• 微信
  • 抖音

探讨复杂难选铜铅锌多金属矿选矿工艺论文

理工论文 14℃ 0
SCI发表中的作者贡献度评估与署名规则

  关键词:复杂难选;铜铅锌;多金属矿;选矿工艺

  随着国民经济的快速发展,在矿产资源的开发利用过程中,复杂难选铜铅锌多金属矿的选矿工艺越来越受到重视,其主要原因是该类型矿石具有多金属共存、嵌布粒度微细、矿石结构构造复杂、含泥量大等特点,导致选矿过程中难度较大。目前对复杂难选铜铅锌多金属矿开发利用研究的不断深入,其选矿工艺技术水平也在不断提高。在选矿技术方面,主要研究方向是:通过有效的工艺组合,对难选矿石进行分选;采用有效的药剂制度,提高矿石回收率;采用高效节能环保的浮选设备;利用化学选矿理论,选择合理的选矿工艺流程。

探讨复杂难选铜铅锌多金属矿选矿工艺论文

  1选矿工艺探讨的意义

  铜铅锌多金属矿,是在特定的地质环境条件下形成的,经过长期的开采后,矿山的矿石中会形成不同种类的矿石,对于这一类型矿石中存在的有用矿物需要采取不同的选矿工艺,才能够从该类型矿石中获得更多的有用矿物[1]。在多金属矿选矿过程中,对于难选铜铅锌多金属矿选矿工艺进行探讨具有重要意义,可以为铜铅锌多金属矿选矿工艺的发展提供一定帮助。由于铜铅锌多金属矿属于重要的金属矿产,在开采的过程中会对环境造成一定影响和破坏,因此,需要根据当前矿山实际情况来合理选矿,不断提高铜铅锌多金属矿的综合利用率。尽管目前国内的复杂难选铜铅锌多金属矿选矿工艺研究已经取得了一定的进展,但是在具体实践过程中,仍然存在很多问题需要解决。基于此,文章对复杂难选铜铅锌多金属矿选矿工艺进行分析和探讨,希望能够为铜铅锌多金属矿选矿工艺发展提供帮助,提高铜铅锌多金属矿选矿效率。

  2矿石性质概述

  2.1原矿主要成分

  矿石中含铁锌,但以黄铁矿、石英为主,黄铜矿占绝对优势。在原矿石中,磁铁矿含量在15%~20%之间[2]。在选矿厂进行实验时,可以选择向多金属矿中添加水玻璃酸钠/硫酸钠溶液,以提高其利用率;但是,在使用硅酸钾作为多金属矿的浸取剂时,要尽可能降低使用量,避免有毒、有害物质对实验人员和环境产生危险。2.2矿石的结构构造

  矿石的构造对矿物加工品质及矿体形态有很大的影响。矿物赋存形式多样,理化性质各异,各组分间又互相依存,构成一个有机整体。这一关系直接决定了分选过程中的主要材料来源和使用技术条件等方面的问题,与此同时,由于各种主观和客观的原因,导致了矿产资源的分布不均匀或混合严重等现象,对矿石结构的影响也是较为常见且重要的一个因素。矿物结构的构建是选矿过程中最基础、最关键,也是最困难的问题之一,直接关系到铜多金属资源的高效开采。由于不同产地和变质程度的不同,造成了各类复杂、难以处理的矿产。受上述条件因素的作用,使得国内铜资源分布不均匀,而且地域范围广、种类繁多;其中以黄铁矿为主体的黑云母矿、铁锰矿等为数不多的几种类型,其余均为中成矿物或稀土铜金矿床[3-4]。在多金属矿化的研究中,成矿结构是最基础也是最普遍的现象。受多种因素的影响,各向同性矿物的组成和分布特征与矿体的物性有着紧密的关系。但是,在同一段时间内,由于技术的进步,以及新技术的出现,使得结构的复杂性也在发生着变化。为此,在选矿过程中,要尽可能地通过对矿石组织进行调控或调整矿物组分,以提高其利用效率、减少损失率(通常是通过浮选工艺),从而实现更高的铅锌比。

  2.3主要矿物的嵌布特征

  矿石中的元素在晶化过程中呈异晶型、各向异性,进而改变了矿石的成分、结构,进而影响了选矿品质。磷,硫等多种金属的伴生矿物。大量的富铁锌在酸性环境中可以生成硅酸盐或其它盐;而在微细交代中,锰则以极少的含量进行富集,形成了铅-钼系黄铁矿系硫化物粉末;在高锌、高钾条件下,可以生成微量的氯化铵。

  3选矿试验的探讨

  3.1选矿中磨矿细度试验

  细度法是先测定矿石中各种矿物的含量、形貌及质量,再对矿石中铜的含量进行测定。依据矿井的作业特点和生产情况,对不同的矿井进行分类,分类方法划分为三个层次:第一个阶段采用的是低价值的选别;第二级是采用高品位的尾盘(或尖)磨磨磨机;第三个层次为微细铜矿类多金属配合物的技术方案、工艺过程及控制参数的研究方案,是其中最简便的一种。磨矿粒度与磨矿粒度的选择是选矿技术设计的关键,也是评价选矿生产能力、品位和矿石利用率的重要指标[5]。在实验中,常用的方法是测定粗粒组分多金属矿石的品位表。试验试样经浸取后浮出石英砂。采用网目显微镜观察粒度,计算出每块试件的研磨深度;在此基础上,对各个批次的矿石进行了对比分析,并根据各自在矿石中的比重进行了对比分析。

  3.2选矿中铜浮选试验

  3.2.1石灰用量试验

  在浮选中,石灰的用量十分关键,其用量过多或者过少都会影响到浮选的效果。因此,在试验过程中,将石灰用量控制在3%~5%,才能保证铜选矿指标得到提高。当石灰用量超过5%时,会使铜精矿品位出现下降的情况;而当石灰用量低于3%时,则会使铜精矿品位出现上升的情况。只有将石灰用量控制在了3%~5%,才能最终达到铜精矿品位为20.06%、铜回收率为82.05%的良好指标。

  3.2.2铜浮选捕收剂用量试验

  对于铜浮选捕收剂用量试验,一般是用粗选药剂用量进行试验,而精矿中铜含量不会增加。使用石灰进行浮选时,对粗选药剂用量的要求比较高,使用黄铁矿抑制剂时,浮选机的负荷可以达到90%以上;而在使用铜捕收剂时,浮选药剂用量较小。采用石灰进行浮选时,浮选机负荷不会太大,而采用铜捕收剂时,浮选机负荷可以达到100%。在使用黄药进行浮选时,浮选药剂的用量较大,但对粗精矿中铜含量的影响较小[6]。因此,在使用黄药进行浮选时,浮选药剂的用量应适当加大;在使用铜捕收剂时,浮选药剂的用量应适当减小。

  3.2.3铅抑制剂用量试验

  在选矿过程中,要综合考虑多种因素,并从中筛选出适合的缓蚀剂。首先要研究的是矿物的特性。如矿石中含有的铅不同,应采用弱酸、强碱性或中酸溶液;其次,在选择反应之前,需要对试样进行pH调整等一系列处理,因此,在选择反应之前,一定要准备好各种条件下的pH值,之后才能测定缓蚀剂的浓度。在实验中,若要选择矿体,必须先确定矿石的品质及含量。但因为不同品级的矿物,其内部物质的性质有很大的差别。因此,需要通过大量的实验,确定各矿物与相应的元素间是否存在相互影响关系,以及其含量及变化规律,从而优选出适合于不同类型铜锌多金属矿床的多位微量元素(Mg2+)的筛选准则,并将其与实验数据进行对比,获得最优的检测指标。

  3.3选矿中锌浮选试验

  3.3.1锌活化剂用量试验

  在实验前,必须对样品的颗粒大小、形貌和杂质等进行测试,从而确定最优的制备工艺。首先,将试样放入砂包装机,对试样进行预处理(如磷化或脱硫)。接着,将1~2g/L的多金属粉末浸入恒温水浴锅中,并添加适量的盐酸,在25℃用搅拌器将10倍或更多的重沸剂均匀地滴加,等液体完全溶解后,将样品取出,备用。活化剂是多金属矿石选矿厂除磷以外一种化学矿物,主要有两种,一种是氢氧化钠,另一种是硫酸镁。其中,碱土金属的氢氧化钾和磷酸二氢氰化钾都是腐蚀性强、沸点高、容易挥发的;而硫酸铝是一种难以溶于水中或不溶于水的物质,能在水中缓慢地溶出,再经热解形成新的成分,是一种高效的多金属资源。用活化剂进行的最适用量为1mL/min。由于各沉积物的粒度变化较大,其粒度变化较大,因此,在一定程度上会影响试验的进行及各种影响因素。对于活性成分含量为0.3%的多金属矿物粉体,通常采用3g/L(磷酸铁)作活化剂,对其进行活化处理,其中含有多金属元素点阵杂质和少量的氧化产物,在10mL/min下1h就能得到纯度更高的矿化产物。

  3.3.2锌捕收剂用量试验

  锌捕收剂是一种氧化锌矿物的捕收剂,对于氧化锌矿物而言,其具有很好的选择性,能够达到比较好的效果。然而,在试验中不难发现,使用煤油作为锌捕收剂进行浮选时,效果不是很理想。煤油的闪点比较低,而且密度比较大,容易出现结块现象,进而影响到锌的浮选效果。在试验中,当煤油和水玻璃的比例为7:1时,其可浮性最好。因此,在试验中使用煤油作为锌捕收剂时,其最佳用量为煤油的1/3。选矿中铜铅金浮选试验在铜、铅、金的浮选实验中,主要采用的是浮选法。该实验采用的是单因素试验设计方法进行研究。将选矿厂中的矿石磨碎成一定粒度后,用水润湿,然后加入一定量的硝酸钠和磷酸盐。选择合适的矿浆,以0.5g/L的硝酸锌、磷铵、磷铵等药剂配成相应的药剂。用硫酸亚铁洗选矿石,并确定其可采性。然后,用高锰酸钾滴定到50mL后,再添加适量的氯化钠,按照一定的比例进行混合,在反应期间,能够实时地观察到溶液的变化和与其他矿物质的作用,进而获得产品的组成。

  3.4选矿中硫浮选试验

  在多金属选矿厂,硫、磷含量较高,含有大量的细铁矿、铝、硅,并含有微量铜。本项目拟通过单因子实验设计,以1号浮选的首粒颗粒(30~50目筛)作为主要检测指标,对不同生产条件下的铜-锌多金属矿石进行筛选;根据以上计算出的各成分浓度梯度值,选择3g、5g,对含硫高、含杂质少的铜样品进行尾选。在矿浆中,由于矿体粒径大、矿物成分复杂、组分差别大,造成了各组分之间的化学特性存在差异。由于该选矿厂在投产之前必须进行硫磷浮选试验。选取了三个适宜尺寸、重量适中的试样,即重水石英、硫酸铁等三种试样,并进行分级;同时,向水中添加粘合剂,使其获得微细粒子,并对浆液中的硫元素含量进行检测,以确定其满足要求,并对其粒径分布状况进行评价。

  对上述试验结果进行分析,其结论为:①硫、磷的回收率均较低,分别为18.85%和25.86%;②在实际生产中,由于该选矿厂采用的是常规浮选工艺,因此,在浮选之前需要将矿石进行磨矿,以得到合格的精矿;③由于硫、磷的回收率较低,因此,应注意加强浮选作业中的药剂制度的研究和改进工作,以提高浮选作业的指标;④在实际生产中,要加强对流程参数的优化和控制,以提高精矿质量。在硫精矿中添加2g黄药和5g黑药,就能够实现铜矿物的回收;硫精矿中添加6g黄药和2g黑药即可实现磷矿物的回收。

  3.5选矿中全流程闭路试验

  由于矿山资源的特殊性,要有针对性地开展全流程闭路试验。在选择的药剂种类和用量上,应保证在满足回收目标的前提下,最大限度地降低药剂消耗,尽可能减少药剂的浪费,提高选矿回收率。文章介绍了一套完整的含铜选矿闭环工艺,即从设计阶段开始,对其进行了一系列的试采。当矿石中的金属含量较高时,需要采取相应的处理方法,将其排出或减小损失。除粉尘后应及时取样,采集样品送回实验室作分析试验,也可采用磁力搅拌、管道等装置对矿石进行回收;利用循环水泵将空气冷却系统送入实验室对净化后的溶液进行处理;在取样之前,对样品进行了测试,并对样品中各成分的含量与理论值进行了对比实验。然后再进行实验。根据实验结果,可以知道所需的药剂种类和用量。然后根据实际情况,对药剂用量进行调整,并在实验室进行一系列的实验。最后,通过实验结果和数据,综合分析矿石中各种元素的含量。本项目拟开展一系列含Cu、Zn多金属矿床的全流程分选试验。由于在采矿活动中,各类矿物中所含的微量元素含量较高。因此,要使各成分协同工作,形成复合体系。闭路开放测试是把各组分之间的相互干涉作为一个整体来进行,并按各因子的变化程度决定其优劣顺序;在闭路实验过程中,可以采用各种不同的方式,根据不同的工艺条件,对不同的工艺参数进行优选,从而达到最优的结果。

  4总结

  通过实验分析,对复杂难选铜铅锌多金属矿的选矿工艺进行了探究。在选矿试验的过程中,相关人员要对所选的矿石进行充分的了解,只有对矿石性质进行全面分析,才能制定出最适合的选矿方案,才能够最大限度地保证整个选矿工艺的完善。

  参考文献

  [1]张典良.铜铅锌多金属矿的选矿工艺优化研究[J].世界有色金属,2017(23):104-105.

  [2]常征,陈长宝.探究铜铅锌多金属矿的选矿工艺[J].中国金属通报,2018(6):42-43.

  [3]刘飞.铜铅锌多金属矿的选矿工艺优化研究[J].世界有色金属,2019(7):50+52.

  [4]陈晓波,徐培强,孙文祥,等.高磁黄铁矿型铜铅锌多金属矿石选矿工艺试验研究[J].黄金,2020,41(8):61-66.

  [5]周洪生,田国峰.某铜铅锌多金属矿的选矿工艺试验研究[J].黑龙江科技信息,2010(13):9.

  [6]张晶,王少东,乔吉波,等.某铜铅锌矿清洁浮选技术研究[J].矿冶工程,2016,36(6):49-52+56.

学术期刊发表-留言咨询

免费咨询 高端品质服务 专业学术顾问为您解答!