某螢石選礦廠浮選流程改造實踐

胡開文 周清波 曾志飛 王躍林

(長沙礦冶研究院有限責任公司)

螢石是重要的非金屬礦物原料之一，是工業氟元素的主要來源，用途廣泛，許多發達國家將其作為一種重要的戰略物資進行儲備。螢石可用于提取氟以制作氫氟酸，或應用于建材行業和有色金屬冶煉中。在高爐冶煉中，如在鐵水預處理中作為脫磷劑、脫硫劑等使用，在煉鋼過程中作為一種助熔劑，還能顯著降低爐渣熔點，使其迅速成渣[1]。

某螢石選礦廠原低品位浮選系統浮選濃度偏低，低品位精礦作業回收率僅6.12%。為盡可能回收螢石，提高資源利用率，進行技術改造。

1 原工藝流程與存在問題

某螢石選礦廠入選鎢浮選尾礦，脫藥后采用浮選原則流程進行生產，可得到高品位螢石精礦和低品位螢石精礦。原浮選工藝流程較長，進入中礦浮選系統的礦漿濃度偏低，影響中礦浮選系統選別效果。

中礦浮選系統給礦為精選1尾礦和精選4的掃選尾合并的中礦，粗選采用浮選柱、精選采用浮選機進行。原中礦浮選系統流程見圖1，指標見表1。

表1 低品位浮選系統指標 %

由表1可知，中礦浮選系統精礦作業回收率僅28.20%，對原礦回收率僅6.12%，損失在低品位中礦和尾礦中的螢石較多。

圖1 原中礦浮選系統流程

2 低品位系統浮選給礦濃度試驗

2.1 CMAX旋流器

選礦廠采用CMAX 150 mm水力旋流器(長沙礦冶研究院有限責任公司)對中礦系統給礦進行預先脫泥濃縮試驗，沉砂進入浮選，溢流并入尾礦。CMAX系列旋流器具有以下特點：

(1)入礦口外弧線采用雙圓弧設計，具有預先分級作用，分級效率顯著優于切線設計。

(2)內襯、溢流管、沉砂嘴采用CNU高級耐磨材料，筒體內襯使用壽命5～10 a，沉砂嘴、溢流管磨損速率分別為0.5～1 mm/月、0.25～0.5 mm/月，為鑄石聚氨脂等耐磨材料的1/6～1/3，從而降低易損件更換費用。在較長的使用時間內，旋流器工作參數變化甚微，中礦浮選系統工作穩定。

(3)雙圓弧設計的入礦流線能顯著減輕礦漿進入圓柱段時對筒體的磨損，另外CNU采用模壓整體燒結成型，形狀標準，接口平滑，旋流器壽命長，礦漿在旋流器中的運動軌跡平穩，可提高旋流器分級效率。

(4)長柱、變錐設計增大了有效分級空間，提高了沉砂質量的穩定性，給礦濃度波動小，沉砂嘴磨損對沉砂濃度、粒度影響較小。CMAX旋流器溢流粒度較細，沉砂中合格粒級含量減少，沉砂濃度較高，分級效率比普通旋流器提高10%～20%。

2.2 改造方案

2017年5月，在不改變主要浮選流程的前提下，從中礦浮選系統生產現場給礦中分流部分礦漿，經CMAX旋流器脫泥濃縮后進行中礦浮選給礦濃度試驗，流程見圖2，結果見圖3。

圖2 中礦浮選給礦濃度試驗流程

圖3 浮選給礦濃度對低品位螢石精礦指標的影響

由圖4可知，隨著浮選給礦濃度的增大，中礦系統作業回收率呈先上升后下降的變化趨勢。原因是浮選給礦濃度高，有利于中礦浮選螢石精礦作業回收率的提高，但會造成旋流器溢流螢石的流失，降低旋流器沉砂作業回收率；浮選給礦濃度低，則不利于浮選，中礦浮選作業回收率下降，旋流器沉砂溢流螢石流失較少。浮選給礦濃度為20.0%～30.0%時，中礦系統作業回收率處于較高水平，此時旋流器沉砂作業回收率在75.0%以上。

3 工業試驗

3.1 低品位中礦排尾流程工業試驗

在中礦系統浮選給礦濃度試驗的基礎上，選礦廠通過增加1組15-CMAX150 mm水力旋流器組對原工業生產流程進行改造。由于生產現場浮選系統工藝調整，中礦系統給礦粒度變細，為保證中礦系統作業回收率，調整相應旋流器參數。中礦系統工業連續試驗穩定進行20 d，旋流器分級平均指標見表2。

表2 旋流器分級平均指標 %

由表2可知，相比改造前，浮選給礦濃度由11.06%提高到20.95%，改造后旋流器沉砂作業回收率78.19%，符合生產要求。

調整中礦系統浮選藥劑制度，按原中礦排尾進行中礦系統工業試驗，流程見圖4。穩定后取樣分析，中礦系統工業試驗結果見表3，螢石選別系統平均指標見表4。

圖4 中礦系統工業試驗流程

表4 螢石選別系統平均指標%

由表3、表4可知，旋流器沉砂CaF2作業回收率為77.17%，高于要求的75.00%；低品位精礦CaF2品位64.10%，系統平均64.26%，品位略低，回收率11.24%，遠高于改造前6.12%；損失在低品位中礦中的螢石較多，因此考慮將低品位中礦返回中礦浮選系統再選。

3.2 低品位中礦返回流程工業試驗

低品位中礦返回粗選后，調整中礦系統流程與藥劑制度，進行低品位中礦返回流程工業試驗。中礦系統流程見圖5、結果見表5，螢石選別系統平均指標見表6。

圖5 低品位中礦返回工業試驗流程

由表5、表6可知，低品位精礦CaF2品位74.33%，系統平均77.90%，回收率13.06%，相比低品位中礦排尾流程，指標大大改善。

4 結 論

(1)某螢石選礦廠通過在中礦系統浮選前增加水力旋流器濃縮作業，將中礦浮選給礦濃度由11.06%提高到20.95%時，旋流器沉砂作業回收率達到75.0%以上，滿足選礦生產要求。

表5 中礦系統工業試驗結果 %

表6 螢石選別系統平均指標%

(2)低品位中礦排尾流程工業試驗低品位精礦CaF2品位64.26%，回收率11.24%，較中礦浮選給礦濃度增大前有較大改善，但損失在低品位中礦的螢石仍較多，占低品位系統給礦的11.98%。

(3)低品位中礦返回流程工業試驗低品位精礦CaF2品位77.90%，回收率13.06%。相比改造前，在品位略微提高的情況下，回收率提高了1.13倍。