微細粒鉬精尾柱浮選半工業試驗及應用

2023-01-18 09:18:34崔志翔

中國鉬業 2022年6期

崔志翔，李浩

(金堆城鉬業汝陽有限責任公司，河南汝陽 471200 )

0 引言

我國部分鉬礦選礦工藝在鉬精選段采用多次精選作業，在精選段會產生一定量的精選尾礦。這部分尾礦含泥量較多，粒度微細，表面污染嚴重，可浮性差，是現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，將會造成大量鉬金屬損失。因此，微細粒有用礦物回收效果差是選礦行業急需解決的問題[1]

金堆城鉬業汝陽有限責任公司(金鉬汝陽)擁有2個選礦廠，年處理原礦量約990萬t，排放尾礦量960萬t。其中，鉬精選段排放尾礦量約12.8萬t。金鉬汝陽選礦二廠存在精掃尾礦鉬含量較高的問題，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，增加企業經濟效益，是企業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，廣泛應用于各種礦物的浮選過程。近年來，針對微細粒礦物粒度小、比重小的特性，國內外的選礦技術人員經過多年的研究[2-4]得出:減少氣泡尺寸，增加氣泡與微細粒礦物的碰撞和粘附概率是解決微細粒礦物回收難題的技術方向。中國礦業大學研發的旋流-靜態微泡浮選柱與其他浮選柱相比具有如下優點：(1) 采用自吸射流發泡原理形成微泡，提高細顆粒礦化效率，進氣量易調節；(2) 通過靜態化與混合充填構建了柱體內“靜態”分離環境，對微細顆粒浮選效果好[5，6]。某難選鉬礦應用旋流-靜態微泡浮選柱浮選微細粒級別的鉬礦石，經過一粗二精的流程，在原礦Mo品位為 0.181%的條件下獲得了理想的浮選指標[7]。

為解決精選尾礦鉬金屬流失問題，提高綜合回收率，為工業生產提供依據，金鉬汝陽與中國礦業大學合作開展了為期8個月的微細粒鉬精選尾礦柱浮選半工業試驗，達到了預期目的。

1 礦石性質

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

1.1 礦物成分與含量

通過對鉬精尾的砂光片、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。詳見表1及表2。

表1 鉬精尾(試驗原礦)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

顯微鏡下發現的最大的輝鉬礦顆粒尺寸為0.02 mm×0.1 mm，大多顆粒細小，在500×顯微鏡下能測量的最小尺寸為0.002 mm，小于0.002 mm的顆粒在鏡下不易分辨，故未對小于0.002 mm的顆粒進行統計，粒度統計以其長加寬的平均粒徑統計。統計結果見表3。

表3 鉬精尾(試驗原礦)中輝鉬礦粒度統計表

由表3可知，鉬精選尾礦中輝鉬礦的顆粒數含量以-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%，輝鉬礦的顆粒細小。

2 半工業試驗研究

2.1 試驗系統

采用中國礦業大學旋流-靜態微泡浮選柱對選礦二廠鉬精選尾礦進行處理，配套濃縮罐、調漿系統和液位自動控制系統。采用“一粗二精一掃”流程，主要由2臺φ400×4 000 mm、1臺φ300×4 000 mm、1臺φ200×4 000 mm旋流-靜態微泡浮選柱，2臺φ1 200×1 000 mm和1臺φ1 000×800 mm的攪拌桶，4套液位自動控制系統以及配套管道、閥門等組成。試驗從相應管道分流獲取礦漿，礦漿通過渣漿泵打入濃縮罐，濃縮罐底流自流至粗選段攪拌桶，并控制適當入料量。粗選段的礦漿經加藥由攪拌桶調漿后流至給料泵內，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，經加藥調漿后由給料泵打入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攪拌桶，精二選尾礦自流至精一給礦立泵后打入精一選作業，設備聯系圖見圖1。

圖1 浮選柱半工業設備聯系形象圖

2.2 試驗條件

根據現場生產鉬精選尾礦鉬品位的變化波動分為2個階段，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。試驗過程為先進行條件試驗，在條件試驗基礎上選取較好試驗條件進行連續和穩定的工業試驗，考查全流程浮選柱對選礦二廠鉬精選尾礦的分選性能。

試驗礦樣均取自現場精選尾礦，與生產同步進行，具有代表性。試驗用捕收劑煤油、起泡劑、抑制劑巰基乙酸鈉和磷諾克斯直接利用現場工藝所使用的藥劑，分散劑水玻璃(濃度5%)、絮凝劑PAM(濃度0.05%)在現場直接配置，每半小時測量一次藥劑用量。藥劑的添加用量與計算均按試驗原礦的處理量來計算。

根據前期條件試驗結果，確定最優試驗條件后進行連續工業試驗。每半小時測量一次原礦濃度與浮選柱處理量，控制柱浮選條件，確保其運行穩定，試驗條件見表4。

表4 連續試驗條件

3 半工業試驗結果

半工業試驗為期8個月，前2個月為設備安裝調試階段，第3個月至第5個月進行了高品位給礦條件下的半工業連續試驗，后3個月進行了低品位給礦條件下的半工業連續試驗。在連續穩定試驗期間，每3天進行1次全流程考察，每次取樣間隔1小時，連續取樣1個白班。高品位給礦條件共計考察12次，低品位給礦條件共計考察8次。

3.1 高品位給礦

高品位給礦條件下的半工業連續試驗結果見表5，原礦、精礦、尾礦中銅、鉛、鐵等雜質的含量見表6。浮選柱全流程分選試驗數質量流程如圖2所示。

圖2 高品位尾礦浮選試驗數質量流程圖

表5 半工業連續試驗結果(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，經過浮選柱“一粗二精一掃”閉路分選，可獲得鉬品位30.069%、回收率68.04%、產率1.53%的鉬精礦，精礦含雜滿足銷售精礦要求。

3.2 低品位給礦

由于現場工藝調整，現場精選尾礦鉬品位由之前的0.6%降至0.3%左右。在此給礦條件下進行“一粗二精一掃”的全流程連選試驗，試驗結果見表7，試驗數質量流程見圖3，主要產品雜質含量檢測結果見表8。

表7 全流程連續穩定試驗結果(低品位尾礦) %

圖3 低品位尾礦浮選試驗數質量流程圖

從表7、表8可以看出：在鉬精尾平均品位為0.357%時，經過浮選柱全流程閉路分選，可獲得鉬品位15.936%、回收率34.69%、產率0.78%的鉬精礦，精礦中含雜基本滿足銷售精礦的要求。

表8 低品位給礦條件含雜情況

4 工業應用

依據半工業試驗結果，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)半工業試驗入選礦漿濃度為 20%，生產排放鉬精尾濃度5%左右，需進行濃縮，設計選用濃密機將礦漿濃度提高到20%，進入選別流程。根據鉬精尾沉降試驗(圖4)，結合場地情況，選擇φ28 m 的濃密機。

圖4 尾礦自然沉降曲線圖

(2)為保證精礦品位，在半工業試驗流程基礎上增加一次精選，即選別流程為一粗、一掃、三精的工藝流程。設備采用旋流-靜態微泡浮選柱。每個浮選柱均設置給礦泵和循環泵，給礦泵用于浮選柱進料的礦漿輸送，循環泵用于浮選柱中礦循環，同時在循環過程中形成負壓為浮選柱提供進氣。

(3)鉬精礦采用濃縮、壓濾兩段脫水工藝。設計 1 臺精礦濃縮機和 1 臺立式壓濾機對本次新增的鉬精礦產品進行脫水，脫水后的鉬精礦采用螺旋輸送機裝袋儲存。精礦濃縮機溢流和壓濾機濾液均自流進入現有精礦濃縮回水池，然后進入選廠回水系統。浮選尾礦自流至浮選車間尾礦池，進入尾礦輸送系統。設計選礦工藝流程見圖5。