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铜铅锌锡矿细粒浮选新技术

  这是一项有利于提高共生矿和中低品位矿利用率,支撑在有色金属工业发展循环经济的新技术。
  1.本项技术的基本原理
  利用浮选体系中同类矿粒的粗粒效应与载体作用,在常规粗粒(200目)浮选设备条件下,在细粒(400目)矿浆中适当进行粗粒级配,改变浮选机中的物理化学水动力条件,在国内外首次将该技术用于矿业生产。针对硫化铅锌矿,以原矿作为粗粒载体加入至矿泥系统的技术方案,与矿泥单独浮选相比,提高铅回收率6%,锌回收率12%以上;针对细粒锡石矿石,采用凝聚-载体浮选等技术,与常规浮选相比,提高锡金属回收率6%以上;针对硫化-氧化混合铜矿,利用硫化矿粗精矿的粗粒效应,用粗粒硫化矿回收细粒氧化矿,同时将硫化矿精矿与氧化矿精矿合并, 解决了浓密机溢流中金属损失的难题;加入一段粗粒单体铜矿物精矿作为载体,形成“铜矿石优先-载体浮选工艺”。针对-19um细粒钛铁矿,采用选择性疏水聚团浮选技术和粗颗粒载体浮选技术,提高了细粒钛铁矿的浮选效果。新技术在广东凡口铅锌矿,广西高峰矿业公司,湖北大冶有色金属公司,江西德兴铜矿和攀枝花钢铁公司钛业公司进行了应用。
  2.工艺特点
  (1)确定了载体浮选工艺因素分为物理因素、化学因素和几何因素。物理因素包括:搅拌速度、搅拌时间和粗细比例;化学因素包括:矿浆ph值、捕收剂类型与用量、矿浆温度、矿物溶解组分、分散剂类型与用量等;几何因素包括:搅拌容器的结构及叶轮形状的关系。
  (2)解决了硫化铅锌矿泥的浮选回收难题,广东凡口铅锌矿由于采用vcr采矿法,使得选矿厂矿泥量增大,其特点是矿物以方铅矿、闪锌矿和黄铁矿等硫化矿为主、粒度小,表面污染严重,氧化率高,矿泥系统选矿指标差。根据颗粒间相互作用理论及粗粒效应模型对凡口矿不同矿泥进行了大量研究,最后形成了以矿泥和原矿砂矿混合进行浮选的新技术,包括:
  1)利用原矿的粗粒效应,新的矿泥系统合并主系统流失的中矿,从主系统引出180-300t/d原矿,在没有增加磨矿分级设备的情况下,扩大了矿泥系统的生产能力,提高了全厂的综合回收率。
  2)采用混合浮选工艺提高了铅锌回收率,获得了合格的混合精矿。
  工业应用表明,工艺指标比优化改造前明显提高,每年多产铅锌金属达5000多吨,银3000千克左右,年创经济效益2800万元,其中节电175万kw.h,节省选矿药剂成本79.7万元/a,相应地也减少了对环境的污染。
  (3)解决了细粒氧化矿的浮选回收难题,针对广西大厂高峰矿微细粒锡石难回收问题,通过一系列实验研究和理论分析,进行工艺流程的局部调整,形成了微细粒锡石凝聚-粗粒矿物载体浮选新技术,包括:不脱除-10um粒级矿泥,加入分散矿泥、抑制易浮脉石的特效药剂实现全粒级浮选。该技术在细泥锡石回收技术方面取得了突破性的进展, 也为其他细粒氧化矿的浮选回收提供了借鉴。采用新的细泥锡石回收技术后,每年平均多产锡金属580多吨, 多回收铅锑锌金属达1000吨左右,年创经济效益超过2200万元。
  (4)解决了细粒硫化-氧化混合铜矿的浮选回收难题, 由于矿石中存在大量的风化矿泥, 严重恶化其浮选过程, 导致浮选回收率低、精矿质量差、药耗增加。本项技术为解决湖北大冶有色金属公司露天开采氧化矿的回收, 提高了金属回收率, 新技术内容包括:
  1)将硫化矿浮选系统的粗精矿与氧化矿扫选系统混合浮选, 利用硫化矿粗精矿的粗粒效应, 提高氧化铜矿回收率7.5%,同时使得铜精矿品位提高5.75个百分点, 并节约药剂20%。
  2)将硫化矿和氧化矿系统的精矿进入同一精矿系统进行浓缩过滤,解决了单一氧化矿精矿在浓密机中形成胶状稳定层,精矿难沉降的难题,使得金属从溢流的损失率减少10%。
  工业应用表明,工艺指标比优化改造前明显提高,每年多产铜金属达1500多吨,年创经济效益3000万元以上。
  (5)2003年起进行了细粒硫化铜矿的浮选回收研究,德兴铜矿矿石中铜矿物的粗细不均匀嵌布,通过对一段粗粒单体铜矿物的有限回收获得铜矿物载体,在细粒浮选回收的过程中,加入载体改善细粒级的浮选效果,形成“铜矿石优先-载体浮选技术”,研究结果表明,载体浮选工艺可以使优先浮选铜矿品位达27%以上,综合铜精矿品位达到了26%,并为金、银、钼等伴生元素的回收创造了好的条件。试验结果与原工艺流程相比,铜、金、银、钼的综合回收率可分别提高0.91%、2.46%、5.12%、3.13%,铜精矿品位提高2.37%, 同时,可为选钼提供良好的原料。
  (6)2003年同时进行了细粒钛铁矿的浮选回收研究,攀枝花钛选矿厂处理的原料为选铁尾矿,目前采用的强磁选-浮选工艺对于-19um粒级钛铁矿回收效果较差,细粒级钛铁矿回收率低。本项技术采用选择性疏水聚团浮选技术和粗粒载体浮选技术,通过控制分散,减少脉石细泥与细粒级钛铁矿之间的凝聚作用。在此基础上,一方面采用选择性疏水聚团浮选技术使微细粒级钛铁矿相互作用形成疏水性聚团;另一方面通过添加粗粒级钛铁矿,利用粗颗粒载体效应进一步提高微细粒级钛铁矿的浮选效果。
  浮选作业回收率为70.09%, 精矿ti02含量为47.94%, 其中-19um粒级浮选作业回收率为62.38%。与-19um粒级钛铁矿单级浮选相比,回收率提高了9.82%。说明粗颗粒的存在有利于-19um钛铁矿的回收。
  3.技术特点
  在理论上提出了粗颗粒与细颗粒相互作用的“粗粒效应”模型,确定粗颗粒起着载体-中介-助凝作用,并用旋涡微尺度、颗粒雷诺数及裂解频率为模型表征参数,研究确定了产生粗粒效应的最佳级配关系。对硫化矿、氧化矿、硫化-氧化混合矿、细粒硫化铜矿和细粒钛铁矿五类不同的复杂细粒矿石,利用原矿、凝聚浮选粗粒矿和硫化矿粗精矿等同类矿粒作为载体,用常规浮选设备解决了细粒矿物浮选分离的难题,是细粒浮选技术的突破。
  4.应用条件
  适用于硫化铅锌矿、铜矿、钨矿、锡矿、钛铁矿等微细粒矿物的浮选。
  5.技术产权
  完成单位:中南大学,深圳市中金岭南有色金属股份有限公司凡口铅锌矿。该技术获2004年度国家科技进步二等奖。
  6.应用效果
  (1)本项技术根据颗粒间相互作用理论及粗粒效应模型,针对广东凡口铅锌矿不同矿泥,形成了以矿泥和原矿砂矿混合进行的细粒浮选新技术,自1998年以来的实践应用,每年多产铅锌金属达5000吨左右,银2000千克以上,平均节电175万kw.h, 节省选矿药剂成本79.7万元, 年创经济效益2800万元以上。
  (2)根据广西高峰矿浮锡存在的难回收问题,采用不脱除-10um粒级细泥,利用疏水团聚与载体浮选新技术和新药剂,强化了锡石回收,采用新的细泥锡石回收技术后,仅高峰矿业公司即可年增经济效益2200万元以上。
  (3)针对湖北大冶有色金属公司细粒硫化-氧化混合铜矿,提出硫化矿粗精矿返回复合矿粗选的载体浮选技术,利用硫化矿粗精矿的粗粒效应,提高氧化铜矿的回收率与铜精矿的品位。工业应用表明,工艺指标比优化改造前明显提高,每年多产铜金属达1500多吨,年创经济效益3000万元以上。
  (4)针对江西徳兴铜矿细粒硫化铜矿的特性进行了推广应用试验研究,通过对一段粗粒单体铜矿物的优先回收获得铜矿物载体,在细粒浮选回收的过程中加入载体改善细粒级的浮选效果,形成“铜矿石优先-载体浮选技术”,与原工艺流程相比,铜、金、银、钼的综合回收率可分别提高0.91%、2.46%、5.12%、3.13%,铜精矿品位提高2.37%, 预计每年可多产出铜、金、银分别为1210吨, 134.434千克, 1782.624千克。
  (5)针对攀枝花细粒钛铁矿进行了推广应用试验研究,浮选采用选择性疏水聚团浮选技术和粗粒载体浮选技术,浮选作业回收率为70.09%,精矿tio2含量为47.94%,回收率提高了9.82%,该研究结果对我国攀枝花微细粒级钛铁矿的回利用具有重要的意义。
  7.推广应用
  根据这项研究成果开发的细粒浮选新技术在矿山企业的生产实践表明, 该技术能利用常规的浮选设备实现微细粒矿物的浮选, 而且具有流程简单、药剂用量少、分选指标高、稳定性高的特点, 产生了显著的经济效益, 在选矿工艺中是一个新的突破。新技术已在广东凡口铅锌矿、广西高峰矿业公司和湖北大冶有色金属公司三家矿山实践应用并稳定运行, 2003年又在江西德兴铜矿和四川攀枝花钒钛磁铁矿成功地进行了推广试验。因此, 具有在其他硫化铅锌矿、铜矿、锡矿、钨矿等矿山细泥选矿方面推广应用的价值。
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