旋流器在德兴铜矿铜钼分离工艺中的应用.pdf

第 l 4卷第 l期 2 0 0 5年 3月 矿 冶 M I N I NG M E TALLURGY VO I ． 1 4．NO 1 M a r c h 2 0 0 5 文章编 号 1 0 0 5 7 8 5 4 2 0 0 5 0 1 0 0 3 2 0 4 旋流器在德兴铜矿铜钼分离工艺中的应用 雷贵春 江西铜业集 团公司技术 中心，江西德兴 3 3 4 2 2 4 摘 要 介绍了德兴铜矿铜钼混精用旋流器脱泥脱药后再选钼的试验结果、 旋流器的选型与计算， 以 及旋流器的应用所 取得的技经指标 。实践 表明 ， 铜钼混精经旋 流器脱泥脱药预处理后 ， 浮选能力提高 了 3 3 ． 4 1 ％， 选 钼回收率和精矿品位分别提 高了 l 1 ． 1 4和 0 ． 6 3个百 分点 ， 硫化钠消耗和 选钼成本分别 降低 了 3 2 ． 1 7 ％和 5 0 ％。该工艺对德兴铜矿选钼 生产起到重要 的作 用。 关键 词 铜钼精矿； 旋流器； 铜钼分离； 浮选 中图分类号 T D 9 2 3 T D 9 2 3 ． 2 文献 标识码 A APP LI CATI oN oF HYDRoCYCLONE I N Cu M o S EPARATI oN PRoCES S I N DEXI NG COPP ER M I NE LEI Gui c urt T e c h n i c a l C e n t r a l o f J i a n g x i C o p p e r G r o u p Co ． ， L t d． ， D e x i n g 3 3 4 2 2 4 ， J i a n g x i ， C h i n a AB S TRAC THy d r o c y c l o n e s we r e i n t r o d u c e d i n t o Mo f l o t a t i o n p r o c e s s f o r r e mo v i n g t h e s l i me s a n d r e a g e n t s f r o m t h e f e e d ． Th i s p a p e r p r e s e n t s t h e t e s t r e s u l t s a c c o mp a n y i n g t h e t e c h n o l o g i c a l a n d e c o n o mi c a l p e r f o r ma n c e s o b t a i n e d f r o m t h e i n t r o d u c t i o n ． Al s o t h e d e t e r mi n a t i o n o f h y d r o c y c l o n e d i me n s i o n s f o r t h i s u s e i s d i s c u s s e d． Th e a p p l i c a t i o n s h o ws t h a t t h e f l o t a t i o n c a p a c i t y o f t h e b u l k Cu Mo c o n c e n t r a t e s ， a f t e r b e i n g r e mo v e d t h e s l i me s a n d r e a g e n t s wi t h t h e c y c l o n e s ， i s i n c r e a s e d b y 3 3． 4％ wi t h t h e Mo r e c o v e r y a n d Mo g r a d e i mp r o v e d b y 1 1． 1 4％ a n d 0． 6 3％ r e s p e c t i v e l y． B e s i d e s t h e d o s a g e o f Na 2 S a n d o v e r a l l c o s t f o r Mo f l o t a t i o n i s r e d u c e d b y 3 2． 1 7％ a n d 5 0 ％ r e s p e c t i v e l y． Th e a p p l i c a t i o n t a k e s a n i mp o r t a n t p o s i t i v e r o l e i n Mo f l o t a t i o n i n t h e p r o d u c t i o n o f De x i n g Co p p e r M i n e． KEY W ORDSC u M o c o n c e n t r a t e ；Hy d r o c y c l o n e ；Cu Mo s e p a r a t i o n；Fl o t a t i o n 引 言 德兴 铜 矿选 钼 车间 建 于 1 9 8 1年 ， 次 年 投产 ， 1 9 8 6年开始开车少 、 停车多 ， 主要是 因为铜钼混精 中钼 品位低且波动大 、 硫化钠用量上升和价格上涨 ， 钼精矿市场低迷 ， 经济效益 不理想 ， 因此 1 9 9 1年停 产。为此 ， 中美合营南通米泰爱混合分离有 限公 司、 北京有色冶金设计研究总院等单位先后与德兴铜矿 合作 ， 开展 了脉 动高梯度磁选 、 充填式 浮选柱 浮选 、 收稿 日期 2 0 0 41 00 9 作者简介 雷贵春 ， 矿 山部选 矿高级 工程 师 ， 从 事选 矿科 研 、 设 计及现场生产技术 服务。 充氮浮选等试验研 究 ， 研究工作 大都集 中在提高混 精钼品位 ， 旨在 降低选 钼成本 ， 由于还存 在一些 问 题 ， 目前难以应用到实 际生产 中 J 。直到 1 9 9 8年 4 月 ， 才真正迎来 了德兴铜矿选 钼生产的新高潮 ， 选钼 生产工艺流程及 技术改造 不断 改善 了选 钼技经 指 标 ①原浮选设备 报废 ， 重新 设计 安装 了二个 系列 B F 一 8 、 B F 一 4浮选 机 ， 处 理 能力 6 0 0 t ／ d ， 用 于 处 理大 山选厂产出的铜钼混合精矿 ； ② 改造了原选 铜工艺 流程及采用新型捕 收剂 ， 降低 了石灰用量 ， 提高 了伴 生元素的回收率和富集 比 尤其是钼 ； ③荧光快速 分析仪监控放矿 ， 提高选钼人选品位 ； ④调整作业条 件 ， 解决 了过去冬天选钼不生产的问题[ 。 维普资讯 雷贵 春 旋流器 在德兴铜矿铜 钼分离 工艺中 的应 用 3 3 2 0 0 1 年德兴铜矿选 钼系统增加 了选钼原矿 铜 钼混精 预处理系统 ， 即采用旋流器对铜钼混精脱泥 脱药 ， 进一步降低硫化 钠用量 ， 提高 了粗选浓度 大 于 6 0 ％ ， 明显降低了选钼生产成本 ， 硫化钠单耗逐 年大 幅度下 降， 目前 已降到 4 0 k g ／ t 选钼原 矿， 钼精 矿生产成本低于 1 ． 5万元 ／ t 。按 年产 2 0 0 0 t 钼精矿 估计 ， 经济效益 十分显著 。 回顾和总结旋 流器应用于德兴铜矿选钼原矿预 处理 的成功经验 ， 对其 它类 似矿 山有一定 的借鉴意 义 。 2 脱 泥脱 药试验 结果及 分析 2 ． 1 铜 钼 混精 粒 度组 成 及钼 矿 物解 离 度 2 0 0 0年 5月进行了选钼工艺流程考查 ， 其 中对 铜钼混精进行了筛 、 水析及单体解离度分析 ， 处理物 料为德兴铜矿大山选厂铜精矿， 其筛、 水析结果见表 1 。 表 1 铜精矿 选钼原 矿 筛 、 水析 结果 Ta b l e 1 S c r e e n i n g a n a l y s i s o f Cu c o n c e n t r a t e Mo f l o t a t i o n f e e d 由表 1可知 ， 选 钼原矿 中的钼 主要分 布在 一3 7 ～ 1 9 t- t m 粒 级 中，其 次 为 一7 4～ 3 7 m， 在 一 1 0 t z m和 7 4 t m粒级 中钼有 明显 的贫化 ， 这为采用 旋流器对其分级富集提供 了先决条件 。 由于其它几个粒级试样太少 ， 仅对 产率较大 的 两个粒级进行镜下鉴定 采用计 数法 ， 在 一7 4 ～ 3 7 m 粒级 单体率 为 9 8 ． 0 ％， 钼矿物与黄铜矿连生 率为 1 ． 5 ％， 与脉 石连 生 0 ． 5 ％； 一3 7 ～ 1 0 m 粒 级 单体率 为 9 9 ． 5 ％。由此 说明仅 7 4 m 粒级 的 钼矿物单体率较低 ， 其它粒级 的都很高。 2 ． 2 脱泥脱药小试 结果及分析 铜钼混精矿浆 中的残余药剂如黄药对铜钼分离 的影响很大， 为了考察影响程度， 进行了脱泥脱药小 型试验 ， 一粗一扫 ， 加硫化钠 、 水玻璃和煤油 ， 重点考 察了硫化钠用量对选 钼指标 的影响。试样分 三种 ①一次脱水样 ， 即浓密机给矿经人工一次脱水 ； ②滤 饼样 即浓 密机 给 矿 经 过 滤 机 过 滤 所 得 的 滤饼 ； ③ 三 次脱水样 ， 即浓密机给矿经人 工三次脱 水。选钼原 矿含钼 0 ． 4 1 ％， 试验结果分别见表 2 ～4 。 表 2 一次脱水 样硫化钠 用量试验 结果 Ta b l e 2 Re s u l t s o f d o s a g e t est S o f Na 2 S i n p r i ma r y d e wa t e r i n g s a mp l e 由表 2可知 ， 随着硫化钠用量 的增加 ， 粗精品位 有所提高 ， 但钼 回收率 有所下降 ， 最高 的钼 回收率仅 为 7 8． 3 4％。 表 3滤饼样硫 化钠用量试 验结 果 Ta b l e 3 Resu l t s o f d o s a g e t est S o f Na 2 S i n f i I t r a t i o n c a k e 试验编号粗 率 钼 率 l 6． 3 6 l 2． 6 6 l 4． 0 0 l 6． 3 6 l 4 2 l l 2． 7 4 1 ． 9 3 8 0． 91 2． 5 3 8 2． 0 9 2． 3 5 8 4． 2 6 2． 0 5 8 5． 9 3 2． 3 4 8 5 2l 2． 6 4 8 6． 1 8 l 7． 0 2 0． 6 2 4． 1 2 7． 6 31． 0 4 0． 0 由表 3可知 ， 随着硫化钠用量的增加 ， 粗精品位 和钼 回收率均有所提高 ， 最高的钼 回收率 8 6 ． 1 8 ％。 表 4三次脱水样 硫化钠用量 试验结 果 Ta b l e 4 Resu l t s o f d o s a g e t est S o f Na 2 S i n t h e t h i r d d e wa t e r i n g s a mp l e 试验编号粗 率 位钼 率 1 4． 2 2 l 3． 3 8 l 2． 4 2 l 3． 1 4 l 1． 7 O l 1． 7 9 2． 1 4 79． 9 3 2． 4 2 8 5． O 5 2． 6 4 8 6． 1 3 2． 5 6 8 8． 3 6 2． 7 2 8 3． 5 9 2． 7 2 8 4． 2 4 l 4． 4 l 8． O 2 1． 6 2 5． 2 2 7． O 2 8． 8 由表 4可见 ， 随着硫化钠用量的增加 ， 粗精品位 逐步上升 ， 钼回收率由低而高后又下降 ， 最高的钼回 收率 仅 为 8 8 ． 3 6 ％。 将表 2 ～4中硫化钠用量相近 、 选钼指标较好的 实验结果汇总于表 5 。由表 5可知 ， 以一 次脱水样 为基准 ， 滤饼样 的钼 回收率提高 了 5 ． 9 2 ％， 三次脱 水样的钼 回收率提高了 1 0 ． 0 2 ％。在选钼 指标 相近 的情况下 即表 3中的试样 6与表 4中的试样 3的 结果相比 ， 三次脱水样 比滤饼样的硫化钠用量降低 了 4 6 ％。因此 ， 增加脱水次数 ， 尽可能地脱泥脱药， 维普资讯 3 4 矿 冶 可有效地降低硫化钠用量 。 表 5 在硫 化钠用量 相近条件 下选钼指标 比较 Ta b l e 5 C o mp a r i s o n b e t we e n M o f lo t a t io n r e s u l t s wi t h r o u g h l y t h e s a m e d o s a g o f Na z S 2 ． 3 脱泥脱药半工业试验结果及分析 为了进一步验证选钼原矿脱泥脱药工艺对指标 的影响程度 ， 进行 了脱 泥脱药半工业试验 。表 6中 的原浆指的是大山选厂铜钼混 精进 入浓 密机 ， 其底 流进入选钼浮选 机 中； 预处理指的是大 山选厂铜钼 混精进入旋 流器中 ， 其底流进入浓密机 ， 浓密机的底 流进入选铝浮选机 中。试验结果如表 6所示 。 表 6 脱 泥脱药 半工业试验 结果 Ta b l e 6 Re s u l t s o f p i l o t t est 由表 6可知 ， 选钼原矿经旋流器预处理后 ， 钼作 业回收率很高 ， 但 由于预处理作业本身有部分钼损 失在旋 流器溢流 中， 所 以钼综合 回收率相差不大。 但 硫化钠用量降低 了 4 3 ％， 提高 了粗精钼品位和粗选 浓度 ， 使浮选机的处理能力大大增加 ， 明显地降低了 选 钼 成本 。 3 旋流器选型及计算 2 0 0 1年的下半 年 ， 进行 了选钼原矿预处理改造 方案设计及施工建设。 拟定选择 1 5 0旋流 器， 进行 分离粒度校核 ， 若 按波瓦洛夫公式计算 ， d 5 o1 3 ／ m， d 2 3 ／ m d 1 ． 7 9 d 5 o ； 若 按 阿特 伯恩 经 验公 式计 算 ， d 5 o 1 9 ／ , m， d 2 6 ／ , m d 1 ． 3 7 d 5 0 ； 给矿压力设 定 1 ． 51 0 P a ， 计算过程略 。 以上结果表明， 校核的分离粒度非常接近 ， 分离 粒度 d 5 o 介 于 1 3 ～1 9 ／ m， 最大分级粒度 d 介于 2 3 ～ 2 6 ／ , m。根据表 1 选钼入选物料筛水析结果可知 一 1 0 m粒级产 率 1 2 ． 1 3 ％， 一1 9l O t , m 粒级 产率 5 ． 4 7 ％， 一l O ／ m 粒级 钼 品位 有明显 的贫 化。若 以 1 9 ／ m作 为分 离粒 度 ， 则底 流 产率 8 3 ％， 钼 回收率 8 4 ％， 因此选择 1 9 ／ m作为分离粒度是合适的 ， 从理 论 上说 ， 选择 1 5 0旋流器是合理的。 按波瓦 洛 夫公式 计 算 ， 单 台旋 流器 能 力 q 2 3 m ／ h ， 大山选厂铜精矿生产 能力 Q 2 3 5 m ／ h ， 则旋流器 台数 kQ ／ q 1 1 ． 7 4台 系数 k取 1 ． 1 5 ， 取 1 2台 ， 考虑备用 8台， 因此旋流器总数量 为 2 0台 。 选 钼原矿预处理工艺流程 铜 钼混精 经变频调 速器控制 的砂 泵 保证给矿 压力稳 定 泵入旋 流器 组 ， 其溢流入 } 5 4 m浓 密机 ， 进入铜精 矿脱水 系统 ， 其底流进入 3 0 m 浓密机 ， 浓密机 底流进入 选钼浮 选机 中。选钼原矿 铜铝混精 预处理工艺流程如图 1所 示 。 大山选厂铜钼混 精 底流 进 选铝系统 溢流水 图 1 铜钼 混精预处理工 艺流程 F i g． 1 P r e t r e a t me n t fl o w s h e e t 4 旋流 器应 用 实践 2 0 0 2年开始选钼原矿经预处理 ， 浮选泡沫明显 改善 ， 浮选能力提高 ， 硫化钠用 量明显降低 ， 选钼成 本大幅度降低 ， 钼产品市场不断趋好 ， 因此选钼生产 及经济效益令人鼓舞。 2 0 0 2年元月 和 2 0 0 2年 6月分别 完成 了 1 系 列浮选机改造和选钼新工 艺 即选 钼原矿经旋流器 预处理脱泥脱药 技术改造 ， 同月投入 生产应用 ， 结 果如表 7所示。与原 工艺相 比， 新工艺各项技术经 济指标显著提高 浮选 能力提高了 3 3 ． 4 1 ％。 选钼 回 收率提高了 1 1 ． 1 4个百分点 ， 精矿品位提高了 0 ． 6 3 个百分点 ， 硫化钠消耗 降低 了 3 2 ． 1 7 ％， 其他各种药 剂如水玻璃 、 煤油消耗也大幅度降低。 选钼原矿预处理系统经两年多的生产实践 ， 工 艺流程畅通 ， 操作简单方便 ， 由于能确保旋流器给矿 压力 的稳定 ， 所 以旋 流器分级效率基本稳定 。大 山 厂铜钼混精 预处理 系统 投资 7 6万元 ， 年效 益 1 5 0 0 万元 以上 ， 因此在选钼 二期 工程 中也采用选钼原矿 预处理 系统 处理泗洲选厂铜钼混精 。 为了进一 步考察选钼预处理作业情况 ， 收集 有 关数据 ， 为今后技术改造提供依据 ， 因此 于 2 0 0 4年 维普资讯 雷 贵春 旋流器在德 兴铜矿铜 钼分离工艺 中的应用 3 5 9月 1 7日早班 ， 对大山选厂钼预处理 系统现场进行 矿基本均匀 ， 预处理设备运转正常 ， 主要技术操作条 取样 。每半小时取一 次 ， 连 续取样 6 h ， 在此 期间 给 件控制正常 ， 取样所得结果具有较好的代表性。 表 7 选钼 新 、 原工艺技术经济 指标 比较 2 0 0 2年 Ta b l e 7 Co mp a r i s o n o f t e c h n i c a l p e r f o r ma n c e b e t we e n n e w p r o c e s s wi t h t h e o r i g i n a l o n e i n Mo f l o t a t i o n 新工艺 7 8 9 合计 0． 4 4 5 0． 4 7 0 0． 4 9 7 0． 4 7 0 4 7． 1 l 4 7． O O 4 6． 7 0 4 6． 9 3 9 2 9 7 8 8． 4 6 9 3． 5l 91 ． 6 5 l O 5 2 l l ， 6 5 l 2 6 6 l 1 ． 6 2 3 7． 6 8 3 5． 07 3 7． O 8 3 6． 65 差值 大山选厂选钼预处理站 2 0 0 4年 9月 1 7日早班 生产数据及旋 流器 组工艺控制参数 如下 铜精矿量 2 5 9 ． 3 t ， 铜精矿品位为 2 6 ． 4 2％， 旋流器组 9台， 台时 处理量 3 ． 6 t 。旋流器设计 能力为 3 ． 8 6 m ／ h ， 而实际 能力为 3 ． 6 m ／ h ， 设备生产效率达 9 3 ％。 旋流器组综合给矿、 溢流 、 沉砂等 产品筛、 水 析 结果如表 8所示。 根据生产报表统计， 2 0 0 3 年沉砂产率为 6 6 ． 0 4 ％， 表 8 旋流 器组综合给矿 、 溢流 、 沉砂 筛、 水析 结果 Ta b l e 8 S c r e e n i n g a n a l y s i s o f f e e d ， o v e r f l o w a n d u n d e r f l o w f r o m c o mb i n a t i o n a l h y d r o c y c l o n e s 2 0 0 4年 1 ～5月份沉砂产率为 6 4 ． 8 7 ％， 这与计算结 果基本相符 。 旋流器组的分级各产 品指标如表 9所示。旋流 器的产率和钼 回收率偏 低 ， 生产实 际数据也 表明选 钼入选的铜钼混精的 比例较低。在选钼二期工程投 产后 ， 选钼设计的生产能力 大于大 山和泗洲 两选厂 的铜钼混精产能 ， 所以提高旋 流器的产率、 从而提高 钼回收率已 日益引起人们 的重视。因此 ， 进 一步优 化旋流器 的结构参 数和工艺参数 ， 将是今后完善选 钼原矿预处理技术 的重要课题。 表 9 各产 品产率及 回收率计算 结果 Ta b l e 9 C al c u l a t i o n r e s u l t s o f y i e l d s a n d r e c o v e r i e s o f e a c h p r o d u c t 5 结 语 水力旋流器 由于分级效率高 、 运行成本低、 占地 面积小等优点 ， 广泛应用于有色、 黑色 、 化工 、 煤炭和 非金属等行业的脱泥、 脱药 、 浓缩作业 中。 目前旋流 器应用于选矿工艺 一是与磨机构成磨矿分级 回路 ， 旋流器的溢流进入 浮选 作业 ， 旋 流器的底流返 回磨 机 ； 二是选铜尾矿经旋流器脱泥脱药 ， 其底流新水调 浆进行选硫 ， 旋 流器的溢流作 为最终尾矿 基于黄铁 矿颗粒较粗 ， 分离粒度一般为 3 7 m 。 旋 流器成功 地用于德 兴铜矿 铜钼混 精脱泥脱 药 ， 大幅度地降低 了硫化钠用量 ， 提高了浮选浓度 ， 显著地降低 了选钼成本 ， 该 工艺对德兴铜矿选 钼生 产起到了非常大的推动作用。 目前 ， 对 于德兴铜矿 选钼生产而言， 优化旋 流器的结构 和工 艺参 数将是 进一步提高旋流器 的脱泥脱药 效果 ， 提升选 钼经济 效益的重要研究课题 。 参考 文 献 [ 1 ] 雷 贵春 ． 德 兴铜矿铜钼 分离研究现状 及研究方 向[ J ] ． 中 国钼业 ， 1 9 9 8 ， 2 2 4 5 3 5 5 ． [ 2 ] 雷贵春 ． 德兴铜矿选钼生产新进展[ J ] ． 中国钼业， 1 9 9 9 ， 2 3 4 2 32 6． 维普资讯