电炉渣浮选的工艺改造研究与生产实践.pdf

6 4 有色金晨 选矿郜分2 0 1 4 年第4 期 d o h l 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 4 ．0 4 ．0 1 5 电炉渣浮选的工艺改造研究与生产实践 朱海锋，黄红军，孙伟，刘润清 中南大学资源与生物工程学院，长沙4 1 0 0 8 3 摘要大冶某电炉渣含铜o - 8 ％，根据其嵌布粒度不均匀、品位低的特点进行了磨矿细度、耗气量、搅拌速度、矿浆 浓度等条件试验，从而确定相关参数，并且扫选采用浮选柱对其中细颗粒矿物进行回收，使尾矿铜品位由0 ．3 2 ％降至0 2 ．0 ％。 经过系列改造后有效提高了铜精矿的产率与回收率，最终获得品位1 9 ．0 6 ％、回收率7 2 ．1 6 ％的铜精矿。 关键词嵌布粒度；浮选柱；改造 中图分类号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 4 0 4 - - 0 0 6 4 - 0 3 P r o c e s sT r a n s f o r m a t i o nR e s e a r c ha n dP r o d u c t i o nP r a c t i c eO i lF l o t a t i o no fE l e c t r i c F u r n a c eS l a g Z H UH a i f e n g ，H U A N GH o n g ] u n ，S U NW 硗，L I UR u m t i n g S c h o o lo fM i n e r a lP r o c e s s i n ga n dB i o e n g i n e e r i n g ，C e n t r a lS o u t hU n i v e r s i t y ，C h a n g s h a 4 1 0 0 8 3 ，C h i n a A b s t r a c t T h ee l e c t r i cf u r n a c es l a gf r o mD a y ec o n t a i n sO ．8 ％C u ．B a s e do nt h ec h a r a c t e r i s t i c so fi t s u n e v e nd i s s e m i n a t i o ns i z ea n dl o wg r a d e ，c o n d i t i o n a lt e s t sw e r ec o n d u c t e ds u c ha sg r i n d i n gf i n e n e s st e s t ， g a sc o n s u m p t i o nt e s t ，s t i r r i n gs p e e dt e s ta n dp u l pd e n s i t yt e s t ，e t c ．R e l e v a n tp a r a m e t e r sw e r ed e t e r m i n e d b y t h ec o n d i t i o n a lt e s t s ，a n df l o t a t i o nc o l u m nW a s a p p l i e d t o r e c o v e rt h ef i n em i n e r a l p a r t i c l e s i n s c a v e n g i n g ．f i n a l l y t h e c o p p e rg r a d eo ft a i l i n g s d e c r e a s e df r o m0 ．3 2 ％t o0 ．2 0 ％．T h r o u s has e r i e so f t r a n s f o r m a t i o n ，t h ey i e l da n dr e c o v e r yo fc o p p e rc o n c e n t r a t ew e r eb o t hi m p r o v e d ，a n dt h eg r a d eo fc o p p e r c o n c e n t r a t ew a s1 9 ．0 6 ％w i t hr e c o v e r yo f7 2 ．1 6 ％． K e yw o r d s d i s s e m i n a t i o ns i z e ；f l o t a t i o nc o l u m n ；t r a n s f o r m a t i o n 大冶电炉渣选矿厂设计能力为6 0 万池，炉渣 原料含铜0 ．8 ％，2 0 1 0 年虽已投产，但由于电炉渣 中铜矿物嵌布粒度不均匀、品位较低，原磨矿系统 与浮选工艺不能获得较为理想的浮选效果。针对这 种情况，在试验研究的基础上，对磨矿系统与工艺 流程进行了改造。 根据相关文献[ 1 - 3 ] ，粗颗粒浮选时既要使颗粒 充分悬浮，又要使颗粒获得足够的机会上浮，因此 矿浆浓度、耗气量等条件将对电炉渣中粗颗粒浮选 产生重要影响。又由于部分细颗粒铜矿物存在，细 颗粒矿物的回收将影响铜精矿浮选的回收率，进行 了现场浮选柱试验。经综合改造后，获得了铜品位 1 9 ．0 6 ％、回收率7 2 ．1 6 ％的铜精矿。 1电炉渣性质 电炉渣性质较为复杂，与一般铜矿石相比，其 摹金项目国家自然科学基金资助项目 5 1 1 0 4 1 9 0 收稿日期2 0 1 3 _ 0 7 2 4 作者简介朱海锋 1 9 8 8 - ，男，江苏南通人，硕士研究生。 嵌布粒度不均匀，密度大，硬度大，粗磨较易，细 磨较难[ “] 。渣中铁和硅含量较高，主要成分有硅 酸铁、磁铁矿，硅元素大部分在造渣中生成铁的硅 酸盐，少量硅以硅灰石形式存在。铜主要以硫化铜 形式存在，少量以氧化铜与金属铜形式存在。其硫 化铜矿颗粒较细，多数处在- 4 3 m ；渣中还有微 表1电炉渣的多元素分析结果 T a b l e1M u l t i - e l e m e n ta n a l y s i sr e s u l t so fe l e c t r i c f u r n a c es lag|％ 元素F ec uP bZ n S i 0 2m 2 0 ，C a OM g O S 相别氧化铜中铜金属铜中铜硫化铜中铜其它铜 总铜 0 ．0 7 80 ．9 2 8 ．4 81 0 0 ．0 含量0 ．0 2 20 ．0 7 0O ．7 5 分布率2 ．3 97 ．6 l8 1 ．5 2 万方数据 2 0 1 4 年第4 期朱海锋等电炉渣浮选的工艺改造研究与生产实践 ．6 5 ． 量的硫酸铁、碳酸铁等。电炉渣多元素分析结果见 表1 ，铜、铁物相分析结果见表2 ～3 。 表3铁的化学物相分析结果 T a b l e3 A n a l y ’s i sr e s u l t so fi r o np h a s e ／％ 相别碳酸铁中铁硫化铁中铁磁铁矿中铁赤褐铁矿中铁硅酸铁中铁硫酸铁中铁总铁 分布率0 ．2 70 ．2 72 3 ．5 57 ．7 66 7 ．0 51 ．1 0 1 0 0 ．0 2 浮选工艺试验 在原有药剂制度条件下，对影响粗颗粒浮选的 相关因素进行了条件试验，磨矿细度、耗气量等条 件试验均为一次粗选。 2 ．1 磨矿细度试验 磨矿细度试验结果见图1 。从图l 可以看出， 经过一次粗选后，精矿品位与回收率随着磨矿细度 的增加，均呈现先增加后降低的趋势。磨矿细度过 低时，目的矿物与硅酸铁等脉石矿物得不到充分解 离，因此精矿品位相对较低。但磨矿细度达到一7 4 w m 占9 8 ．2 7 ％时，铜精矿的品位与回收率反而下 降，脉石矿物过分细磨后跟随气泡上浮过多，并且 金属铜颗粒较细会使其表面亲水程度增大从而不利 于浮选[ 6 ] 。综合考虑磨矿细度为一7 4 斗m 占8 5 ％。 堡 a 略 冰 、 爵 娶 回 磨矿细度 一7 4 斗m 含量 ，％ 图1 磨矿细度试验结果 F i g ．1 T h er e s u l t so fg r i n d i n gf i n e n e s st e s t 2 ．2 耗气量试验 原矿具有嵌布粒度不均匀、粗颗粒所占比重较 多的特点，其与气泡碰撞的几率低且矿物易从气泡 上脱落，因而适当的耗气量十分重要[ ] 。在磨矿 细度一7 4p ．m 占8 0 ％条件下进行了耗气量试验，图 2 为试验结果，由图2 可知耗气量过小时，精矿品 位较高但回收率较低，随着耗气量的增加，脉石矿 物与气泡碰撞的几率增加，精矿品位降低，但回收 率显著增加。综合考虑品位与回收率指标，耗气量 在2 0 0m ‰最为合适。 2 ．3 浮选矿浆浓度试验 堡 魁 雌 堡 镬卜 擎 回 1 0 01 5 02 0 02 5 03 0 03 5 04 0 04 5 0 耗气量／ m 3 h 。1 图2 耗气量试验结果 F i g ．2T h er e s u l t so fa i rc o n s u m p t i o n 在相同药剂制度下，进行了矿浆浓度浮选试 验，试验结果见图3 。由图3 可知，矿浆浓度在 3 3 ．3 ％时，经过一次粗选后铜精矿回收率与品位均 达到最高。当矿浆浓度过高时，浮选的回收率与品 位均受到较大影响，浮选指标明显下降。矿浆浓度 为2 8 ．4 ％时，铜精矿回收率较低，综合考虑确定浮 选时矿浆浓度为3 3 ％，液固比为3 1 。 冰 、 毯 咯 堡 碍 擎 回 矿浆浓度，％ 图3 矿浆浓度试验结果 F i g ．3 T h er e s u l t so fp u l pd e n s i t yt e s t 2 ．4 转速试验 浮选搅拌主要是使颗粒完全离底并均匀悬浮， 转速试验结果如图4 所示。在20 0 0d m i n 下，铜 精矿品位饺高，但是部分矿物粳嵌弗鹳丧垒悬浮，因此 回收滓臼自芝低。隧诸湍封朽錾萼啪提升，回收率明显提高， 但品位逐渐下降。在20 0 0d m i n 条件下，回收率 与品位均相对较好，因此确定其为最佳浮选转速。 堡 翅 喀 堡 静 掣 回 1 4 0 0l 枷l 咖2 0 0 02 2 0 D2 4 0 02 6 0 02 8 ∞3 咖3 2 0 03 4 0 0 转速／ r m i l l - | 图4 浮选机转速试验结果 F i g ．4 T h er e s u l t so ff l o m f i o nm a c h i n es p e e dt e s t ；。加2∞弱∞钙∞ 6 5 4 3 2 l O 9 8 万方数据 6 6 有色金属 选矿部分2 0 1 4 年第4 期 3 现场浮选工艺改造 3 ．1 磨矿系统改造 原磨矿系统其最终溢流细度为司4I x m 占7 5 ％， 未达到磨矿试验所确定的一7 4I x m8 5 ％，且原磨矿 系统所选用球磨机处理量较小。为了达到足够的磨 矿细度并产生足够的规模效益，新增一台 M Q Y 4 0 6 0 球磨机，改造后磨矿系统如图5 所示。 改造后，一7 4p , m 含量为8 5 ％，年处理量由6 0 万t 增加到8 0 万t 。 3 ．2 浮选流程改造 根据粗颗粒浮选的相关机理和矿浆浓度耗气量 等试验I s ] ，最终选择C L F 型浮选机，将矿浆浓度 控制在3 3 ％左右，耗气量在2 0 0m S ] h 。对原流程所 产尾矿成分进行分析，发现其铜品位为0 ．3 2 ％，少 数金属铜及个别硫化铜呈微细粒单体滞留在尾矿中 而未被选别，为对尾矿中的细颗粒含铜矿物回收， 进行了浮选柱扫选试验。在原有浮选系统上添加两 台浮选柱，最终尾矿由0 ．3 2 ％降至0 ．2 0 ％，回收率 由6 3 ．6 9 ％提高至7 2 ．1 6 ％。最终浮选流程如图5 所 示，试验结果见表4 。 表4电炉渣浮选试验结果 T a b l e4F l o t a t i o nt e s tr e s u l t so fe l e c t r i cf u r n a c es l a g ／％ 4 结论 1 实验室研究结果表明，磨矿细度、矿浆浓 度、耗气量等条件对于电炉渣浮选有明显的影响。 综合考虑电炉渣浮选的回收率与品位，将磨矿细度控 制在_ 7 4I x m8 5 ％，矿浆浓度3 3 ％，耗气量2 0 0m 3 ／h 最为适合。 2 现场生产实践表明，由于电炉渣嵌布粒度 不均匀，细颗粒铜矿物采用浮选机浮选回收率不 高，采用浮选柱扫尾能将滞留于尾矿中未被选别的 微细颗粒单体回收，从而有效提高回收率。 3 经过磨矿系统改造，原厂处理量由6 0 万如 增加到8 0 万池，磨矿细度由一7 4p , m 占7 5 ％提高 到8 5 ％，达到后续浮选处理所要求的细度。通过浮 选柱扫选等新工艺流程，最终获得铜精矿品位 原矿 尾矿 图5 改造后的浮选的流程 F i g ．5 F l o t a t i o np r o g r e s sa f t e rt r a n s f o r m a t i o n 1 9 ．0 6 ％、回收率7 2 ．1 6 ％的铜精矿。 参考文献 [ 1 ] 陈东，赖茂河，杨丽君，等．适用于粗颗粒矿物浮选 的颗粒悬浮特性的研究E J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 11 z 1 2 1 6 2 1 9 ． [ 2 ] 沈政昌，杨丽君，陈东，等．大型冶炼炉渣专用浮选机 的研制及其应用E J ] ．有色设备，2 0 0 7 3 1 4 - 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