某復(fù)雜難選鉛鋅氧硫混合礦選礦回收率提高研究*

高連啟，惠世和

(云南馳宏鋅鍺股份有限公司，云南 曲靖 654212)

某復(fù)雜難選鉛鋅氧硫混合礦選礦回收率提高研究*

高連啟，惠世和

(云南馳宏鋅鍺股份有限公司，云南 曲靖 654212)

論述了某鉛鋅選礦廠從入選物料的配礦優(yōu)化、磨礦分級(jí)系統(tǒng)優(yōu)化、浮選工藝調(diào)整等方面進(jìn)行了選礦系統(tǒng)現(xiàn)場研究，并實(shí)施工藝技術(shù)改造和管理創(chuàng)新，選礦經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)得到了提升，鉛回收率提高1.16%，鋅回收率提高1.04%，為企業(yè)創(chuàng)造了良好經(jīng)濟(jì)效益。

選礦回收率;磨礦分級(jí);流程優(yōu)化;井下配礦

某選礦廠處理礦石為復(fù)雜難選鉛鋅氧硫混合礦，高效回收鉛鋅金屬難度大，該廠自建成投產(chǎn)四年以來，隨著井下開采礦床的變化，入選礦石品位及氧化率波動(dòng)，礦石可選性變化大，給選礦經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的提高增加了難度，部分指標(biāo)與設(shè)計(jì)指標(biāo)對(duì)比還有差距，2007～2008年主要選礦技術(shù)指標(biāo)見表1。

表1 2007年與2008年主要選礦經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)Tab.1 Main beneficiation economic and technical indexes in 2007 and 2008 %

為提升選礦經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，結(jié)合前期的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和成果，在生產(chǎn)現(xiàn)場從入選物料、流程結(jié)構(gòu)、設(shè)備設(shè)施、藥劑制度、選礦實(shí)驗(yàn)等方面進(jìn)行了系統(tǒng)研究，將問題關(guān)鍵點(diǎn)鎖定在磨礦分級(jí)、浮選流程結(jié)構(gòu)、入選物料性質(zhì)三個(gè)環(huán)節(jié)上，進(jìn)行技術(shù)改造與技術(shù)方案實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了選礦指標(biāo)的進(jìn)一步提升，創(chuàng)造了較高經(jīng)濟(jì)效益。

1 問題調(diào)查研究

1.1 入選物料性質(zhì)

入選原礦來自三個(gè)礦體，開采后在井下混合由豎井直接提運(yùn)至選廠破碎系統(tǒng)原礦倉，原礦綜合氧化率為20%～30%。隨機(jī)抽查入選原礦及不同采場出礦品位及氧化率情況見表2、表3。

表2 入選原礦隨機(jī)日抽查結(jié)果Tab.2 Daily random spot test result of selected raw ore%

表3 采場隨機(jī)日抽查結(jié)果Tab.3 Daily random spot test result in mining field %

其中礦體端部或較大構(gòu)造發(fā)育部位的部分高氧化率的混氧型礦石的氧化率甚至達(dá)40% ～60%，對(duì)該高氧化率礦單獨(dú)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室選礦，鉛鋅回收率都比較低，高氧化率礦石進(jìn)入選礦流程，對(duì)選礦指標(biāo)影響大，在礦石入選前進(jìn)行配礦將是一個(gè)解決氧化率波動(dòng)的有效手段。

1.2 磨礦產(chǎn)品解離度考察研究

通過對(duì)一、二段磨礦分級(jí)產(chǎn)品進(jìn)行礦物解離度測定，其結(jié)果見表4、表5。

表4 一段磨礦分級(jí)產(chǎn)品解離度情況Tab.4 Mineral Liberation degree of first stage grinding and classification products %

表5 二段磨礦分級(jí)產(chǎn)品解離度情況Tab.5 Mineral Liberation degree of second stage grinding and classification products %

由表4表5數(shù)據(jù)看出，一方面磨礦分級(jí)產(chǎn)品中解離度不夠，另一方面－500目細(xì)粒級(jí)含量過高，過粉碎現(xiàn)象較嚴(yán)重。結(jié)合對(duì)浮選流程各種產(chǎn)品的篩析和金屬分布的考察 (部分?jǐn)?shù)據(jù)見表6表7)，發(fā)現(xiàn)鉛鋅金屬主要損失是在－500目的過粉碎粒級(jí)中。這個(gè)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵點(diǎn)就是要提高分級(jí)效率，選擇好分級(jí)設(shè)備——旋流器。

1.3 精礦、中礦產(chǎn)品考察研究

對(duì)浮選產(chǎn)品進(jìn)行單體解離度及損失情況進(jìn)行考察，有顯著問題的點(diǎn)為二段浮選鋅精礦和硫精礦(見表6、表7)。

表6 硫化鋅精礦Ⅱ單體解離及損失情況研究Tab.6 Mineral Liberation of zinc sulfide concentrate II and metal loss research %

表7 硫精礦單體解離及損失情況研究Tab.7 Mineral Liberation of sulfur concentrate and metal loss research %

精礦中連生體多，同時(shí)－500目細(xì)粒級(jí)中損失高，鋅精礦中含鉛較高，硫精礦中互含較高。分析其它產(chǎn)品，二段浮選作業(yè)中鉛精選Ⅰ尾礦和鉛掃選精礦中的鉛、鋅、硫連生體所占比例高，鉛精選Ⅰ尾礦中鉛鋅及鉛硫連生體約占30%，鉛掃選精礦中鉛鋅及鉛硫連生體約占45%。這部分礦漿返回鉛硫分選將造成反復(fù)循環(huán)，導(dǎo)致浮選工藝中二段選鉛作業(yè)不穩(wěn)定，鉛精礦中含鋅高，硫精礦中含鉛、鋅高。

2 技術(shù)措施與改造實(shí)施

2.1 實(shí)施井下配礦

通過對(duì)原礦在整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行跟蹤調(diào)查、取樣分析、反復(fù)論證，進(jìn)行生產(chǎn)組織、配礦技術(shù)方案研究并具體進(jìn)行了實(shí)施，經(jīng)過近三年的配礦方案的優(yōu)化改進(jìn)，確保入選礦石性質(zhì)的穩(wěn)定。具體方案是根據(jù)各采點(diǎn)礦石的流向，通過與生產(chǎn)組織的協(xié)調(diào)配合，從井下采礦設(shè)計(jì)階段配礦、開采階段配礦、井下提升運(yùn)輸階段配礦、礦石入選前給料配礦四個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行，通過各個(gè)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的收集匯總、處理反饋，形成了一個(gè)封閉、立體的配礦網(wǎng)絡(luò)。

一是設(shè)計(jì)階段配礦，根據(jù)地質(zhì)資料提供的各礦房氧化率、品位，確定礦房的回采順序，保證設(shè)計(jì)的出礦性質(zhì)穩(wěn)定。

二是開采階段配礦，采礦過程中，按照設(shè)計(jì)要求出礦。根據(jù)采出礦石的實(shí)際性質(zhì)，及時(shí)調(diào)整各個(gè)礦房的出礦量和出礦順序。

三是井下提升運(yùn)輸階段配礦，對(duì)各礦體采出礦石分別進(jìn)入溜井，避免不同性質(zhì)礦石的參雜，保證地表配礦的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。通過各礦體間的出礦比率要求，確定各個(gè)溜井的出礦量及出礦順序。

四是入選前給料配礦，將1#礦體礦石與8#、10#礦體分別破碎進(jìn)入兩個(gè)粉礦倉，并進(jìn)行各個(gè)階段礦石性質(zhì)的取樣及分析。配礦小組通過收集待采礦石、各采場出礦、運(yùn)輸系統(tǒng)各礦倉、破碎原礦倉、粉礦倉等各點(diǎn)礦石的存量、品位、氧化率等數(shù)據(jù)，形成一個(gè)動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)庫。依據(jù)數(shù)據(jù)分析，確定各點(diǎn)的出礦量，確定各礦體出礦礦量比率，生產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)合配礦指令組織生產(chǎn)。

通過配礦研究應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了入選原礦鉛品位波動(dòng)控制在2.5%以內(nèi)、鉛氧化率波動(dòng)控制在3.0%以內(nèi)的目標(biāo)，保證了入選原礦性質(zhì)的穩(wěn)定。

2.2 實(shí)施磨礦分級(jí)系統(tǒng)改造

通過對(duì)大量收集的數(shù)據(jù)研究 (部分?jǐn)?shù)據(jù)見表4表5)，磨礦分級(jí)產(chǎn)品粒級(jí)分布較寬、過粉碎現(xiàn)象嚴(yán)重，各產(chǎn)品中損失的鉛大部分為－500目細(xì)粒級(jí)(部分?jǐn)?shù)據(jù)見表6表7)，適宜分選的－200—+500目粒級(jí)所占比例低。而造成產(chǎn)品過粉碎的直接原因是球磨機(jī)過磨和旋流器分級(jí)效果差造成的。

經(jīng)可行性論證，從兩個(gè)方面改善磨礦分級(jí)系統(tǒng):一是調(diào)整球磨機(jī)鋼球尺寸，經(jīng)計(jì)算后重新初裝球磨機(jī)鋼球，將一段球磨原添加φ100和φ80鋼球改為添加 φ80和 φ60鋼球，將二段球磨原添加φ60鋼球改為添加φ40鋼球，減小鋼球?qū)ΦV粒沖擊造成的過粉碎現(xiàn)象。球磨機(jī)鋼球的調(diào)整，減輕了球磨機(jī)中物料的過粉碎現(xiàn)象。

二是Krebs旋流器改造。原設(shè)計(jì)的分級(jí)設(shè)備為國產(chǎn)旋流器，一段與二段分別選用 φ500×2和φ250×3旋流器組。兩段的分級(jí)溢流產(chǎn)品－500目粒級(jí)含量均過高，其中一段分級(jí)溢流－500目粒級(jí)含量達(dá)到40.68%，二段分級(jí)溢流－500目粒級(jí)含量達(dá)到56.30%(流程考查數(shù)據(jù))。這些細(xì)粒級(jí)進(jìn)入浮選流程，惡化浮選操作的穩(wěn)定，使產(chǎn)品的質(zhì)量難以控制。

Krebs水力旋流器具有如下結(jié)構(gòu)特點(diǎn):

(1)水力旋流器由一段圓柱體和兩段圓錐體組成，上段圓錐錐角較大，長度較短，利于增加礦漿的切向速度，下段圓錐錐角較小，長度較長，以提供細(xì)粒分離所需的駐留時(shí)間。在一定水力旋流器直徑下，存在唯一的圓柱段長度和圓錐錐角的組合，使水力旋流器在最小總長度下切向速度達(dá)到最大 (見圖1)。

(2)采用改進(jìn)設(shè)計(jì)的漸開線給料口，使給料口紊流減小到最低。采用較長的溢流口，改進(jìn)頂蓋板。這些改進(jìn)減少了紊流，在粗顆粒進(jìn)人水力旋流器主體之間進(jìn)行預(yù)分級(jí)，使水力旋流器的溢流的粗顆粒減至最少，并使得給料壓力能有效地轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)備處理能力 (見圖1)。

圖1 Krebs旋流器的內(nèi)部構(gòu)造及其漸開線給礦口設(shè)計(jì)Fig.1 Involute feed port design and the internal structure of Krebs hydrocyclone

(3)最佳沉砂口角度與一個(gè)直線段相結(jié)合，保持了盡可能細(xì)的分級(jí)和最大程度的脫水。

給定選礦處理能力90 t/h，旋流器溢流濃度40%，產(chǎn)品細(xì)度－200目達(dá)到70%，進(jìn)行水力旋流器換型模擬試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表8。試驗(yàn)結(jié)果推薦水力旋流器換型為Krebsφ380旋流器，旋流器溢流管使用170 mm，沉砂嘴直徑選用80 mm，給礦壓力57 kPa。

表8 Krebsφ380模擬旋流器粒級(jí)分布表Tab.8 Simulative results of size distribution for Krebsφ380 hydrocyclone %

對(duì)二段分級(jí)設(shè)備進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，給定處理量50 t/h，礦石真比重:4.6，循環(huán)比 (返砂比):200%，溢流濃度:20%，溢流細(xì)度 －325目占80%。模擬結(jié)果見表9。

以上結(jié)果為在Krebsφ250旋流器使用情況下的模擬數(shù)據(jù)，模擬分級(jí)溢流數(shù)據(jù)達(dá)到工藝要求。通過鋼球尺寸的調(diào)整和旋流器的換型應(yīng)用實(shí)踐，一段與二段分級(jí)產(chǎn)品粒度分布得到改善，一段與二段溢流的累計(jì)粒度曲線變化見圖2圖3。

表9 Krebsφ250模擬旋流器粒級(jí)分布表Tab.9 Simulative results of size distribution for Krebsφ250 hydrocyclone %

根據(jù)溢流累計(jì)曲線分析，一段磨礦分級(jí)的溢流粒度 (最大粒度)變小，粒級(jí)范圍變窄，由394 μm降低到250 μm左右 (見圖2)。二段磨礦分級(jí)的溢流最大粒度由100 μm降低到74 μm左右 (見圖3)。Krebsφ380及φ250旋流器的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了預(yù)期效果，分級(jí)產(chǎn)品粒級(jí)分布變窄，更利于各金屬礦物浮選分離。

改造之后，通過對(duì)篩析數(shù)據(jù)的分析，一段分級(jí)作業(yè)溢流產(chǎn)品 －200目含量增加1.14%，達(dá)到69.85%，其中－500目含量降低2.92%，分級(jí)效率提高4.96%。二段分級(jí)作業(yè)溢流產(chǎn)品－320目含量增加3.59%，達(dá)到80.36%，其中－500目含量降低3.18%，分級(jí)效率提高5.62%。同時(shí)，一、二段旋流器的運(yùn)行更加穩(wěn)定，溢流產(chǎn)品的粒級(jí)組成更加合理，為鉛、鋅金屬回收率的提高提供了良好的條件。

2.3 實(shí)施二段選鉛工藝流程改造

經(jīng)研究分析，二段浮選作業(yè)中鉛精選Ⅰ尾礦和鉛掃選精礦中的鉛、鋅、硫連生體所占比例高，鉛精選Ⅰ尾礦中鉛鋅及鉛硫連生體約占30%，鉛掃選精礦中鉛鋅及鉛硫連生體約占45%。這部分礦漿返回鉛硫分選將造成反復(fù)循環(huán)，導(dǎo)致浮選工藝中二段選鉛作業(yè)不穩(wěn)定，鉛精礦中含鋅高，硫精礦中含鉛、鋅高。鑒于鉛掃選精礦和鉛精選Ⅰ的尾礦中還有部分未解離的礦物顆粒，經(jīng)研究，將這兩部分礦漿由原來返回鉛硫分選的流程結(jié)構(gòu)，改造為返回二段磨礦分級(jí)渣漿泵池，進(jìn)行再磨再選。

結(jié)合流程變化，相應(yīng)的設(shè)備，礦漿管道等進(jìn)行了匹配改造，同時(shí)充分考慮和結(jié)合了二段旋流分級(jí)系統(tǒng)的配置改造，通過計(jì)算礦漿量381 t/h，現(xiàn)場高差10 m，旋流器壓力150 kPa工藝要求這一條件，將原有礦漿泵改為8/6X－AH型渣漿泵。

圖4 二段選鉛浮選流程改造前后對(duì)比Fig.4 Comparison for Flotation flow of lead selection in second stage before and after reformation

流程變化如圖4，由于進(jìn)入鉛硫分選的礦漿只有二段分級(jí)溢流，穩(wěn)定了該作業(yè)，同時(shí)中礦經(jīng)再磨后單體解離更完全，鉛掃選尾礦中損失的鉛、鋅、硫連生體減少。實(shí)現(xiàn)了鉛、鋅金屬更有效的回收。

3 產(chǎn)品互含及選礦回收率對(duì)比

2009年鉛回收率比2008年提高1.16%，鋅回收率比2008年提高1.04%(見表10)，因回收率提高，2009年比2008年多增加鉛金屬455.84 t、鋅金屬1 202.50 t。

表10 選礦指標(biāo)對(duì)比表Tab.10 Comparison list for beneficiation targets %

4 結(jié)語

通過對(duì)影響選礦回收率提高問題進(jìn)行診斷，從工藝技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新相結(jié)合，進(jìn)行改造、探索與實(shí)施，最終實(shí)現(xiàn)了選礦指標(biāo)的進(jìn)一步提升，取得了很好的效果。鉛回收率2009年比2008年提高1.16%，鋅回收率比2008年提高1.04%。

對(duì)復(fù)雜多變的入選原礦而言，搞好配礦管理工作是穩(wěn)定選礦指標(biāo)的重要環(huán)節(jié)。

尋求合理的磨礦分級(jí)和浮選流程，是提升選礦回收率的關(guān)鍵。

［1］李啟衡．碎礦與磨礦［M］．北京:冶金工業(yè)出版社，1986．

［2］成清書．礦石可選性試驗(yàn)與檢查［J］．北京:冶金工業(yè)出版社，1981．

［3］謝廣元．選礦學(xué)［M］．北京:中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2001．

Study on Recovery Improving of a Complex Refractory Sulfide-Oxidized Mixed Lead-Zinc Ore

GAO Lian－qi，HUI Shi－h(huán)e
(Yunnan Chihong Zn ＆ Ge Co．，Ltd．，Qujing，Yunnan 654212，China)

The field study of mineral processing system，including optimizing ore mixture proportion，optimizing of grinding and classification system，the adjustment of flotation process and so on;as well as the technical transformation and management innovation of applying technology at a Lead－zinc concentrator are discussed in this paper，so that the economic and technical targets of beneficiation improved，the recovery of lead has 1.16%increasing，and the recovery of zinc has 1.04%increasing，it creates the good economic benefits for the enterprise．

beneficiation recovery;grinding and classification;process optimization;underground ore proportioning

TD92

A

1006－0308(2011)05－0018－07

2011－05－17

高連啟 (1972－)，男，云南宣威人，工程師。