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选矿试验的内容介绍

  选矿试验资料是选矿工艺设计的主要依据,选矿试验成果不仅对选矿设计的工艺流程、设备选型、产品方案、技术经济指标等的合理确定有着直接影响,而且也是选厂投产后能否顺利达到设计指标和获得经济效益的基础。因此,为设计提供依据的选矿试验,必顺由专门的试验研究单位承担。选矿试验报告应按有关规定审查批准后才能作为设计依据。在选矿试验进行之前,选矿工艺设计者应对矿床资源特征、矿石类型和品级、矿石特征及工艺性质以及可选性试验等资料充分了解,结合开采方案,向试验单位提出试验要求。
  试验室小型流程试验是选矿工艺流程试验的基本试验,如果该试验尚不能满足设计工作的要求,则视需要进行试验室扩大连续试验、半工业试验或工业试验。后者都是在前者试验内容的基础上,根据试验目的和要求提出的验证、补充或增加的试验。单项选矿技术试验也应先从试验室小型试验开始,逐步扩大试验的规模,各段试验的内容应根据试验目的确定。在作为设计依据的各类选矿试验进行之前,设计单位向试验单位提出的试验要求中,对各类选矿试验内容要求提纲大致如下:

一、试验室小型流程试验
  1、原矿性质研究
  光谱分析。查明各种元素的大约含量及有无稀散元素和其它可供综合回收的元素。
  多元素分析或全分析。查明矿石中主要组分、伴生有益和有害组分的含量。必要时还要进行矿浆性质的化学分析,测定可溶性盐类等。
  试金分析。查明金、银和其它贵金属的种类及其含量(含有金、银等贵金属时才能进行)。
  显微镜测定。查明矿石类型、矿物组成及含量、矿石的结构构造、矿物粒度及嵌布特征和共生关系等。进行选矿目的矿物挑纯分析。
  物相分析。对矿石主要有用组分及伴生有益及有害组分赋分状态,即对它们的不同矿物产出形式进行测定。例如,铜矿石需测定自然铜、原生硫化物、次生硫化物、氧化物及铜的盐类等的相对含量;铁矿石需测定磁铁矿、赤铁矿、菱铁矿、镜铁矿、褐铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿、钛铁矿和硅酸铁等的相对含量。
  粒度分析。通过筛析和水析,测定矿石粒度特性和原生矿泥的各粒级含量、金属分布率。必要时用不同密度的重液,测定各粒级按不同密度部分的产率及金属分布率,为重液分离提供依据。
  重液分离。在钨、锡、铅、锌、铁等矿石和稀有金属矿石中,如有可能使大部分脉石不经细磨即可分离出来时,应进行重液分离试验,为进行重介质预选试验提供依据。
  矿石物理机械性质测定。对矿石的密度、松散密度、安息角、内摩擦角、摩擦系数、硬度、粘度、水分、比磁化系数、导电性、含泥率等进行测定。
  其它必要的分析研究内容
  2、碎磨工艺(含洗矿和预选)流程试验研究
  功指数测定。如按邦德公式进行破碎和磨矿设备计算时,应进行破碎和磨矿功指数的测定。测定的功指数有以下几种,粗、中、细破碎功指数,自磨功指数,棒磨功指数,球磨功指数,以及粗精矿或中矿再磨功指数。
  可磨度测定。如用容积法计算磨粉设备时,应测定各段磨矿的矿石可磨度。在进行矿石可磨度试验时,须采取用作对比试验的标准矿样。有色金属矿山选矿厂设计多以杨家仗子钼矿的矿石为标准矿样,化工矿山硫铁矿选矿厂设计以向山硫铁矿矿石为标准矿样,沉积变质磷灰岩以锦屏磷矿矿石为标准矿样,沉积磷块岩和硅钙质磷矿石当采用多段磨矿时以王集第三层矿矿石为标准矿样,黑色金属矿山选矿厂设计以类似磨矿工艺生产选矿厂的原矿为标准矿样。鉴于生产矿山开采的矿石性质常有变化,故在采取标准矿样的同时,应测定该矿山选矿厂处理这种矿石当时的磨粉机处理量、技术条件和有关技术参数。
  磨蚀指数试验。磨矿介质及磨矿机衬板的消耗是选矿厂一项主要消耗指标,因此应测定其耗量指标。
  自磨介质性能试验。拟采用自磨工艺时,应先进行自磨介质试验,依此决定是否需要进行自磨或半自磨的半工业试验或工业试验。
  在研究碎磨工艺流程时,应根据矿石含泥率和矿泥性质及其对破碎、磨矿、选别、脱水作业的影响程度,考虑是否有必要和有可能进行洗矿。如有必要洗矿,则需进行相应的冼矿和洗矿溢流处理的试验。
  矿石预选的试验研究。应根据开采矿石的废石混入率或磨选作业对原矿品位富集的需要,考虑有无可能在原矿石入磨前进行矿石预选。如有可能,需进行矿石预选试验,并在磨选工艺流程试验方案中包括有预选矿石的磨选流程试验。
  磨矿方法和磨矿流程的试验研究。常用的磨矿方法,按磨矿介质不同分为球磨、棒磨、自磨、半自磨、砾磨等。应根据矿石性质和特征、上述有关试验测定资料、生产和试验类似经验及其它因素,分析研究各种磨矿方法的可能性和进行扩大连续试验的必要性,并选择和推荐1—2个为主的单一或联合的磨矿方法。在此基础上进行一段磨矿或多段磨矿、多段连续磨矿或阶段磨矿(含粗磨抛尾、中矿和粗精矿再磨等试验)等磨矿流程和磨矿细度的多方案对比试验。
  磨矿产物分析。应对各段磨矿给料和产物(含中矿、粗精矿等)进行筛析和单体解离度的测定。
  3、选矿方法和流程试验研究
  选矿方法的研究。由于选矿技术的发展,处理一种矿石,可以用多种选矿方法,因此在试验中应根据矿石性质、用户对产品质量的要求和建设条件等因素,有选择的进行选矿方法多方案对比试验,并选定合理的选矿方法。
  选别条件试验。(1)浮选,应进行磨矿细度、矿浆浓度、矿浆温度、矿浆酸碱度、药剂制度、搅拌与浮选时间等试验。有些情况下,还应做回水试验、水质、脱药、脱泥、风压及风量等试验(2)磁选,一般应进行磁感应强度、物料入选粒度、处理能力、物料分级与不分级对比试验等。此外,对干式弱磁选还应进行矿石水分对选别指标的影响试验,矿石经洗矿与不经洗矿对选别指标的影响试验;对湿式弱磁选应进行矿浆浓度、冲洗水压及水量、齿形介质板间隙(或球介质直径、介质充填率)、转速等试验,以及强磁性矿物的聚积和试验影响(3)焙烧磁选,应进行焙烧气氛、焙烧温度、焙烧时间、燃料种类、用量、挥发成分、物料粒度等条件试验及有关技术参数测定(4)重选,应进行给矿量、给矿粒度及范围、矿浆浓度(固液比)、冲洗水压及水量、给排料方式及截取位置等试验。此外,还应根据使用的重选设备的不同,进行相应的工艺参数试验(5)重介质选矿,应进行给矿量、给矿粒度及范围,重介质悬浮液的密度,加重剂的原料、密度、粒度、加入量、回收措施及消耗量的试验。此外,还应根据使用的重介质设备的不同,进行相应的工艺参数试验(6)电选,除应进行选别段数、作业电压、极距及电极位置、转鼓速度、给矿量、粒度、温度、湿度等项试验外,还应进行转鼓速度与电压、粒度的关系的试验,给料分级与不分级的对比试验,分矿板位置调整对比试验等(7)光拣选,先进行洗矿分级,然后在料层为单矿粒的情况下进行给矿粒度与处理量关系的对比试验(8)选矿药剂、燃料、介质等主要原材料选用对比试验,应结合不同选矿方法和设备的试验,对所采用的主要药剂、燃料、介质的种类、性能、规格、耗量、选矿效果等进行比较试验,选择选矿指标好、价格便宜、来源充足、环境污染小或易治理的品种。
  选别流程结构试验研究。(1)确定选别段数(2)探讨精选和扫选作业的合理次数,尽量提高精矿品位和回收率,降低产品杂质含量,富集伴生有益组分或可综合回收组分。对自溶性或碱性矿石还应注意保持精矿的自溶性(3)查明中矿的性质,确定中矿返回的合理地点或单独处理方案(4)在充分的单元条件试验基础上进行开路流程综合条件试验,试验中应注意工艺和操作条件的稳定,指标应有再现性(5)在开路流程试验的基础上,进行闭路流程试验。应注意稳定相应的工艺条件和控制条件(最好采用稳微型连续试验装置进行试验),试验指标应具有重现性、稳定性、流程的数量质量指标应平衡。
  推荐选矿工艺流程。对选矿方法、工艺流程和选别条件应进行多方案试验,并在重点的对1-2个方案作对比试验的基础上推荐出选矿工艺流程。推荐的工艺流程应包括合理的磨矿细度、各作业或产品的浓度、品位、部分回收率、总回收率及产出率、工艺条件、新水及回水补加量等内容。
  选矿产品分析。应对精矿、中矿和尾矿进行化学分析、粒度分析、物相分析,以及进行机械物理性质(如密度、松散密度、安息角、水分等)的测定。必要时尚应对某些作业的给矿和产品进行光谱分析、化学分析、试金分析、物相分析、粒度分析及岩矿鉴定等,据以说明如下问题(1)精矿品位不高、回收率低、有害成分降不下去、中矿难选等的原因(2)可综合回收的某些位生成分的富集方向(3)某些选矿作业和某些新技术的采用对不同矿物的回收情况和选别深度。
  4、产品脱水试验研究
  应对精矿脱水和尾矿做沉降速度试验,绘制沉降速度曲线。如粗精矿、中矿或其它中间产品需要浓缩时,也应进行上述试验。如果在浓缩时加絮凝剂或过滤时加助滤剂,需进行药剂用量及药剂条件试验,并就用药后的回水对浮选指标的影响进行试验。
  5、环境保护试验
  对工艺流程中排出的精矿水、尾矿水和其它污水、有害气体、废渣等进行化验分析。如超过国家工业卫生标准的有关规定,应进行治理试验。
  对放射性矿物、有毒矿物以及采用的有毒药剂应测定其放射强度、毒性程度以及对金属或其它物质的腐蚀等,并提出防护措施。
  选矿试验尽量不用或少用对人体和农林牧渔各业有害、对环境有污染的药剂,尽量进行无毒无害的选矿工艺试验研究,使工艺流程少产生污染源。
  与选矿试验有关的环保试验和防护设施的研究,应与选矿试验同时进行。

二、试验室扩大连续试验
  由于试验室扩大连续试验属于试验室试验,因此,对其试验的要求与对试验室小型流程试验的要求基本相同。此外,尚应进行下述试验或满足下述试验要求。
  1、对试验室小型流程试验推荐的主要对比流程应进行扩大连续试验,以便在同一试验规模和深度下进行方案对比。
  2、应有足够的连续稳定运转时间,取得比试验室小型流程试验可靠的选矿指标和工艺参数。
  3、试验中分析和测定数据要准确、齐全,数质量流程和矿浆流程中的指标应平衡。

三、半工业试验
  半工业试验是由于矿石性质复杂、生产实践不多,或者设计中采用了新技术,或者选矿厂规模大等,而试验室提供的工艺流程和工艺参数不足以证明是稳妥可靠的情况下进行的。由于它是在试验室试验的基础上进行的,一般毋须重复试验室试验的全部内容,而应着重试验设计最需要的项目或内容。半工业试验内容要求如下。
  1、试验矿样。半工业试验矿样必须是根据采样设计采取的矿样。矿样应与试验室试验的矿样基本相同,最好是根据同一个采样设计采取的同一批矿样。如果不是同一批采出的矿样,则应对半工业试验矿样进行检查验证和补充分析鉴定工作;如果矿样代表性不一致,尚需从半工业试验矿样中分出一部分矿样,进行试验室小型流程试验或扩大连续试验的验证对比。
  2、原矿的分析鉴定。一般不再要求对原矿进行全面的分析与鉴定,通常只对原矿进行多元素化学分析、物相分析、粒度分析和原矿含泥量、密度、松散密度等物理性质的测定,并取少数代表性矿块进行岩矿鉴定验证。对原矿的其它分析鉴定内容,只根据半工业试验项目内容的要求进行补充。如,弱磁性矿物的强磁选试验,须测定矿石中不同矿物的比磁化系数和强磁性矿物的含量;磁铁矿石的干式弱磁预选试验,须测定强磁性矿物的矫顽磁力;重介质选矿试验,需根据试验粒级进行重液分析;洗矿试验或浮选试验,除需对原矿进行含泥量分析外,尚需对泥的粘性进行分析。
  3、流程结构。半工业试验是根据试验室试验推荐的选矿方法和流程进行的,除验证试验室试验外,往往在半工业试验中尚要调整和完善流程,进行有关流程结构的试验。如,碎磨流程试验,有时要进行洗矿及洗矿溢流处理的试验、预选试验、分级试验、不同磨矿方法和分级方法组合的试验、粗磨条件下抛弃粗粒尾矿和获得一部分最终精矿的试验、自磨过程中是否需要排除顽石及顽石的粒度范围和对顽石的处理措施的试验;选别试验中,阶段磨选试验、分级入选和不分级入选的对比试验、精选和扫选次数的试验、中矿量和返回地点的试验及与单独处理的比较试验、脱泥试验、作业浓缩试验、增加细筛作业的试验、强磁选试验时的防堵隔渣试验等。详细试验内容,因试验项目和试验重点不同而异,应视具体情况确定。
  4、流程和设备的工艺条件。半工业试验中需要进行的流程和设备的工艺条件试验,应以满足对试验结果的评价鉴定和设计选用为原则。其中,有些工艺条件试验(如给矿量、粒度、浓度试验)在各项试验中一般都应进行,有些工艺条件试验则是根据试验项目或试验目的不同决定是否进行。如,在自磨试验中,适当磨矿条件下的自磨机给矿、排矿和分级返砂、溢流等产品的粒度特性及合理的返砂比试验或测定;单位容积的处理量、给矿的分级与不分级以及块粉矿比例的对比试验;半自磨的不同加球量试验;水力旋流器的给矿浓度、给矿压力对产品和分级效率的试验;强磁选的冲水量及水压试验或测定;跳汰和摇床的冲程、冲次、水量、水压试验;浮选各作业的矿浆浓度、温度、ph值、搅拌及浮选时间、药剂的种类、性能、添加量及添加方式试验;浓缩加凝聚剂及过滤加助滤剂试验等等。
  5、设备性能和机械参数。应对半工业试验中部分设备的性能及各机械参数进行测定或试验。如,自磨机提升衬板的形状、格子板的开孔尺寸;分级细筛的筛孔尺寸和筛条磨损情况;水力旋流器的直径、锥角、给矿管、溢流管和沉砂嘴大小,溢滚管插入深度,内衬和沉砂嘴的材质及磨损情况;强磁选机的介质形状和间隙、球介质的球径和充满程度;跳汰机的床石种类、粒度及床层厚度;螺旋选矿机的直径、螺距、断面形状、螺旋圈数和表面材质;浮选柱的形状、断面尺寸、高度、给排矿方式、发生器形状及材质;电选的电压,电极板形式等等。
  6、生产操作和选矿设计参数。有些生产操作和选矿设计参数需要在半工业试验中获得,如选择设备机型所需有关数据,磨矿机的充填率,磁选机的磁感应强度,重选产物的截取方式和截取地点,浮选机的充气量、药剂性能及部分配制工艺,电选机的电极距离、分矿板位置及料温的调整控制,工艺过程或设备的自动控制等。
  7、产品检查分析。
  8、消耗指标的测定或试验。半工业试验中的主要消耗指标,如某些作业或设备的电耗、水耗、燃耗、药耗、衬板及钢球(棒)消耗、重介质消耗等,是技术经济分析和设计需要的,应进行测定,必要时还需通过试验确定。
  9、提供连续稳定试验的工艺数质量流程图、工艺矿浆流程图、设备形象联系图及设备规格型号。
  10、评述意见。应全面评述半工业试验的过程和结果,对存在的问题提出解决办法或途径。

四、工业试验
  工业试验是在半工业试验或试验室试验的的基础上进行的。其试验要求与对半工业试验的要求基本相同,但还要求工业试验的设备规格和试验条件要与选矿厂工艺设计的设备和生产条件基本相同或相近。某些不同于半工业试验的要求可参考下述因素提出。
  1、工艺流程的工业试验。用以验证试验室试验或半工业试验推荐的选矿方法或工艺流程,并在试验中充分暴露矛盾,查明原因,调整和完善工艺流程,获得可靠的技术经济指标和技术参数。工艺流程的工业试验,可以是全流程连续,也可以是局部作业连续,试验地点既可选在类似的选矿厂,也可在矿区先建一个工业系列。采样条件好、运输方便的矿山,可选在设施调整不多的类似选矿厂。资源丰富的矿区,常采取先建一个工业系列的方式,通过较长时间的工业试验和生产实践,而后建设大规模的选矿厂。
  2、选矿单项技术的工业试验。通常在生产选矿厂进行局部作业或单机试验,对某些工艺流程配套性要求高的新技术和新设备则要求进行全流程的工业试验,对某些重大的新技术和新设备,则应在工业生产中的选矿厂新建专门的车间进行工业试验。
  3、工业生产选矿厂所进行的技术革新工艺、新设备、新药剂或其它新技术的工业试验,多数是为及时解决生产中的问题,一般纳入现行生产系统中进行。

五、选矿单项技术试验
  选矿单项技术试验,就其试验规模也应分为试验室试验、半工业试验、工业试验。其试验内容的要求可参照前述各种相应规模的选矿试验提出。
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