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贫矿提质螺旋选别试验研究 ① 刘庆祥1, 邹明元1, 蒙玉彬2, 洪志军2 (1.沁阳市沁龙化学防腐有限公司,河南 沁阳 454561; 2.云南华联锌铟股份有限公司,云南 文山 663701) 摘 要 为提高云南华联锌铟股份有限公司低品位贫矿的入选品位,采用螺旋分选机进行了预选提质探索试验。 对比试验结果表 明,以 QL11BK 型螺旋分选机选别效果为佳,QL90AP 型螺旋分选机次之。 通过螺旋分选机预选,可以大幅度提高入选矿石的锌、 铜、锡原矿品位,精矿富集比接近或超过 4 倍。 关键词 螺旋分选机; 低品位矿预处理; 工艺试验 中图分类号 TD922文献标识码 Adoi10.3969/ j.issn.0253-6099.2014.02.017 文章编号 0253-6099(2014)02-0064-04 Study on Spiral Separator for Upgrading of Lean Multimetallic Raw Ores LIU Qing⁃xiang1, ZOU Ming⁃yuan1, MENG Yu⁃bin2, HONG Zhi⁃jun2 (1.Qinlong Chemical Corrosion⁃resistance Co Ltd, Qinyang 454561, Henan, China; 2.Yunnan Hualian Zinc and Indium Co Ltd, Wenshan 663701, Yunnan, China) Abstract Spiral separators were introduced into trial tests on pre⁃concentration with the aim to increase the beneficiation feed grade of lean ores from Yunnan Hualian Zinc and Indium Co Ltd. According to the contrast tests, the upgrading effect of QL11BK spiral separator is good, while QL90AP spiral separator comes second. After pre⁃concentration with a spiral separator, the zinc, copper and tin grades of the feed ore can be substantially increased, with the enrichment ratio up to 4 or even larger. Key words spiral separator; preconcentration of lean ore; trial test 云南华联锌铟股份有限公司拥有大量低品位矿石 未加利用。 为了变废为宝,扩大矿源,深化资源综合利 用,对都龙矿区低品位矿中-0.5 mm 粒级物料进行了 预富集回收技术的试验研究,以及重选设备选型,选别 指标为主金属富集比约 4 倍,尽可能提高 Cu、Zn、Sn、 Fe、S 的回收率。 1 矿石性质 华联锌铟股份有限公司提供了两种试样,试样筛 析及金属分布情况见表 1~2。 表 1 试样筛析及金属分布 试样 粒度 / mm 产率 / % 品位/ %金属分布率/ % ZnCuSnSFeZnCuSnSFe +0.2829.72 2.4470.1550.154.7214.1932.1431.3324.8534.8729.68 -0.28+0.15423.752.289 0.1580.1674.1515.2924.0425.5222.1224.6025.56 -0.154+0.10011.852.44 0.1560.173.7714.3612.7812.5711.2311.1511.98 1#矿 -0.100+0.0742.462.61 0.1560.1634.1514.522.842.612.242.552.51 -0.074+0.05413.082.36 0.1470.1984.1212.3813.6413.0814.4413.4511.40 -0.054+0.0377.191.932 0.120.2412.8314.126.145.879.665.087.15 -0.03711.95 1.5940.1110.2322.73413.938.429.0215.468.1611.72 小计100.002.260.150.184.00614.21100.00100.00100.00100.00100.00 +0.2823.40 0.4250.1240.1552.89813.0719.1922.0616.7328.7621.50 -0.28+0.15424.590.527 0.1320.1972.44914.1225.0124.6822.3525.5424.41 -0.154+0.10013.510.544 0.1480.1652.68113.8614.1915.2010.2815.3613.16 2#矿 -0.100+0.0742.410.593 0.140.1993.014.692.762.582.213.062.49 -0.074+0.05416.110.631 0.1410.2291.814.4219.6217.2717.0212.3016.33 -0.054+0.0377.930.55 0.1230.311.88613.848.427.4211.346.347.72 -0.03712.05 0.4650.1180.3611.69116.9910.8110.8120.078.6414.39 小计100.000.5180.1320.2172.35814.225100.00100.00100.00100.00100.00 ①收稿日期 2013-10-28 作者简介 刘庆祥(1973-),男,河南沁阳人,硕士,工程师,主要从事矿物加工研究工作。 第 34 卷第 2 期 2014 年 04 月 矿矿 冶冶 工工 程程 MINING AND METALLURGICAL ENGINEERING Vol.34 №2 April 2014 表 2 试样-0.074 mm 粒级含量及金属量 试样 -0.074 mm 粒级 含量/ % 分布率/ % ZnCuSnSFe 1#样32.228.236.6839.5613.2430.27 2#样36.138.8535.5048.4327.2838.44 显然,在-0.074 mm 粒级矿泥中 Sn、Cu 的损失较 多;2#样比 1#样含泥多,金属量损失更大。 对 1#、2#原矿及参考样进行了化验,将二者的平均 值作为代表性数值,用以标记原矿品位,并作为衡量后 续选别指标的参照,见表 3。 表 3 原矿标准品位 矿样 标准品位/ % ZnCuSnSFe 1#样2.270.160.164.314.4 2#样0.50.120.222.714.5 2 试验结果及分析 2.1 预备试验 为了给螺旋选别试验指示方向,先在摇床上进行 了预备试验。 采用 6-S 工业型刻槽矿泥摇床,冲次 265 次/ 分,冲程 20 mm,横坡约 1.5,冲洗水适量。 一 边均匀连续加入干矿 25 kg,一边加入适量给矿水,接 取的中矿返回摇床选别,获得最终精矿。 摇床选别结 果如表 4 所示。 摇床试验至少有三个作用。 ① 揭示矿样在摇床 上的实际分带。 大床面上的矿石分带是真实而直观 的。 即使将来找到最佳结构参数的螺旋分选机,其槽 面上的分带也是压缩的,不可能充分展开。 1#矿在床 面上分带较宽而清晰。 依次可见到红白色的细粒锡石 带(几成一线),黄白色的毒砂带(窄),硫化矿、磁黄铁 矿、黄铁矿带(宽),隐约的黄铜矿带(色发青且窄)及 暗红色、分布宽的闪锌矿带,接着是浅色的脉石带,混 浊的矿泥大都在接近床头的尾矿边排出。 2#矿的重产 品带较 1#矿窄,说明其硫化矿物较少,但其浅色的锡 石带明显比 1#矿宽,说明其含锡品位较高,其暗红色 的闪锌矿带较窄,表明含锌较低。 由于重矿物较多,将 来在螺旋槽面上接取粗精矿时,宜增大接取宽度,不然 会放走铜、锌矿物,让其损失于中矿和尾矿中。 ② 提 示将来在螺旋选别时大致应接取的粗精矿产率。 经称 量计算,1#矿的摇床精矿产率为 17.4%,2#矿的摇床精 矿产率为 10.6%。 ③ 摇床预选可提供实际的选别指 标,以备螺旋选别参照。 2.2 QL12AP 型螺旋分选机试验 试验目的在于选择适当的螺旋分选机机型,恢复 废弃贫矿的品位,拓展矿源,提高综合利用水平。 QL12AP 型螺旋分选机是国内目前使用面最广、 使用量最大的通用机型。 其特点是结构参数适中,适 应性强,处理量大,具有螺旋分选机结构简单、操作容 易、维修量少、生产稳定、选别直观、生产成本低、节能 环保等一系列优点。 选别矿样为2#矿样。 粗选处理量4513.4 kg/ (h头), 矿浆浓度35.1%;中矿扫选处理量2121.2 kg/ (h头),矿 浆浓度27.9%;粗精矿及扫选精矿合并精选,但处理量不 够,仅851.3 kg/ (h头),浓度仅16.9%。 粗、扫、精作业 接取的精矿宽度分别为 200 mm、135 mm、140 mm。 选 别结果见表 5。 表 5 数据表明虽然处理量大、浓度 大,但 QL12AP 型螺旋分选机选别效果明显。 由于没 有脱泥,精矿带稍见混浊。 扫选,尤其是精选时,矿泥 干扰已很少。 粗精矿产率 24.8%,可考虑接到 30%,以 提高回收率。 回收效果按硫、锌、铜、锡依次降低。 对 所选矿石,扫选作业、精选作业均为必要。 扫选时,若 精选接取宽度适当加大,则可从中矿中再回收 35% ~ 40%的金属量。 通过精选,S、Sn、Zn、Cu 的富集比分别 为 6.9、3.4、2 8、2.7 倍。 因未脱泥,粗选尾矿品位偏 高,拉低了粗选回收率。 表 4 摇床选别结果 名称 产率 / % 品位/ %回收率/ %富集比 ZnCuSnSFeZnCuSnSFeZnCuSnSFe 1#样摇床精矿17.48.680.4980.27617.9130.0566.5354.1617.472.4736.313.823.111.734.172.09 2#样摇床精矿10.62.9540.6471.10319.0729.5662.6257.1553.1474.8721.615.915.395.017.062.04 表 5 QL12AP 型螺旋分选机试验结果 产品 名称 产率 / % 品位/ %回收率/ % ZnCuSnSFeZnCuSnSFe 粗选精矿24.81.3270.2670.2876.6819.3257.1348.8141.4662.7332.83 粗选中矿28.870.3770.1090.1171.75312.7818.923.1919.6819.1625.29 粗选尾矿46.330.2980.0820.1441.03213.1923.9728.0038.8618.1141.88 扫选精矿6.851.6090.3140.6712.2927.9929.3430.7529.6355.6614.06 精选精矿31.341.3890.3210.74718.6631.4438.943.9363.2675.0454.32 56第 2 期刘庆祥等 贫矿提质螺旋选别试验研究 2.3 QL11BK 型螺旋分选机试验 QL11BK 型螺旋分选机是沁阳市沁龙化学防腐有 限公司新研制的螺旋分选机。 在选别加拿大铁砂矿 时,获得加方认可。 该机结构采用黄金分割重要参数, 粗选、扫选时采用刻槽螺旋槽面,以提高重矿物回收 率,精选时采用光滑槽面,尽量保持矿浆的流速、流态 稳定性。 该机选别时,槽内层流流态占主导,层流带占 槽面 3/4 以上,极有利于矿物按不同密度、粒度在槽面 分带、分选。 选别矿样为 1#矿。 按粗、扫、精工艺流程进行选 别试验。 粗选处理量 3 277.6 kg/ (h头),作业浓度 高达 55.66%;扫选处理量 2 617.3 kg/ (h头),作业浓 度 32 2%;精选处理量 2 877.6 kg/ (h头),作业浓度 36 6%。 合并处理粗精矿和扫精矿。 粗、扫、精作业的 精矿带接取宽度分别为 140 mm、80 mm、130 mm。 选 别结果见表 6。 表 6 数据表明精选精矿的 Zn、Cu、Sn 品位均明显偏低,粗选时浓度过大,粗选的精矿带因矿 泥干扰亦显混浊,粗选精矿产率宜提高以增加回收率, 回收效果以硫最高,Zn、Cu、Sn 粗选回收率相近,接近 50%。 S、Zn、Sn 、Cu 的富集比分别为 4.5、2.8、2.6、2.2 倍,主金属回收未达到 4 倍富集比的要求。 为了验证上述结果,采用 QL11BK 型螺旋分选机 对 1#矿再次进行了粗、扫、精流程试验。 粗选处理量 3 075.6 kg/ (h头),作业浓度 31.5%;扫选处理量 2 662.5 kg/ (h头),作业浓度 27.8%;精选处理量 3 071 kg/ (h头),作业浓度 36 0%。 各作业精矿接 取宽度分别为 140 mm、110 mm、140 mm。 粗选、扫选 选用刻槽,精选用平槽。 选别结果见表 6。 表 6 QL11BK 型螺旋分选机试验结果 矿样 产品 名称 产率 / % 品位/ %回收率/ % ZnCuSnSFeZnCuSnSFe 粗选精矿23.145.790.370.36315.8726.748.3849.9147.4162.9040.04 粗选中矿52.112.2890.1340.1183.412.8843.0740.7134.7130.3543.49 1#样粗选尾矿24.750.9560.0650.1281.59210.278.559.3817.886.7516.47 扫选精矿6.727.910.3750.36512.4421.0935.8215.3515.0039.0312.16 精选精矿25.316.40.3560.41719.3132.5239.0939.3437.3555.7242.90 粗选精矿25.814.990.3440.42514.4825.8853.2253.9350.8168.3142.22 粗选中矿48.391.7280.1210.142.60112.3434.5635.5731.3823.0137.75 2#样粗选尾矿25.801.1460.0670.1491.8412.2812.2210.5017.818.6820.03 扫选精矿22.545.10.2940.2337.9718.4135.9439.2716.3239.3018.46 精选精矿28.676.080.4220.4520.6132.2438.8444.1547.6455.5928.51 粗选中矿经扫选折合回收率12.4313.975.129.046.97 粗选总回收率65.6567.9055.9377.3549.19 数据表明,再次试验的金属回收率情况优于前者, 尤其尾矿跑金属少。 硫的回收率达 68.31%,Zn、Cu、 Sn 的回收率均高于 50%。 若进入闭路流程,S、Zn、Sn、 Cu 的中矿还可以分别回收 39.30%、35.97%、39 27%、 16.32%。 综合回收率 Zn 可达 65.65%,Cu 为 67 90%, Sn 为 55.93%,S 为 77.35%。 如考虑矿泥单独处理后再回收部分金属,则总回 收率预计还可提高。 按表 6 中数据,S、Sn、Zn、Cu 的富 集比分别为 4.8、2.8、2.7、2.6 倍,尚待进一步提高。 2.4 QL90DP 型螺旋分选机试验 QL90DP 型螺旋分选机的特点是槽面横向倾角 小、螺距小,距径比为 0.45。 从理论上讲可以减小矿浆 纵向流速,有利于细粒重矿物沉降和回收。 此机型系 试验期间赶制,装配时螺旋叶片接口上下错位不齐,使 矿浆流动不畅而发生槽面沉矿。 重新装配后虽能在小 处理量、小浓度给矿条件下,维持矿物不在槽面沉积, 但选别效果欠佳。 当处理量为 1 280.6 kg/ (h头), 作业浓度 17.6%时,粗精矿产率 16.09%,Zn、Cu 的回 收率分别为 53 09%、46.89%,但 Sn 的回收率仅为 25 62%。 尾矿中 Sn 占 37.69%,说明细微粒级的锡, 向精矿区的聚集趋势差。 在一定程度上说明小螺距的 螺选机对选别该矿的适应性差。 2.5 QL90AP 型螺旋分选机试验 采用 QL90AP 型螺旋分选机进行了多组选别试 验。 该机型的最大特点是随着选别过程的进行,螺旋 断面曲线是分阶段变化的,其横向倾角逐步由大变小, 有利于层流的展开,让重矿物精矿带得以扩张。 QL90AP 型螺旋分选机对 1#矿进行了粗选、扫选、 精选流程试验。 粗选处理量 2 909.5 kg/ (h头),作 业浓度 31.2%。 精矿接取宽度 130 mm。 因接取宽度 不够,精矿产率偏小,致回收率偏低。 扫选处理量 2 243.8 kg/ (h头),作业浓度 27.0%,精矿接取宽度 130 mm。 精矿产率 9.65%,对扫选而言是合适的。 精 选处理量 2 068.3 kg/ (h头),作业浓度 35.1%。 试验结果如表 7 所列,表中精选精矿的品位反而比 粗选精矿及扫选精矿低,不合逻辑。 可能是制样中有失 误。 按粗选精矿品位计算,Zn、Cu、Sn、S、Fe 的富集比分 别为 2.5、2.4、4.2、4.7、2.2。 Sn、S 富集比可达 4 倍以上。 66矿 冶 工 程第 34 卷 作为对照,采用 QL90AP 型螺旋分选机对 2#矿进 行了粗、扫、精选流程试验,结果见表 8。 结果表明,2# 矿选别指标明显优于 1#矿。 粗、扫、精选的作业处理 量分别为2146.6 kg/ (h头)、2432.0 kg/ (h头)、1741.4 kg/ (h头),均在合理范围内。 其作业浓度分别为 31.3%、28.8%、20.0%,亦是合理的。 精选精矿 Zn、Cu、 Sn、S 和 Fe 对原矿的富集比分别为 11.5、2.6、4.9、9.1 和 2.5。 若实现闭路选别,将中矿扫选回收率折入粗选回收 率,并提高粗选精矿产率由 11.2%至 25.0%,则 S、Zn、Cu 的粗选回收率可达 70%以上。 预计经精选后贫矿的品 位可恢复至 Zn 5.8%,Cu 0.38%,Sn 1.1%和 S 24.5%。 表 7 QL90AP 型螺旋分选机试验结果 矿样 产品 名称 产率 / % 品位/ %回收率/ % ZnCuSnSFeZnCuSnSFe 粗选精矿9.795.710.3870.67720.0931.922.7525.1331.7240.7621.11 粗选中矿24.423.970.2170.2076.2316.8839.4535.1524.1931.5327.87 1#粗选尾矿65.791.4120.0910.142.03311.4737.8039.7244.0927.7151.02 扫选精矿9.658.10.4440.22516.8727.8930.6528.2615.3342.4719.56 精选精矿20.823.960.3610.33421.8435.4320.0624.9434.9934.3529.43 粗选精矿11.202.1280.3720.82421.7430.0935.2432.0643.1158.8211.86 粗选中矿39.870.7130.1110.1572.6714.2642.0434.0529.2425.7142.20 2#粗选尾矿48.930.3140.0900.1211.30912.6522.7233.8927.6515.4745.94 扫选精矿5.542.460.4810.40912.2623.2626.7626.4618.1041.079.49 精选精矿17.635.750.3141.07824.4935.6845.3120.1247.7043.7828.97 3 结 语 1) 1#矿闪锌矿多,硫化矿多,暗红色的铁闪锌矿 将精矿带拉的较宽,需防漏接。 2#矿含锡较多,隐约可 见浅色的窄锡带。 选别时,需控制好精矿带的接取宽 度。 精矿接取宽度小,肯定减少回收率。 粗选时要接 宽些,使作业回收率不低于 60%。 精选时可考虑接取 精 1、精 2 两个精矿产品,精 2 主要是闪锌矿。 2) 螺旋选别宜控制给矿上限为 0.5 mm。 减小给 矿粒度范围有利于提高选别效果。 +0.5 mm 的大粒轻 矿物可能混入精矿,降低精矿质量。 3) 试验结果揭示,有两种机型螺旋分选机可供选 用一是 QL11BK 型螺旋分选机,二是 QL90AP 型螺旋 分选机。 二者在闭路流程中的大致回收率预计可达 70%左右。 锡的回收率偏低,预计在 60%上下。 1#矿、 2#矿性质不同,选别效果亦不同。 QL90AP 型螺旋分 选机选别 2#矿,富集比 Zn 达 11.5 倍,S 达 9.1 倍,Sn 达 4.9 倍,Cu 仅 2.6 倍。 仔细比较,QL11BK 型螺旋分 选机与 QL90AP 型螺旋分选机的选别指标,前者的尾 矿金属损失明显低于后者。 矿物在 QL11BK 型螺旋分 选机槽面上的分布更为均衡、合理,尾矿品位更低。 QL11BK 型螺旋分选机应是首选。 实际生产时,可以 选择其为粗选及扫选设备。 用 QL90AP 型螺旋分选机 作为精选设备。 4) 采用螺旋分选机预选,提高待选贫矿品位的目 标是可以达到的。 (上接第 63 页) 2.5 应用效果分析 实施干式抛尾后,来矿品位由 2009 年的 32 61%降 低到 31.93%,降低了 0.68 个百分点。 尚难利用矿利用 比例 20%左右,有效利用了矿石资源。 通过抛尾,入磨 品位提高了 1.27 个百分点,经计算,因提高入磨品位,多 产铁精矿 42 万吨,年创经济效益 2 000 余万元。 3 存在的问题及今后打算 尚难利用矿在攀西地区的分布非常广泛,储量巨 大,仅攀枝花矿区就有该类矿石 49 916.5 万吨,以前在 攀枝花矿区开采过程中这类矿石都被当作废石运往排 土场丢弃,根据攀枝花矿区朱、兰两矿矿床地质模型及 朱、兰两矿 2007 年 12 月末现状图,经计算,朱、兰两矿 结存尚难利用矿就有 12 490.11 万吨。 由此可见,攀枝 花尚难利用矿的资源量相当大,对它的成功开发利用 将极大程度地增加攀枝花矿区的矿产资源总量,乃至 于带来整个攀西地区资源总量的大幅增加,仅以攀枝 花矿区中还结存尚难利用矿为利用对象,以年利用 700 万吨的规模就可利用约 18 年。 目前,密地选矿厂使用的尚难利用矿比例约 20%,年使用量约 270 万吨,矿石资源虽得到了利用, 但其量很小,如加大密地选矿厂尚难利用矿的比例,因 抛尾的产率和提升的品位幅度较小,采用常规的破碎、 磨选方法不利于降低选矿成本及铁精矿产能的提升。 因此,对尚难利用矿的大规模应用应采取集中处理,粗 粒级干式抛尾与-3 mm 细粒级湿式抛尾结合的方式 进行。 目前矿业公司正在全力开展此方面选矿技术的 研究。 76第 2 期刘庆祥等 贫矿提质螺旋选别试验研究