湖南某礦山資源綜合利用浮選試驗研究

姚靚

（江西銅業股份有限公司永平銅礦，江西上饒 334000）

為響應國家綠色礦山建設理念及碳中和發展戰略，湖南某礦山企業在分析原有選礦流程及工藝后，決定將進一步優化、改進技術參數和選礦工藝，進一步提升資源綜合利用率，開展礦石可選性試驗研究，安全環保要求更加嚴格，由于原有工藝碳精礦回收效率存在提升潛力[1-6]，并且回收過程存在一定的環境安全隱患。因此，本次試驗主要是對該礦精選浮選工藝方案試驗，確定最佳的藥劑，并推薦出技術上可行、經濟上合理的選礦工藝流程及參數，為項目的可研及選礦廠設計提供技術依據[7-10]。

1 原礦化學成分

礦山賦存的原礦石中主要成分為SiO2，其次是C、CaO、Al2O3和K2O 等，并有較高的燒失量（Ig）。礦石中可供選冶回收的主要組分V2O5含量為0.65%，銅、鉛、鋅等其他有價金屬元素含量都很低，綜合回收的意義不大。礦石中主要礦物為石英、碳質物，其次是高嶺石、蒙脫石、重晶石、鋇解石、磷灰石等。金屬礦物硫化物主要為黃鐵礦，其次為閃鋅礦。各類礦物粒度均較為細小，除部分方解石粒度較粗外，其余基本都小于0.3mm。原礦中多元素化學成分分析結果見表1。

表1 原礦中礦石的主要化學成分（%）

由表1統計數據可得，原礦中的可供選冶回收的主要組分V2O5含量僅為0.65%，銅、鉛、鋅等其他有價金屬元素含量都很低，綜合回收的意義不大。碳主要以游離碳形式存在，這類碳即為鏡下所見的大量碳質物。其次是以碳酸鹽形式存在，分布率為20%。綜合原礦的化學成分特點，礦區內的原礦主要屬單一的含釩碳質頁巖或板巖。

2 改進流程實驗

2.1 試樣的制備

對原礦中選礦試驗樣品的采樣設計、采取樣品及樣品的代表性均由湖南某原礦業有限公司負責轉運提供，礦樣送至研究實驗室后對樣品進行了加工，得到下一步選礦試驗的原礦樣品，具體制備加工流程見圖1。

圖1 試樣制備加工流程

2.2 試驗流程的確定

根據工藝礦物學研究及之前所進行的湖南某礦山石煤資源綜合利用探索性試驗研究，本次實驗室小型試驗根據提升綜合回收率的需求，研究決定采用單一浮選方法對該礦石資源進行回收利用。另外原礦S 含量不高，所以可不進行預先脫硫，直接進行原礦的碳浮選。在適當的磨礦細度下，采用調整劑氫氧化鈉，水玻璃，捕收劑煤油，起泡劑2#油對原礦進行碳粗選，然后采用抑制劑水玻璃對碳粗精礦進行精選得最終碳精礦。原則工藝流程如圖2所示。

圖2 原礦碳浮選改進原則工藝流程

2.3 粗選磨礦細度試驗

保證有用礦物充分單體解離是浮選的基本條件，因此首先進行了磨礦細度試驗，試驗在XFD-3型的浮選機上進行，浮選機主軸轉速為1650 r/min，充氣量為0.1m3/m2·min。不同磨礦細度浮選試驗工藝流程見圖3，試驗結果見表2。由表2 可得，細度越細，粗精礦產率則更低，當細度-0.074mm 超過51.25%時，粗精礦品位增長趨勢逐漸減緩，其他指標如回收率與前項試驗一致。故細度為-0.075mm、51.25%有利于進行進一步浮選改進試驗。因此，根據試驗結果且綜合考慮品位和回收率，確定采用-0.074mm 含量為51.25%作為本次實驗室改進試驗的磨礦細度。

圖3 不同磨礦細度浮選試驗工藝流程

表2 不同磨礦細度浮選試驗結果（%）

2.4 碳浮選開路流程試驗

根據上述準備實驗的結論，本次改進實驗在原有碳浮選條件試驗的基礎上進行了開路流程試驗，改進試驗工藝流程見圖4，改進后碳精礦、中礦、尾礦的品位、回收率結果見表3，由表3 可見，碳浮選開路流程試驗可獲得碳精礦指標為品位（V2O51.70%，C19.16%），回收率（V2O547.69%，C51.84%）。

圖4 碳浮選開路流程試驗工藝流程

表3 改進浮選開路流程實驗結果（%）

由表3得，采用一次粗選一次掃選三次精選的實驗方案，可獲得碳精礦綜合回收率51.84%，而三組中礦的碳精礦回收率分別為7.47%、8.26%、4.15%，整個流程使得精礦及尾礦的回收率明顯提升，因此上述改進實驗方案為最終優選方案。

4 結論

該礦山的石煤礦中碳主要以游離碳形式存在，這類碳即為鏡下所見的大量碳質物。其次是以碳酸鹽形式存在。根據全面試驗研究得出，整個實驗流程后采用改進試驗方案，得出混合樣藥劑制度，并實行一次粗選一次掃選三次精選對碳精礦進行回收利用，能較顯著提升回收率，并能實現礦物資源的高效利用。