微細(xì)粒鉬精尾柱浮選半工業(yè)試驗(yàn)及應(yīng)用

崔志翔，李 浩

(金堆城鉬業(yè)汝陽(yáng)有限責(zé)任公司，河南 汝陽(yáng) 471200 )

0 引 言

我國(guó)部分鉬礦選礦工藝在鉬精選段采用多次精選作業(yè)，在精選段會(huì)產(chǎn)生一定量的精選尾礦。這部分尾礦含泥量較多，粒度微細(xì)，表面污染嚴(yán)重，可浮性差，是現(xiàn)有輝鉬礦浮選工藝流程中極難回收的部分。這部分鉬精尾返回原流程，容易惡化原流程分選效果；如果直接拋尾，將會(huì)造成大量鉬金屬損失。因此，微細(xì)粒有用礦物回收效果差是選礦行業(yè)急需解決的問(wèn)題[1]

金堆城鉬業(yè)汝陽(yáng)有限責(zé)任公司(金鉬汝陽(yáng))擁有2個(gè)選礦廠(chǎng)，年處理原礦量約990萬(wàn)t，排放尾礦量960萬(wàn)t。其中，鉬精選段排放尾礦量約12.8萬(wàn)t。金鉬汝陽(yáng)選礦二廠(chǎng)存在精掃尾礦鉬含量較高的問(wèn)題，每年從精選尾礦中損失的鉬金屬量近千噸。如何回收此部分鉬金屬，提高資源綜合利用率，增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，是企業(yè)需要解決的重大課題。

浮選柱具有占地面積小、富集比高等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種礦物的浮選過(guò)程。近年來(lái)，針對(duì)微細(xì)粒礦物粒度小、比重小的特性，國(guó)內(nèi)外的選礦技術(shù)人員經(jīng)過(guò)多年的研究[2-4]得出:減少氣泡尺寸，增加氣泡與微細(xì)粒礦物的碰撞和粘附概率是解決微細(xì)粒礦物回收難題的技術(shù)方向。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)研發(fā)的旋流-靜態(tài)微泡浮選柱與其他浮選柱相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：(1) 采用自吸射流發(fā)泡原理形成微泡，提高細(xì)顆粒礦化效率，進(jìn)氣量易調(diào)節(jié)；(2) 通過(guò)靜態(tài)化與混合充填構(gòu)建了柱體內(nèi)“靜態(tài)”分離環(huán)境，對(duì)微細(xì)顆粒浮選效果好[5，6]。某難選鉬礦應(yīng)用旋流-靜態(tài)微泡浮選柱浮選微細(xì)粒級(jí)別的鉬礦石，經(jīng)過(guò)一粗二精的流程，在原礦Mo品位為 0.181%的條件下獲得了理想的浮選指標(biāo)[7]。

為解決精選尾礦鉬金屬流失問(wèn)題，提高綜合回收率，為工業(yè)生產(chǎn)提供依據(jù)，金鉬汝陽(yáng)與中國(guó)礦業(yè)大學(xué)合作開(kāi)展了為期8個(gè)月的微細(xì)粒鉬精選尾礦柱浮選半工業(yè)試驗(yàn)，達(dá)到了預(yù)期目的。

1 礦石性質(zhì)

金鉬汝陽(yáng)選礦二廠(chǎng)精選尾礦濃度比較低，約5%左右，粒度較細(xì)，-38 μm含量占95%以上。精尾尾礦漿中含泥量較多，微細(xì)粒表面污染嚴(yán)重，可浮性差，是現(xiàn)有輝鉬礦浮選工藝流程無(wú)法克服的缺陷，大量的微細(xì)粒鉬損失在精尾中被拋棄。

1.1 礦物成分與含量

通過(guò)對(duì)鉬精尾的砂光片、砂薄片在顯微鏡下分析鑒定、X衍射分析可知：鉬精選尾礦礦中有用礦物為輝鉬礦，金屬礦物為黃鐵礦、黃銅礦、赤鐵礦。脈石礦物主要為綠泥石、石英、白云母等。詳見(jiàn)表1及表2。

表1 鉬精尾(試驗(yàn)原礦)礦物成分及含量

表2 鉬精尾半定量多元素分析

1.2 礦物粒度組成

顯微鏡下發(fā)現(xiàn)的最大的輝鉬礦顆粒尺寸為0.02 mm×0.1 mm，大多顆粒細(xì)小，在500×顯微鏡下能測(cè)量的最小尺寸為0.002 mm，小于0.002 mm的顆粒在鏡下不易分辨，故未對(duì)小于0.002 mm的顆粒進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，粒度統(tǒng)計(jì)以其長(zhǎng)加寬的平均粒徑統(tǒng)計(jì)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 鉬精尾(試驗(yàn)原礦)中輝鉬礦粒度統(tǒng)計(jì)表

由表3可知，鉬精選尾礦中輝鉬礦的顆粒數(shù)含量以-0.043+0.01 mm 和-0.01 mm粒徑為主，兩者分別占37.30%、62.16%，一共占到了99.46%。按近似面積含量計(jì)算，以-0.043+0.01mm和-0.01 mm為主，分別占59.60%、37.08%，兩者一共占到了96.68%，輝鉬礦的顆粒細(xì)小。

2 半工業(yè)試驗(yàn)研究

2.1 試驗(yàn)系統(tǒng)

采用中國(guó)礦業(yè)大學(xué)旋流-靜態(tài)微泡浮選柱對(duì)選礦二廠(chǎng)鉬精選尾礦進(jìn)行處理，配套濃縮罐、調(diào)漿系統(tǒng)和液位自動(dòng)控制系統(tǒng)。采用“一粗二精一掃”流程，主要由2臺(tái)φ400×4 000 mm、1臺(tái)φ300×4 000 mm、1臺(tái)φ200×4 000 mm旋流-靜態(tài)微泡浮選柱，2臺(tái)φ1 200×1 000 mm和1臺(tái)φ1 000×800 mm的攪拌桶，4套液位自動(dòng)控制系統(tǒng)以及配套管道、閥門(mén)等組成。試驗(yàn)從相應(yīng)管道分流獲取礦漿，礦漿通過(guò)渣漿泵打入濃縮罐，濃縮罐底流自流至粗選段攪拌桶，并控制適當(dāng)入料量。粗選段的礦漿經(jīng)加藥由攪拌桶調(diào)漿后流至給料泵內(nèi)，由給料泵打入φ400×4 000 mm粗選浮選柱，粗選泡沫由立泵打入φ300×4 000 mm精一選浮選柱，精一選浮選柱泡沫由立泵打入精二浮選柱φ200×4 000 mm，精二選泡沫為最終精礦。粗選尾礦流入掃選攪拌桶，經(jīng)加藥調(diào)漿后由給料泵打入φ400×4 000 mm掃選浮選柱，掃選尾礦作為最終尾礦，掃選精礦和精一選尾礦作為中礦返回?cái)嚢柰埃x尾礦自流至精一給礦立泵后打入精一選作業(yè)，設(shè)備聯(lián)系圖見(jiàn)圖1。

圖1 浮選柱半工業(yè)設(shè)備聯(lián)系形象圖

2.2 試驗(yàn)條件

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)鉬精選尾礦鉬品位的變化波動(dòng)分為2個(gè)階段，包括精選尾礦高品位(鉬含量0.6%左右)給礦階段和低品位(鉬含量0.3%左右)給礦階段。試驗(yàn)過(guò)程為先進(jìn)行條件試驗(yàn)，在條件試驗(yàn)基礎(chǔ)上選取較好試驗(yàn)條件進(jìn)行連續(xù)和穩(wěn)定的工業(yè)試驗(yàn)，考查全流程浮選柱對(duì)選礦二廠(chǎng)鉬精選尾礦的分選性能。

試驗(yàn)礦樣均取自現(xiàn)場(chǎng)精選尾礦，與生產(chǎn)同步進(jìn)行，具有代表性。試驗(yàn)用捕收劑煤油、起泡劑、抑制劑巰基乙酸鈉和磷諾克斯直接利用現(xiàn)場(chǎng)工藝所使用的藥劑，分散劑水玻璃(濃度5%)、絮凝劑PAM(濃度0.05%)在現(xiàn)場(chǎng)直接配置，每半小時(shí)測(cè)量一次藥劑用量。藥劑的添加用量與計(jì)算均按試驗(yàn)原礦的處理量來(lái)計(jì)算。

根據(jù)前期條件試驗(yàn)結(jié)果，確定最優(yōu)試驗(yàn)條件后進(jìn)行連續(xù)工業(yè)試驗(yàn)。每半小時(shí)測(cè)量一次原礦濃度與浮選柱處理量，控制柱浮選條件，確保其運(yùn)行穩(wěn)定，試驗(yàn)條件見(jiàn)表4。

表4 連續(xù)試驗(yàn)條件

3 半工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果

半工業(yè)試驗(yàn)為期8個(gè)月，前2個(gè)月為設(shè)備安裝調(diào)試階段，第3個(gè)月至第5個(gè)月進(jìn)行了高品位給礦條件下的半工業(yè)連續(xù)試驗(yàn)，后3個(gè)月進(jìn)行了低品位給礦條件下的半工業(yè)連續(xù)試驗(yàn)。在連續(xù)穩(wěn)定試驗(yàn)期間，每3天進(jìn)行1次全流程考察，每次取樣間隔1小時(shí)，連續(xù)取樣1個(gè)白班。高品位給礦條件共計(jì)考察12次，低品位給礦條件共計(jì)考察8次。

3.1 高品位給礦

高品位給礦條件下的半工業(yè)連續(xù)試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5，原礦、精礦、尾礦中銅、鉛、鐵等雜質(zhì)的含量見(jiàn)表6。浮選柱全流程分選試驗(yàn)數(shù)質(zhì)量流程如圖2所示。

圖2 高品位尾礦浮選試驗(yàn)數(shù)質(zhì)量流程圖

表5 半工業(yè)連續(xù)試驗(yàn)結(jié)果(高品位尾礦) %

表6 高品位給礦條件含雜情況

從表5、表6可以看出：在鉬精選尾礦平均品位為0.677%時(shí)，經(jīng)過(guò)浮選柱“一粗二精一掃”閉路分選，可獲得鉬品位30.069%、回收率68.04%、產(chǎn)率1.53%的鉬精礦，精礦含雜滿(mǎn)足銷(xiāo)售精礦要求。

3.2 低品位給礦

由于現(xiàn)場(chǎng)工藝調(diào)整，現(xiàn)場(chǎng)精選尾礦鉬品位由之前的0.6%降至0.3%左右。在此給礦條件下進(jìn)行“一粗二精一掃”的全流程連選試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7，試驗(yàn)數(shù)質(zhì)量流程見(jiàn)圖3，主要產(chǎn)品雜質(zhì)含量檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表8。

表7 全流程連續(xù)穩(wěn)定試驗(yàn)結(jié)果(低品位尾礦) %

圖3 低品位尾礦浮選試驗(yàn)數(shù)質(zhì)量流程圖

從表7、表8可以看出：在鉬精尾平均品位為0.357%時(shí)，經(jīng)過(guò)浮選柱全流程閉路分選，可獲得鉬品位15.936%、回收率34.69%、產(chǎn)率0.78%的鉬精礦，精礦中含雜基本滿(mǎn)足銷(xiāo)售精礦的要求。

表8 低品位給礦條件含雜情況

4 工業(yè)應(yīng)用

依據(jù)半工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果，確定精尾回收工藝流程為“精尾濃縮+浮選柱選別(一粗、一 掃、三精)”的工藝流程。

具體工藝流程為：

(1)半工業(yè)試驗(yàn)入選礦漿濃度為 20%，生產(chǎn)排放鉬精尾濃度5%左右，需進(jìn)行濃縮，設(shè)計(jì)選用濃密機(jī)將礦漿濃度提高到20%，進(jìn)入選別流程。根據(jù)鉬精尾沉降試驗(yàn)(圖4)，結(jié)合場(chǎng)地情況，選擇φ28 m 的濃密機(jī)。

圖4 尾礦自然沉降曲線(xiàn)圖

(2)為保證精礦品位，在半工業(yè)試驗(yàn)流程基礎(chǔ)上增加一次精選，即選別流程為一粗、一掃、三精的工藝流程。設(shè)備采用旋流-靜態(tài)微泡浮選柱。每個(gè)浮選柱均設(shè)置給礦泵和循環(huán)泵，給礦泵用于浮選柱進(jìn)料的礦漿輸送，循環(huán)泵用于浮選柱中礦循環(huán)，同時(shí)在循環(huán)過(guò)程中形成負(fù)壓為浮選柱提供進(jìn)氣。

(3)鉬精礦采用濃縮、壓濾兩段脫水工藝。設(shè)計(jì) 1 臺(tái)精礦濃縮機(jī)和 1 臺(tái)立式壓濾機(jī)對(duì)本次新增的鉬精礦產(chǎn)品進(jìn)行脫水，脫水后的鉬精礦采用螺旋輸送機(jī)裝袋儲(chǔ)存。精礦濃縮機(jī)溢流和壓濾機(jī)濾液均自流進(jìn)入現(xiàn)有精礦濃縮回水池，然后進(jìn)入選廠(chǎng)回水系統(tǒng)。浮選尾礦自流至浮選車(chē)間尾礦池，進(jìn)入尾礦輸送系統(tǒng)。設(shè)計(jì)選礦工藝流程見(jiàn)圖5。

圖5 設(shè)計(jì)選礦工藝流程圖

工業(yè)應(yīng)用后，在連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)期間，每周開(kāi)展1次全流程考察，累計(jì)考察6次。穩(wěn)定生產(chǎn)期間，原礦品位最高為0.532%，最低為0.216%，精礦品位最高為29.95%，最低為18.72%，鉬精礦品位基本在20%左右，達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)。各項(xiàng)指標(biāo)見(jiàn)表9。

表9 工業(yè)應(yīng)用結(jié)果 %

5 結(jié) 論

(1)經(jīng)過(guò)旋流-靜態(tài)微泡浮選柱“一粗二精一掃”閉路連續(xù)分選，鉬品位為0.677%的鉬精選尾礦，可獲得鉬品位30.069%、回收率68.04%、產(chǎn)率1.53%的鉬精礦；鉬品位0.357%左右的精掃尾礦，可獲得鉬品位15.936%、回收率34.69%、產(chǎn)率0.78%的鉬精礦。

(2)旋流-靜態(tài)微泡浮選柱在鉬精尾礦再選半工業(yè)試驗(yàn)中體現(xiàn)了選擇性和回收能力兩方面的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)柱浮選系統(tǒng)還具有工藝短、流程簡(jiǎn)單、指標(biāo)穩(wěn)定及分選效率高的特點(diǎn)，適合微細(xì)粒鉬的選別。

(3)投入工業(yè)生產(chǎn)后，鉬精礦品位20%左右，達(dá)到減少鉬金屬損失的目的，可為類(lèi)似礦山提供參考。