懸振錐面選礦機(jī)處理柿竹園白鎢加溫精選尾礦的試驗(yàn)研究

謝加文，肖文工，毛文明

(湖南柿竹園有色金屬有限責(zé)任公司，湖南郴州 423037)

細(xì)粒物料的分選歷來是選礦界的一大技術(shù)難題，其浮選、重選的指標(biāo)往往都較差。針對(duì)細(xì)粒白鎢加溫精選尾礦分選存在的問題，湖南柿竹園有色金屬有限責(zé)任公司(簡(jiǎn)稱柿竹園)引進(jìn)了新型專利高效微細(xì)粒重選設(shè)備——懸振錐面選礦機(jī)［1］，對(duì)白鎢加溫浮選尾礦進(jìn)行綜合回收試驗(yàn)研究。通過單機(jī)工業(yè)試驗(yàn)、擴(kuò)大工業(yè)試驗(yàn)和搖床對(duì)比試驗(yàn)，均取得了較好的試驗(yàn)指標(biāo)，并最終確定了針對(duì)該樣品礦石合理的選礦工藝技術(shù)。

1 柿竹園多金屬礦及試驗(yàn)礦樣簡(jiǎn)介

1.1 柿竹園多金屬礦生產(chǎn)流程及存在的問題

柿竹園鎢錫多金屬礦床地處南嶺中段，以礦種多、規(guī)模大、礦體集中、共生組分豐富、成礦條件復(fù)雜而聞名于世，礦物多達(dá)143種，被譽(yù)為“世界有色金屬博物館”［2］。柿竹園多金屬選礦廠由處理量分別為1 500 t/d和2 000 t/d的兩個(gè)選礦廠組成，年處理能力達(dá)到110萬(wàn)t/a。柿竹園多金屬選廠選礦工藝自2006年擴(kuò)建以來已進(jìn)行過多次技術(shù)革新，其中鎢礦分選系統(tǒng)的工藝改進(jìn)一直是研究的重點(diǎn)，特別是在供礦點(diǎn)變更以后，入選礦石性質(zhì)發(fā)生較大變化，導(dǎo)致鎢選礦指標(biāo)長(zhǎng)期不理想，為此做了大量試驗(yàn)研究，確定采用了柱機(jī)聯(lián)合流程加強(qiáng)鎢的分選效果［3］。

為了進(jìn)一步提高鎢的回收率，又提出了強(qiáng)磁分選黑白鎢的新工藝，將黑鎢與白鎢分離進(jìn)行單獨(dú)系統(tǒng)浮選，應(yīng)用后也取得了很好的效果［4］。目前，柿竹園多金屬選廠的選礦工藝流程已經(jīng)較為穩(wěn)定，如圖1所示。

圖1 柿竹園多金屬選廠的選礦工藝流程

柿竹園多金屬選廠白鎢加溫精選尾礦中WO3品位仍有0.7% ～1.5%，以黑鎢為主，少量的白鎢，且以微細(xì)顆粒形態(tài)存在;同時(shí)，在鎢粗選作業(yè)中錫也有一定的富集，加溫精選時(shí)錫被抑制在尾礦中，錫的品位在0.4%～0.6%之間。該尾礦中的鎢錫資源采用傳統(tǒng)重選設(shè)備(搖床)難以有效回收。

長(zhǎng)期以來，細(xì)泥黑鎢和錫回收難、回收率低及回收成本高的問題一直未能很好地解決，分析其原因主要表現(xiàn)在三個(gè)方面:(1)由于柿竹園原礦中有價(jià)金屬種類多，浮選工藝復(fù)雜，導(dǎo)致黑鎢礦石表面受到大量其它藥劑的干擾，受此影響，采用浮選工藝也很難實(shí)現(xiàn)細(xì)泥鎢錫的高效回收［5］;(2)搖床作業(yè)雖然能得到較高品位的錫鎢混合精礦，但是錫、鎢在搖床尾礦中的損失量非常大，作業(yè)回收率低;(3)微細(xì)粒鎢礦的分選難度大，始終沒有大的技術(shù)突破［6］。

1.2 試驗(yàn)礦樣

試驗(yàn)礦樣為柿竹園多金屬選礦廠白鎢加溫浮選尾礦，經(jīng)分析，尾礦中WO3品位為1.10%，Sn品位為0.38%。

因白鎢浮選尾礦中鎢的品位仍然較高，且主要以黑鎢礦和白鎢礦形式存在，故是回收的主要目的礦物，錫石可作為綜合回收的對(duì)象。主要脈石礦物為石英、方解石和螢石。

2 懸振錐面選礦機(jī)及分選原理

懸振錐面選礦機(jī)是昆明理工大學(xué)的發(fā)明專利，并授權(quán)云南德商礦業(yè)股份有限公司生產(chǎn)的新型專利微細(xì)粒重選設(shè)備。該機(jī)依據(jù)拜格諾剪切松散理論和流膜選礦原理研制，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外微細(xì)粒重選設(shè)備的空白。

圖2為Φ4 m懸振錐面選礦機(jī)的結(jié)構(gòu)。床身上帶有振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，下層支架的帶電機(jī)滾輪裝在圓環(huán)形軌道上，下層支架固定有懸掛立柱，用懸掛鉤和掛繩懸掛上層支架，上層支架上又裝有與電機(jī)連接的偏心擺輪機(jī)構(gòu)，床身的分選錐面坡度為3°～10°，錐面外圈有多圈15 cm寬的粗糙層，有利于捕獲有用重礦物微細(xì)顆粒。

懸振錐面選礦機(jī)的低速自轉(zhuǎn)、高頻振動(dòng)兩大運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)相互獨(dú)立而又相互聯(lián)系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不但使兩者的轉(zhuǎn)速可分開調(diào)節(jié)，而且可以使兩者的速度比處于最佳水平，保證了流膜的最佳松散－分層狀態(tài)，使分選指標(biāo)得以提高。

懸振錐面選礦機(jī)的分選錐錐面礦漿流動(dòng)類似于圓錐選礦機(jī)的分配錐。

圖2 Φ4 m懸振錐面選礦機(jī)的結(jié)構(gòu)

當(dāng)攪拌均勻的礦漿從分選錐面中心的給礦器進(jìn)入圓錐盤面初選區(qū)時(shí)，礦漿流即成扇形鋪展開向周邊流動(dòng)，在其流動(dòng)過程中流膜由厚逐漸變薄，流速也隨之逐漸降低，對(duì)細(xì)粒級(jí)礦物的回收十分有利。礦粒群在自身重力、旋回振動(dòng)剪切斥力和洗滌水淘洗力作用下在圓錐盤面上適度的松散、分層。圓錐盤的轉(zhuǎn)動(dòng)將不同密度的礦物依次帶進(jìn)尾礦槽、中礦槽和精礦槽。

懸振錐面選礦機(jī)的運(yùn)行成本低，維修方便，且易于操作及管理。通過變頻器控制轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng)，兩者能獨(dú)立調(diào)整，可根據(jù)礦漿變化情況進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，保證回收效率，適用于嵌布粒度細(xì)的重礦物，以及比重差異大但綜合品位低、粒度細(xì)或過磨等造成流失的尾礦資源的再開發(fā)利用。單臺(tái)懸振裝機(jī)功率小，僅0.75 kW。目前，懸振錐面選礦機(jī)已在細(xì)粒錫礦和鐵礦的重選回收中應(yīng)用［7，8］。

3 選礦試驗(yàn)

3.1 懸振錐面選礦機(jī)單機(jī)工業(yè)試驗(yàn)

受柿竹園委托，云南德商礦業(yè)股份有限公司聯(lián)合昆明理工大學(xué)，對(duì)柿竹園多金屬選廠白鎢加溫精選尾礦展開了懸振錐面選礦機(jī)重選試驗(yàn)研究。在前期采用Φ1 m試驗(yàn)機(jī)探索試驗(yàn)取得較好的技術(shù)指標(biāo)基礎(chǔ)上，又采用Φ4 m懸振錐面選礦機(jī)代替原有的重選設(shè)備搖床，進(jìn)行了單機(jī)一次重選工業(yè)試驗(yàn)。試驗(yàn)流程如圖3所示，試驗(yàn)結(jié)果見表1。

圖3 白鎢加溫尾礦懸振錐面選礦機(jī)單機(jī)試驗(yàn)流程

表1 懸振錐面選礦機(jī)單機(jī)重選試驗(yàn)結(jié)果 %

從表1結(jié)果可以看出，通過懸振錐面選礦機(jī)一次選別，可以獲得鎢錫混合精礦WO3品位10.50%，回收率51.84%;Sn品位2.96%，回收率41.80%的良好選礦指標(biāo)。由此可見，懸振錐面選礦機(jī)不但能大幅度提高黑鎢精礦的品位和回收率，而且還能實(shí)現(xiàn)伴生金屬錫的高效回收。

3.2 懸振錐面選礦機(jī)與搖床重選單機(jī)對(duì)比工業(yè)試驗(yàn)

搖床為常規(guī)的細(xì)粒重選設(shè)備。柿竹園多金屬選廠的白鎢加溫精選尾礦原采用搖床重選流程回收殘余鎢，指標(biāo)較低。圖4為搖床結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4 搖床結(jié)構(gòu)示意圖

為了比較懸振錐面選礦機(jī)和搖床的效果，進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)(其中搖床選擇選別效果最佳的一臺(tái)搖床為試驗(yàn)搖床)。為了更直觀地對(duì)比，懸振選礦機(jī)試驗(yàn)采用一粗一精兩次選別(中礦返回到給礦)，使精礦品位和搖床精礦品位基本處于同一水平，其試驗(yàn)結(jié)果分別見表2、表3。

表2 白鎢加溫尾礦懸振錐面選礦機(jī)試驗(yàn)結(jié)果 %

表3 白鎢加溫尾礦搖床試驗(yàn)結(jié)果 %

由表2和表3可知，單臺(tái)懸振選礦機(jī)試驗(yàn)中通過一粗一精選別，可獲得精礦WO3品位22.20%，回收率68.04%;Sn品位4.50%，回收率41.83%的試驗(yàn)指標(biāo);單臺(tái)搖床試驗(yàn)通過試驗(yàn)可獲得精礦中WO3品位為15.23%，回收率為32.64%;Sn品位為3.51%，回收率為24.77%的試驗(yàn)指標(biāo)。

對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果表明，在控制精礦品位基本處于同一水平前提下，懸振選礦機(jī)的鎢、錫回收率均明顯高于搖床，在前者鎢品位高6.97%和錫品位高0.99%的前提下，回收率有大幅提高，WO3回收率提高36.40%，Sn回收率提高17.06%。

綜上可知，針對(duì)細(xì)粒白鎢加溫精選尾礦的處理，懸振選礦機(jī)的重選效果要明顯優(yōu)于搖床。本試驗(yàn)的結(jié)果，可作為新工藝工業(yè)改造設(shè)計(jì)的依據(jù)。

4 結(jié)語(yǔ)

1.柿竹園多金屬選礦廠細(xì)粒白鎢加溫精選尾礦中有價(jià)金屬主要為黑鎢礦和錫石，粒度非常細(xì)，浮選和傳統(tǒng)的重選設(shè)備均難以回收。采用新型專利微細(xì)粒重選設(shè)備——懸振錐面選礦機(jī)進(jìn)行了單機(jī)工業(yè)試驗(yàn)，獲得了良好選礦指標(biāo)，鎢錫混合精礦WO3品位10.50%，回收率51.84%;Sn品位2.96%，回收率41.80%。

2.為了與原生產(chǎn)工藝比較效果，進(jìn)行懸振選礦機(jī)和搖床重選對(duì)比試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，在懸振選礦機(jī)精礦品位稍高于搖床精礦的前提下，回收率要遠(yuǎn)高于后者，WO3回收率提高36.40%，Sn回收率提高17.06%。

3.對(duì)細(xì)粒白鎢加溫精選尾礦的處理，懸振選礦機(jī)的重選效果明顯優(yōu)于搖床。本試驗(yàn)結(jié)果可作為新工藝工業(yè)改造設(shè)計(jì)的依據(jù)。

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