旋流器串聯(lián)分級(jí)在選礦流程中的應(yīng)用

毛世意

(江西銅業(yè)集團(tuán)公司城門(mén)山銅礦，江西九江 332100)

旋流器串聯(lián)分級(jí)在選礦流程中的應(yīng)用

毛世意

(江西銅業(yè)集團(tuán)公司城門(mén)山銅礦，江西九江 332100)

介紹了兩種形式的旋流器串聯(lián)分級(jí)分別在兩個(gè)選礦工藝流程中的應(yīng)用實(shí)例，考查了一次分級(jí)和串聯(lián)分級(jí)的產(chǎn)品粒度，并利用水力旋流器分級(jí)特性曲線研究其分離效果，證明在不同的條件下采用不同形式的串聯(lián)分級(jí)工藝，可以分別達(dá)到其獨(dú)特的分級(jí)效果。對(duì)沉砂進(jìn)行再分級(jí)的串聯(lián)分級(jí)用于精礦過(guò)濾前的脫泥時(shí)，保證了分級(jí)沉砂較低的含泥量;對(duì)溢流進(jìn)行再分級(jí)的串聯(lián)分級(jí)用于浮選前的脫泥時(shí)，既降低含泥量又可以減少可選粒級(jí)的有用顆粒在分級(jí)溢流中的損失。采用串聯(lián)分級(jí)對(duì)于選礦廠強(qiáng)化分級(jí)效果具有實(shí)踐意義。

旋流器;串聯(lián)分級(jí);選礦流程;分級(jí)效率;脫泥

1 串聯(lián)分級(jí)工藝介紹

當(dāng)常規(guī)的分級(jí)［1-2］作業(yè)，其產(chǎn)品不能滿足某種特定的要求時(shí)，將兩個(gè)(或以上)的分級(jí)作業(yè)串聯(lián)起來(lái)，針對(duì)特定的產(chǎn)品(溢流或沉砂)進(jìn)行再次分級(jí)，可以進(jìn)一步提高總的分級(jí)效率。兩個(gè)分級(jí)串聯(lián)起來(lái)的工藝就是串聯(lián)分級(jí)工藝［3-5］。

圖1 針對(duì)溢流的串聯(lián)分級(jí)

分級(jí)作業(yè)有兩個(gè)產(chǎn)品:溢流和沉砂。因而串聯(lián)分級(jí)工藝也有兩種形式，即對(duì)分級(jí)產(chǎn)品的溢流進(jìn)行再分級(jí)和對(duì)沉砂進(jìn)行再分級(jí)。這兩種分級(jí)工藝都有應(yīng)用，例如武山銅礦對(duì)優(yōu)先浮選的尾礦進(jìn)行的脫泥，就是采用對(duì)溢流進(jìn)行再分級(jí);而在城門(mén)山銅礦對(duì)混合浮選的尾礦進(jìn)行的脫泥，就是采用對(duì)沉砂進(jìn)行再分級(jí)。對(duì)應(yīng)的工藝流程圖見(jiàn)圖1、圖2。

圖2 針對(duì)沉砂的串聯(lián)分級(jí)

2 對(duì)沉砂進(jìn)行再分級(jí)的串聯(lián)分級(jí)工藝實(shí)例分析

2.1 應(yīng)用背景

城門(mén)山銅礦選礦廠采用“半自磨+球磨”的磨礦流程(磨礦最終產(chǎn)品粒度:62%～68%-200目)，選礦采用混合浮選主干流程。原礦中銅礦物主要有藍(lán)輝銅礦、輝銅礦、黃銅礦等，硫礦物以黃鐵礦為主。原礦含銅品位0.9%、含硫品位5%。在低礦漿堿度(游離CaO含量:30～50g/ml)條件下，浮出銅硫混合精礦;混合精礦經(jīng)再磨、通過(guò)添加石灰形成的高礦漿堿度條件(游離CaO含量:500～1000g/ml)浮銅抑硫;二段尾礦經(jīng)脫泥產(chǎn)出硫精礦。工藝流程圖見(jiàn)圖3。

圖3 對(duì)沉砂進(jìn)行再分級(jí)的串聯(lián)分級(jí)工藝流程實(shí)例

2.2 分級(jí)目的和采用串聯(lián)分級(jí)理由

二段分離浮選的尾礦含硫品位約25%～32%，經(jīng)分析，主要是低品位細(xì)粒級(jí)礦泥含量高，通過(guò)分級(jí)，脫除細(xì)粒礦泥后，可以使硫精礦得到進(jìn)一步富集。同時(shí)，脫除細(xì)泥也為硫精礦產(chǎn)品過(guò)濾創(chuàng)造條件，否則礦泥含量高時(shí)陶瓷過(guò)濾機(jī)的過(guò)濾效率低甚至根本無(wú)法運(yùn)行。

在礦漿性質(zhì)上，給礦濃度［6］過(guò)低，約8%～10% (礦漿體積濃度僅為3%)。如此低的給礦，造成一次分級(jí)后，盡管脫去了70%以上的水份，沉砂濃度依然很低。而沉砂濃度低可以從側(cè)面反映出其含泥量必然高，篩析后檢查-800目含量占65%以上。

由于脫泥不徹底，一次脫泥既不能確保穩(wěn)定的硫精礦品位，也不能確保良好的過(guò)濾效果。為了達(dá)到上述目的，采用對(duì)沉砂進(jìn)行再分級(jí)的串聯(lián)分級(jí)工藝。

2.3 串聯(lián)分級(jí)應(yīng)用效果

對(duì)該流程的分級(jí)產(chǎn)品進(jìn)行取樣分析，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 對(duì)沉砂進(jìn)行再分級(jí)的串聯(lián)分級(jí)產(chǎn)品考查結(jié)果

從表1中看到，一次分級(jí)后，沉砂濃度僅為25.23%，其-800目含量仍高達(dá)65.80%，脫泥效果不明顯;由此帶來(lái)的相應(yīng)結(jié)果是，硫品位僅由28.56%提高到33.72%，硫的富集效果不理想。

通過(guò)對(duì)沉砂進(jìn)行再分級(jí)的串聯(lián)分級(jí)，沉砂濃度提高到60.97%，其-800目含量也降到50.67%，有效的脫除了夾雜的細(xì)泥，并提升了硫精礦品位。實(shí)踐證明，通過(guò)采用對(duì)沉砂進(jìn)行再分級(jí)的串聯(lián)分級(jí)，在生產(chǎn)過(guò)程中，可以確保硫精礦硫精礦品位達(dá)到35%以上，并實(shí)現(xiàn)良好的過(guò)濾效果。

3 對(duì)溢流進(jìn)行再分級(jí)的串聯(lián)分級(jí)工藝實(shí)例分析

3.1 應(yīng)用背景

武山銅礦選礦廠磨礦也采用“半自磨+球磨”流程(磨礦最終產(chǎn)品粒度:60～65%-200目)，浮選采用優(yōu)先浮銅、銅尾選硫的優(yōu)先浮選工藝。原礦中銅礦物以黃銅礦為主，硫礦物以黃鐵礦為主，含銅品位0.9%、含硫品位12%，入浮礦漿在高堿度(游離CaO含量:500～1000g/ml)條件下，抑硫浮銅;浮選尾礦經(jīng)脫泥、活化，加黃藥浮選產(chǎn)出硫精礦。脫泥工序處于硫浮選作業(yè)之前，工藝流程圖見(jiàn)圖4。

圖4 對(duì)溢流進(jìn)行再分級(jí)的串聯(lián)分級(jí)工藝流程實(shí)例

3.2 分級(jí)目的及采用串聯(lián)分級(jí)理由

此處進(jìn)行分級(jí)的主要目的，是為后續(xù)的浮選作業(yè)創(chuàng)造條件，具體可體現(xiàn)在:

(1)脫“藥”。優(yōu)先浮選的尾礦漿中殘存大量藥劑，尤其是游離CaO含量高。脫除殘存藥劑以利于對(duì)抑制后的黃鐵礦進(jìn)行活化、浮選。

(2)脫水。鑒于游離CaO以及其它對(duì)浮選有害的藥劑離子是以溶解或懸浮的方式存在于水中，脫水的過(guò)程實(shí)際上也就是脫“藥”的過(guò)程。

(3)脫泥。減少細(xì)粒級(jí)礦泥對(duì)浮選的不利影響。由于直接采用半自磨的磨礦流程，原生和次生的礦泥含量較高，如果不加以脫除，直接加酸活化浮選，則對(duì)浮選過(guò)程和指標(biāo)影響很大。

如果單純采用一次分級(jí)，在保證脫泥效果的情況下，難以一次將溢流濃度降低到合適范圍，相應(yīng)其中可選粒級(jí)含量必然較高，造成金屬流失大。而通過(guò)檢查后發(fā)現(xiàn)，溢流濃度相應(yīng)較高(濃度約15%～18%)，溢流里夾雜的可選粒級(jí)含量較高，是可以通過(guò)再分級(jí)加以回收的。另外，與前者對(duì)沉砂進(jìn)行再分級(jí)的串聯(lián)分級(jí)是為過(guò)濾創(chuàng)造條件不同，這里脫泥可以看作是為浮選創(chuàng)造條件。

3.3 串聯(lián)分級(jí)應(yīng)用效果

對(duì)采用串聯(lián)分級(jí)后的流程分級(jí)產(chǎn)品取樣，進(jìn)行粒級(jí)分析，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 對(duì)溢流進(jìn)行再分級(jí)的串聯(lián)分級(jí)產(chǎn)品粒級(jí)分析結(jié)果

為了計(jì)算水力旋流器特性曲線，分別按一次分級(jí)、串聯(lián)分級(jí)整理相應(yīng)數(shù)據(jù)(為便于說(shuō)明，以μm為粒度單位)，結(jié)果分別見(jiàn)表3、表4。

表3 水力旋流器一次分級(jí)特性曲線計(jì)算結(jié)果

表4 水力旋流器串聯(lián)分級(jí)特性曲線計(jì)算結(jié)果

將水力旋流器一次分級(jí)分離特性圖和串聯(lián)分級(jí)特性圖繪制在一張圖上，見(jiàn)圖5。

圖5 水力旋流器分離特性曲線

見(jiàn)表2，經(jīng)過(guò)一次脫泥，分級(jí)沉砂-800目含量由22.25%降低到5.93%，一次分級(jí)達(dá)到了降低含泥量(沉砂)的目的，但同時(shí)導(dǎo)致在溢流中的損失較大，+800目含量占到50.25%。經(jīng)過(guò)串聯(lián)分級(jí)后，溢流里+800目含量降到33.64%，有明顯降低，與此同時(shí)可以看到沉砂性質(zhì)并未產(chǎn)生很大變化，含泥量依然較低。

再?gòu)谋?、表4和圖5可以看到，單純進(jìn)行一次脫泥時(shí)，分離粒度較高，d50=66μm;進(jìn)行串聯(lián)分級(jí)后，有效的降低了分離粒度，d50=33μm，并隨之將水力旋流器特性曲線整體向左推移。從實(shí)踐的角度來(lái)看，d50越小，表明脫泥越成功。

通過(guò)采用對(duì)溢流進(jìn)行再分級(jí)的串聯(lián)分級(jí)，在原礦含硫品位相近的條件下，硫在分級(jí)作業(yè)的損失減少10～15%，總的選硫回收率提高6～10%。

4 串聯(lián)分級(jí)工藝應(yīng)用的總結(jié)和思考

(1)根據(jù)對(duì)分級(jí)溢流或沉砂產(chǎn)品的不同要求，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)溢流或沉砂進(jìn)行再分級(jí)的串聯(lián)分級(jí)。

(2)串聯(lián)分級(jí)用于有色金屬礦山進(jìn)行脫泥時(shí)，衡量脫泥效果的指標(biāo)往往可以通過(guò)濃度值來(lái)判斷。當(dāng)沉砂濃度較低(例如低于50%)時(shí)，由液相而夾帶的細(xì)泥量大，反映出脫泥效果差。另一方面，反觀溢流，當(dāng)其濃度較高(例如高于15%)時(shí)，體現(xiàn)的則是由液相帶走的固體含量高，并且當(dāng)濃度高時(shí)礦漿中相應(yīng)粒度也隨之增大，相應(yīng)的自然是有用礦物在溢流里的損失率較高。

(3)采用串聯(lián)分級(jí)后，可以根據(jù)需要，將水力旋流器分離特性曲線顯著的向左或向右推移，即實(shí)現(xiàn)較細(xì)或較粗的分離粒度d50。因而串聯(lián)分級(jí)的分離效果是僅依靠一次分級(jí)難以達(dá)到的。

［1］威爾斯B A.礦物加工技術(shù)［M］.胡力行等譯.北京:冶金工業(yè)出版社，1985:92-96.

［2］趙國(guó)慶，張明賢.水力旋流器分離技術(shù)［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2003:72-81.

［3］尹啟華，魏明安.旋流器串聯(lián)分級(jí)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用［J］.有色金屬(選礦部分)，2000(4):28-30.

［4］羅時(shí)軍.水力旋流器串聯(lián)分級(jí)在泗洲選礦廠的試驗(yàn)與應(yīng)用［J］.銅業(yè)工程，2007(3):11-12，36.

［5］王鵬程，徐引行，謝建宏，等.旋流器串聯(lián)分級(jí)在磁鐵礦選礦中的應(yīng)用［J］.礦業(yè)工程，2009，7(1):22-24.

［6］耿麗萍，楊茉，周靜偉，等.進(jìn)口濃度對(duì)水力旋流器顆粒分級(jí)的影響［J］.工程熱物理學(xué)報(bào)，2006，27(4):625-627.

Application of Hydrocyclone Series-classification in Mineral Processing Flowsheet

MAO Shi-yi

(Chengmenshan Copper Mine，Jiangxi Copper Company Ltd.，Jiujiang 332100，Jiangxi，China)

This paper introduces two kinds application of hydrocyclone series-classification in different mineral processing flowsheet，checks product granule of one classification and series-classification and utilizes hydrocyclone curve to study its separation efficiency，which proofs that it can reach the different special classification efficiency in the different conditions to adopt the different types of series-classification technology.Series-classification of the grit re-classification could ensure the low percent of mud when applied before concentrate filtering.Series-classification of the overflow re-classification not only could ensure the low percent of mud but also reduce wastage of the valuable and floatable granule when applied before flotation.For the mineral processing plant，adopting series-classification is practiced to strengthen the classification efficiency.

hydrocyclone;series-classification;mineral processing technological flowsheet;classification efficiency;desliming

TD92

B

1009-3842(2011)06-0025-04

2011-07-11

毛世意(1977-)，男，湖北紅安縣人，江銅城門(mén)山銅礦選礦工程師，主要從事現(xiàn)場(chǎng)選礦技術(shù)管理工作。E-mail:782354458@qq.com