n g e n ， B e d i n T e c h n i s c h e U n i v e r s i t a tB e r l i n ，2 0 0 5 ， 1 0 2 2 0 2 2 8 ． [ 4 ] C 勒特马瑟．应用超声波强化泡沫浮选[ J ] ．国外金属矿 选矿，2 0 0 2 1 0 2 1 2 5 ． [ 5 ]A l d r i c hC ，F e n gD ．T b c h n i c a ln o t ee 妇f 宅c to fu l t m s o n i c p r e c o n d i t i o n i n go fp u l po nt I l en o t a t i o no fs u l p h i d eo r e s [ J ] ．M i n e m l sE n g i n e e r i n g ，1 9 9 9 ，1 2 6 7 0 1 7 0 6 ． [ 6 ] M 密斯拉．超声波预处理改善毒砂浮选[ J ] ．国外金属 矿选矿，2 0 0 4 6 3 5 3 8 ． [ 7 ] 史帅星，江宇，曹亮，等．超声作用对 3 8 斗m 萤石矿的 再粉碎、解离度和成分构成的影响研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 0 2 3 1 3 4 ． [ 8 ] c M 切尔里赫．超声波、磁场和电场对金矿浮选影响的 研究[ J ] ．国外金属矿选矿，2 0 0 4 1 4 7 ． 、 ／佘 ／佘 ／佘 ／佘 ／≯ ／佘 ／玉 ／玉 ／仝 ‘卜 ‘、 ／；、 ／玉 ／玉 ／n ／≈ ／n ／小 ／n ／乱 ／n ／乱 ／乱 ／乱 ／乱 ／乱 ／；＼ ／乱 ／乱 ／乱 ／乱 ／乱 ／；＼ ／兮 上接第4 7 页 当泡沫层超过3 0 0m m 时，精矿品位开始逐渐 上升，精矿产率、回收率均开始下降，当层高设定 为4 5 0m m 时，精矿品位可达3 0 ．0 1 ％，精矿产率 仅为4 ．8 4 ％。 2 浓度对小型浮选柱选矿指标的影响。当入 选浓度小于2 5 ％时，泡沫大、透亮、有塌泡现象。 当入选浓度大于3 2 ％时，泡沫细碎，有淤槽现象。 对于小型浮选柱来说最佳的矿浆人选浓度在2 8 ％ 到3 2 ％。 5 结论 1 从对比试验各项指标来看，浮选柱指标整 体上优于浮选机指标，由表3 和表5 可知，当浮选 柱和浮选机都达到比较理想的指标时，浮选柱和浮 选机相比，精矿品位提高1 0 ．8 3 ％，回收率提高 1 ．7 4 ％，浮选柱更有利提高精矿品位。但矿石性质 发生变化对浮选柱的性能发挥会产生一定影响。白 钨精选段尝试采用浮选柱在同行业尚属首次。 2 浮选柱具有富集时间较长，处理量大、易 实现自动控制、易于维护、占地面积小等特点[ 5 ] 。 正适合精选车间现在场地狭小、粗精矿量过大的状况。 3 根据其他选矿厂经验，如果精选段实施技 改的话，可以实施浮选柱一浮选机联合流程。精选 采用浮选柱，精扫选采用浮选机。 4 由于本次浮、选柱试验是开路试验，如果 改为闭路试验的话，需增加一个扫选柱，会造成一 定金属量循环，生产指标情况有待进一步试验，具 体浮选情况有待进一步研究。 5 另外，精选段矿浆添加水玻璃量较大，是 否会对浮选柱发泡器等构成一定影响还有待进一步 探索。 参考文献 [ 1 ] 高湛伟，杨剑波，王忠锋．浮钼尾矿回收白钨的选矿生产 实践[ J ] ．中国钼业，2 0 0 9 5 1 4 1 6 ． [ 2 ] 谢捷敏．柱机联合流程在大山选矿厂精选段的应用研究 [ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 0 1 3 8 4 1 ． [ 3 ] 石德俊．浮选柱在钨钼浮选中的应用[ J ] ．中国钼业， 2 0 0 9 3 9 1 3 ． [ 4 ] 长沙有色冶金设计研究院．洛钼集团洛阳宝强矿业有限 责任公司白钨回收工程可行性研究报告[ R ] ．2 0 0 6 5 1 5 ． [ 5 ] 王选毅，谢凤祥，王勋兴．新型浮选柱工作原理及在钼浮 选中的应用[ J ] ．中国钼业，2 0 0 6 5 2 2 2 3 ． 万方数据