微泡浮選機(jī)在阿舍勒選礦廠的應(yīng)用試驗與實踐

郭桂榮 許新躍 趙 碩 冉 臣 陳曉東 刑嵐軍 孫希樂

（1.浙江艾領(lǐng)創(chuàng)礦業(yè)科技有限公司；2.新疆阿舍勒銅業(yè)股份有限公司）

新疆阿舍勒銅業(yè)選礦廠采用一二段連續(xù)磨礦+銅鋅混合浮選+粗精礦再磨+銅鋅分離+鋅硫分離流程獲得銅精礦、鋅精礦和硫精礦。從礦石性質(zhì)看，其中部分獨(dú)立的銅礦物可浮性較好，若采用半優(yōu)先浮銅流程獲得部分高品質(zhì)的銅精礦，將可以減少后續(xù)工藝的生產(chǎn)壓力，提高選礦工藝的整體效率，降低選礦生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。為實現(xiàn)這一目標(biāo)，開展了半工業(yè)浮銅試驗研究，重點(diǎn)論證在采用微泡浮選機(jī)的情況下進(jìn)行半優(yōu)先浮銅的效果。

1 礦石性質(zhì)

新疆阿舍勒銅礦位于北疆阿勒泰地區(qū)哈巴河縣境內(nèi)，是一座大型黃鐵礦型銅鋅混合礦山，礦石類型有致密狀銅鋅黃鐵礦石、浸染狀銅硫礦石、條帶狀銅鋅黃鐵礦石等，礦石中的主要有價金屬礦物為黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、砷黝銅礦，伴生少量方鉛礦、輝銅礦，輝鉬礦、斑銅礦、銀金礦等微量，金屬礦物普遍嵌布粒度較細(xì)、嵌布關(guān)系復(fù)雜，以微細(xì)粒他形結(jié)構(gòu)的致密塊狀、浸染狀為主，金銀礦物與銅礦物的嵌布關(guān)系非常密切，在選礦過程中與銅礦物的走向一致性較好，選銅作業(yè)可同時回收金銀；主要脈石礦物為石英、絹云母，其次為方解石、重晶石、綠泥石、白云石等。礦床中有相對獨(dú)立的銅礦體，其中銅礦石中賦存的銅占礦床總銅的65%，其余均以銅鋅混合礦石的形式存在，銅鋅混合礦石中的銅鋅總體可浮性相近，分離難度較大。礦石中的銅絕大部分以原生硫化銅的形式存在，鋅的物相分析結(jié)果見表1。

2 現(xiàn)場生產(chǎn)工藝

新疆阿舍勒銅業(yè)股份有限公司選礦廠分一、二磨浮車間，均采用一二段連續(xù)磨礦（一、二段磨礦細(xì)度分別為-0.074 mm50%、80%左右）+銅鋅混合浮選+粗精礦再磨（-0.043 mm 超過90%）+銅鋅分離+鋅硫分離流程，該工藝2021年的生產(chǎn)指標(biāo)見表2。

試驗試圖通過優(yōu)化浮選設(shè)備，即使用微泡浮選機(jī)進(jìn)行半優(yōu)先浮銅，以獲得高品質(zhì)銅精礦。

3 微泡浮選機(jī)

（1）微泡浮選機(jī)的結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)組成。精銳微泡浮選機(jī)是一種結(jié)構(gòu)緊湊、分選效率高、分選成本低的微泡射流浮選設(shè)備。該設(shè)備沒有攪拌機(jī)構(gòu)，是利用高速射流和流體的紊動作用來實現(xiàn)礦漿充氣與礦化的新型浮選設(shè)備［1］。微泡浮選機(jī)主要由高壓給礦系統(tǒng)、自吸充氣系統(tǒng)、下沖管、泡沫沖洗水系統(tǒng)和槽體等部分組成。下沖管頂部裝有混合頭，混合頭內(nèi)設(shè)入料口、噴嘴及空氣吸入口。該設(shè)備的輔助系統(tǒng)包括給料泵及控制儀器儀表。設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)見圖1。

（2）微泡浮選機(jī)的工作原理。高壓礦漿從浮選機(jī)頂部打入，形成高速射流，在密封套管內(nèi)形成負(fù)壓，從空氣導(dǎo)管吸入空氣，射流礦漿卷裹著氣體進(jìn)入下沖管，在流體的高度紊動作用下，氣體被分割成無數(shù)微泡，并不斷與礦粒發(fā)生碰撞和吸附，從而完成礦化過程。三相流從下沖管底部涌出，攜帶目的礦物顆粒的氣泡上浮至礦漿面，形成泡沫層，經(jīng)噴淋水沖洗后進(jìn)入泡沫槽，目的礦物得到富集，非目的礦物隨礦漿排出，從而完成一次分選作業(yè)［2］。

（3）設(shè)備特點(diǎn)。①微泡浮選機(jī)產(chǎn)生的氣泡分散性好，氣泡直徑小、比表面積大，礦漿內(nèi)氣體容量大，礦化時間短。②氣泡密集、上浮速度快、運(yùn)動距離短、攜礦能力強(qiáng)，浮選時間僅為常規(guī)浮選機(jī)的20%左右，因而設(shè)備單位體積處理能力大。③礦化區(qū)主要集中在氣泡發(fā)生器的下沖管內(nèi)，在狹小空間內(nèi)的高速射流具有強(qiáng)大的攪動效果，增大了微細(xì)礦粒與氣泡的碰撞幾率，因而對細(xì)粒捕收能力強(qiáng)。④礦漿具備內(nèi)循環(huán)功能，有利于構(gòu)造好的分選環(huán)境。當(dāng)新給礦量波動較大時，系統(tǒng)具備自動分流部分尾礦漿進(jìn)入原礦池的能力，從而保持原礦池的液位及浮選機(jī)的給礦壓力恒定，穩(wěn)定生產(chǎn)。此外，調(diào)漿和礦化過程在下沖管內(nèi)一步完成，與泡沫上升區(qū)、精礦區(qū)、尾礦區(qū)等分處不同部位，互不干擾，因而分選環(huán)境好。⑤微泡浮選機(jī)選礦效率高，一臺微泡浮選機(jī)可以代替規(guī)格大致相當(dāng)?shù)膸着_傳統(tǒng)浮選設(shè)備。⑥設(shè)備無轉(zhuǎn)動部件，易損件少，因而維修量小，設(shè)備作業(yè)率高，比常規(guī)浮選機(jī)節(jié)能30%左右。

4 試驗結(jié)果與討論［3-5］

試驗設(shè)備形象聯(lián)系圖見圖2。

4.1 捕收劑種類試驗

捕收劑種類試驗固定礦漿濃度為36%左右，循環(huán)負(fù)荷為100%，給礦壓力為200 kPa，吸氣負(fù)壓為10 kPa 左右，其他工藝技術(shù)參數(shù)參照現(xiàn)場，捕收劑用量均為20 g/t，試驗結(jié)果見表3。

從表3 可以看出，捕收劑SR420M 和Z-200 對應(yīng)的精礦指標(biāo)較好，表明采用選擇性較強(qiáng)的捕收劑可以獲得理想的選礦指標(biāo)。結(jié)合現(xiàn)場工藝及藥劑使用情況，確定采用Z-200為后續(xù)選別的捕收劑。

4.2 Z-200用量試驗

Z-200用量試驗固定礦漿濃度為36%左右，循環(huán)負(fù)荷為100%，給礦壓力為200 kPa，吸氣負(fù)壓為10 kPa左右，其他工藝技術(shù)參數(shù)參照現(xiàn)場，Z-200用量試驗結(jié)果見表4。

從表4 可以看出，隨著Z-200 用量的增大，銅精礦銅品位呈先慢后快的下降趨勢，銅回收率和鋅指標(biāo)均呈先慢后快的上升趨勢。綜合考慮，認(rèn)為半優(yōu)先浮銅Z-200用量為30 g/t。

5 半優(yōu)先浮銅作業(yè)微泡浮選機(jī)與浮選柱生產(chǎn)指標(biāo)對比

半優(yōu)先浮銅作業(yè)微泡浮選機(jī)與浮選柱生產(chǎn)指標(biāo)對比在一、二車間進(jìn)行，微泡浮選機(jī)安裝在二車間，與一車間的浮選柱進(jìn)行對比，在礦石及其磨礦細(xì)度、藥劑制度相同的情況下生產(chǎn)指標(biāo)見表5。

從表5 可以看出，在可比條件下，以微泡浮選機(jī)為半優(yōu)先浮銅設(shè)備可以獲得比浮選柱更高品位和回收率的優(yōu)質(zhì)銅精礦，精礦銅品位高2.47 個百分點(diǎn)、銅回收率高8.40 個百分點(diǎn)，而鋅含量和回收率分別低0.08和1.25個百分點(diǎn)。因此，使用微泡浮選機(jī)為半優(yōu)先浮銅設(shè)備，銅精礦指標(biāo)優(yōu)勢明顯。

6 結(jié)論

（1）新疆阿舍勒黃鐵礦型銅鋅混合礦石中主要有價金屬礦物為黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、砷黝銅礦，嵌布粒度普遍較細(xì)、嵌布關(guān)系較復(fù)雜，以微細(xì)粒他形結(jié)構(gòu)的致密塊狀、浸染狀為主；主要脈石礦物為石英、絹云母，其次為方解石、重晶石、綠泥石、白云石等。

（2）現(xiàn)場工藝流程為一二段連續(xù)磨礦+銅鋅混合浮選+粗精礦再磨+銅鋅分離+鋅硫分離流程，一段磨礦細(xì)度為-0.074 mm 約占50%、二段磨礦細(xì)度為-0.074 mm 目約占80%、銅鋅混粗精礦再磨細(xì)度為-0.043 mm 超過90%，獲得的銅精礦銅品位為20.21%、回收率為91.17%，鋅精礦鋅品位為48.34%、回收率為57.56%。

（3）試驗研究表明，采用半優(yōu)先浮銅工藝可以提前獲得相當(dāng)量的高品質(zhì)銅精礦，有助于減少后續(xù)工藝的生產(chǎn)壓力，提高選礦工藝的整體效率，降低選礦生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

（4）現(xiàn)場生產(chǎn)實踐表明，二車間安裝微泡浮選機(jī)，一車間維持浮選柱，在可比條件下，以微泡浮選機(jī)為半優(yōu)先浮銅設(shè)備可以獲得比浮選柱更高品位和回收率的銅精礦，精礦銅品位高2.47 個百分點(diǎn)、銅回收率高8.40個百分點(diǎn)，而鋅含量和回收率分別低0.08和1.25個百分點(diǎn)，指標(biāo)優(yōu)勢明顯。