中国矿物加工技术和装备的主要进展.doc

矿物加工前沿 班 级 矿物 0601 学 号 0301060121 姓 名 吴 越 2010 . 3 . 9 中国矿物加工技术和装备的主要进展 关于中国金属矿产资掘现状及现阶段结合利用概况，作者已有另文讨论. 矿物加工是矿产资源综合开发利用产业链中最重要的环节，本文将对当前我国矿物加工技术的进展相存在的主要问题作一讨论，供同行参考。 1 选矿工若矿物学的研究具有较高的水平 选矿工艺矿物学研究大体分两部分内容一是对照矿的研究，包括矿石类型、原矿的化学组成、矿物组成、有价元素和伴生元素的食最租赋存状态，矿石的结构构造，矿物的嵌布特性、粒度和共生关系，有价元素相关关系计算。对于硫化矿石还应当做物相分析确定氧化事。其二是选矿最终产品精矿、尾矿、中矿和中间作业产品检查，包括矿物解离度的测定和粒度分郁，连生体特性富连生体，贫连生体，但体连生，平行主要生等。通过对原矿和选矿产品的工艺矿物学研究，可以判晰矿石分选的难易程度，按矿物计算出选矿所能达到的最高回收率，查明主要矿物或元素沿选矿流程的 走向和分布的规律，影响精矿质量的原因，尾矿中金属损失的原因，合理的磨矿细度和段数，预抛尾的可能性及合理的流程结构等。在这一领域中国的研究工作具有较高的水平，其中某些科研项目可居国际领先水平。 近年间，中国的研究人员尝试研究矿物浮选的晶体化学原理，在矿物的晶体结构、表面特性和矿物可浮性关系的研究中取得重要的结果。 2 流程结构的制新 2.1 浮选流程的创新 基于有用矿物浮选动力学方耐的差异，根据分流分速的原理，中罔在传统流帮结构的基础上，对矿物进行个性化、差异性处理不断创新提出等可浮浮选，分支串流、原选，异步j昆合浮选剧部分快速优先浮选的流程结构 ，见图1- 3 2.2 联合流糙的应用 这一方面的新技术、新成果非常多。例如，在铁矿石选矿领域有①连续磨矿，弱磁响强磁带阴离子反浮选;②连续磨矿，弱磁-强磁-酸性阳离子正浮选;③连续磨矿，粗细分施、中矿再唐、重选喃磁逃“阴离子反浮选;④阶段膺矿，粗细分选、强磁重选阴离子反浮选在提铁降硅工艺中采用;⑤磁选精矿，阳离子反浮选叩泡沫浓缩磁选m 再磨-多次扫选;弱磁性铁矿采用焙烧磁选等。 在有色金属选矿领域采用的联合流程同样很多，例如①重浮弱磁重选强磁电选回收姐镀钮锯;②弱磁m 浮选F 加温脱药精选甲重选『磁选叩细泥潭选回收磁铁矿、锢锚硫化物、黄铁矿、黑鹊和白钝精矿。总之，在金属矿选矿中联合流程的工艺组合种类繁多，大的有20-30 种，甚至更多。 3 电位调控及电化学搜制浮选 王淀佐院士所领导的以中南大学为主的学术梯队，在硫化矿浮选电化学和电位调控浮选的理论研究方面居国际领先水平，并且在实际应用中也获得突破性的进展。该项新技术先后在凡口铅锌矿等数家铅锌选矿广应用。实践证明，其具有技术先进、流程简单、药剂用最少、分选指标高、对不同类型铅锌硫化矿适应性强、稳定性好、环境污染少等明显优点，属国内外重大创新，对浮选理论的发展作出了3最大黄献，具有国际领先水平，此成果获2000年度国家科技进步一等奖 。 北京矿冶研究总院在浮选电位测控技术及专用电极和传感器的研究开发以及浮选过程控制等方面也开展了一系列研究。该院1994 年在西林铅锌矿通过控制矿浆电位和应用集散型系统实现对铅锌矿石浮选过程6种药剂14个药点的优化控制获得成功，获1996年国家科技进步二等奖。在新疆阿舍勒铜锌矿石优先浮浮扩大试验中，利用专用电位传感器实施在线电位调控浮选获得成功。在乌拉唱金矿用专用传感器测定矿浆电位实现对硫化矿和氧化矿石樊型的识别及药剂制度自功切换，使金的回收率提高2.6个百分点。在蒙市额尔登特矿特大型选矿厂铜锢混选及混合精矿脱硫作业，用三种电极测定矿浆电位实施在线控制并应用中方研制的药刑使铜精矿品位提高5.9个百分点。 原沈阳黄金学院在山东乳山金矿陶钱枪测，通过电位测控调控NaS用最，实现浮选过程优化也获得成功。 图7 是因林铅饵矿选矿厂电化学控制浮选电位测控布点图。 电化学控制浮选在工业应用中坯布不少难册有待解决。某些规律在单矿物研究中或体系简单的小型试验中重复性好，但到复杂的工业体系往往面目皆非。浮选药剂制度一一电化学参数→一浮班指标三者的响应度变化很大。并且，流程越复杂、氧化还服气氛变化越大，工业调控的难度越大。因此，在理论和实践上的认识还有待部化。 4 铝土矿选矿脱硅技术 广西平果铝土矿有限公司用洗矿流程处理岩带风化堆职型铝土矿服矿铝硅比n Al /nSi 9.62 ,最终获铝土矿精矿主要为一水硬铝石产率51.50 ，含AhJ63 .49 ， n Al /nSi 19.370 。这里要介绍近几年的铝土矿浮施脱硅技术。 针对我国铝土矿资惊中99 是较难溶出的一水硬铝石，且铝硅比[n Al /nSi ]较低的特点，长城铝业公司、北京矿冶研究总院、中南工业大学等单位从1996 年起京掘了铝土矿脱桂的课题。1999 年在长城铝业公司小关矿完成规模为50t/d的工业试验，其工艺流程特点为阶段磨矿一次选别粗粒中矿返回再磨 ，药剂制度为以硅酸饷为调整剂，以HZf为分散刑，皿B 为捕收刑进行正浮选。所得铝精矿含Al203 70.87 ， n Al /n5i 1 1. 39 ，回收率86 .45 ，精矿完全符合拜尔法生产氧化铝对原料的要求。 正浮选工业试验成功后，近两年先盾在山东铝业公司和中州铝业公词建成工业规模的铝土矿选矿厂，生产调试和工业生产获较满意的工艺指标。 2005年，中南工业大学和长城铝业公司联合研究成功的铝土矿反浮选工艺巳通过技术鉴定。铝土矿选矿在中国是有应用前景的产业。 5 选矿设备 总体上讲，中罔选矿设备的研发和制造水平以及选矿厂装备水平与发达国家整距较大，特别是砸碎、磨矿和脱水设锋在节能、高效和大型化方面提距更为明显，这与中国制造业的整体水平有关。近一二十年来中国某些选矿设备的研制和生产应用日取得明显成烛，在少数领域已达国际水平。以下仅简单列举一些实例。 北京矿冶研究总院在俄罗斯米晗诺布尔开发的惯性剧辘破碎机的基础上开发成功了GY闸，1∞，筑， 300, 450, 6泊，锁泪多种型号的惯性圆锥破碎机，分别用于有色金属矿布、炉楠、碳化睦相非金属矿石等破碎作业。该樊设备具有破碎比大，产品粒度均匀，能税低及带负荷起动等优点[13J 。目前;12∞惯性圆锥破碎机巳研制成功。 该院还研制成功两种新型破碎设备PD 系列大破碎比外动顿式破碎机，具有破碎比大，减少破碎段数，衬板寿命长，生产能力大，产品堆起度细，节能和低噪音等优点，最大规格为ID均12型，最大给料粒度750nun，处理最65 时19Om3 /ho另一种PA 低矮系列的外动辆破碎机用于粗碎和 中碎，尤其适用于井下等空间受限制的场合。目前最大规格为PAl∞/12 ， 最大给矿粒度85伽un ，处理量190-3∞m3/ho 近2年来，磨矿分级设备有了一些新进展。中国国内制造的阳86 x 8534删溢流型球磨机已用于德兴铜矿大山选矿厂。滚动轴承支撑的球磨机向金属矿山发展，巳分别在大冶有色金属公词和酋钢大石问铁矿应用。 金属磁性衬握在细膳球磨机中巳成功应用。工段磨矿分级四路广泛采用水力旋流器，有的选矿厂在一段磨矿分级回路中也采用了水力旋流器。 中国的浮选设备研究及应用发展迅速，均国外楚距巳大大缩小。北京矿冶研究总院等巳研究成功KYF. JJF, BF. SF, XCF, LCH 咖X ， CF,YX, lLF以及BSK 等十几个系列的不同规格的浮选机，最小单槽容积0.15时，单槽睿积50旷的 KYF50 型浮选机巳装备于金川新璋的“削t/d 选矿厂，设备运行平稳，目前诙院与金川公司合作已完成国内最大单槽lω旷大型浮选机的工业试验井用于生产。回内外共采用诙院的各类浮选机削多命分布在有色、黑色，、黄金、非金属、 化工、石油和环保行业。 需要重点指出的是江西赣州有色金属研究所研究成功的Sl.on 系列立环脉动高梯度磁选机。诙设备利用磁力、脉动流体力和重力综合立场连续分选细粒瑞磁性矿物，具有富集比大，回收率高，磁介质不易堵瘤，分选放果优良，作业率高等优点，现广泛用于红铁矿选矿厂和铁选矿厂。 鞍山钢铁大学研制成功的磁选柱巳在多家铁矿选矿厂应用，对于提铁降硅有显著作用。国内近年间研制的重选设备钮括各类跳汰机 YMT- 弛， YMT 叩75 跳i 机. JS 型动筛隔膜跳汰机， CJT 型粗粒锯齿披跳汰机以及有不同断 面形状及不同直径和蝶距的螺旋溜槽，旋转螺旋榴槽。此外还有回锥选矿机，各式摇床，离心选矿机，自动排矿射流离心选矿机，转盘选矿机，皮带泪槽等。 总之，目前国内金属矿选矿厂过程控制技术应用较多，相对成翻一些的是破碎系统的PLC 逻辑联锁控制，磨矿过程槌定给矿、磨机负荷、分级撤流放度控制、得选作业的自动加药控制等。DCS 系统的应用大部限于局部作业，真正实现金厂综合自动控制和优化控制的实例极少。近几年在利用人工神经冗网络、模糊控制和专家系统的建模和优化控制方面开展了不少研究，发表的文献不少，但在工业上成功实施还极少。 6 结语 中国金属矿产资源禀赋是反倒促进了矿物加工技术和装备的进展。在复杂多金属、黑色和有色金属选矿工艺技术领域，中国实际上处于国际先进水平。选矿药剂完全可以自给，并可出口国际市场 ，在诸多选矿设备中，呼选设备与国外差距不大，某些磁选设备也达国际水平。但整体上讲，选矿设备在环保、节能、可靠和大型方面与国外发达回家有明显的差距。选矿厂过程控制及管控一体化刚刚起步，与矿业强国相比差距更大。加强自主创新并与国外多方位合作，提高矿物加工综合水平，提高矿产资服综合利用率是永远的主题。 参考文献 1 孙传弗.中E国金属矿产资源现状及综合利用概况{民 .中国工程院化工、冶金与材料工程学部第五届学术会议论文.2005.10 海南博鳌 2 孙传尧.印万忠.硅酸放矿物浮选原理[M]. 北京科学出版 社，2001.1 3 胡岳华，二E 毓华.3淀饭等.磁酸盐矿物浮逃化学.筋二t 矿脱硅[M]. 北京科学出版社，2004.9 4 刘炳泉，刘波辉.我国红铁矿选矿技术进展的.第八届中国 选矿技术交流论文集[C]. 2004.9 桂林 5 汪旭光.潘家往.21 世纪中国有色金属工业可持续发展战略[M]. 北京冶金工业出版社，2001.12 6 国土资源部矿产开发管理司.中国矿产资源吏要矿种开发利用水平与政策建议M]. 北京冶金工业出版社2002.9