林雙仁（新疆阿舍勒銅業(yè)股份有限公司　哈巴河　836700）

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CPT浮選柱在新疆阿舍勒銅礦的應(yīng)用實(shí)踐

林雙仁
（新疆阿舍勒銅業(yè)股份有限公司哈巴河836700）

摘要介紹CPT浮選柱的工業(yè)試驗(yàn)應(yīng)用及生產(chǎn)實(shí)踐。CPT系列浮選柱提高了浮選作業(yè)的自動(dòng)控制程度，解決了生產(chǎn)實(shí)踐中存在的銅精礦質(zhì)量不穩(wěn)定、銅鋅回收率指標(biāo)波動(dòng)、銅鋅礦物互含偏高的問(wèn)題，另浮選柱氣體分散器有效解決了充氣器易結(jié)鈣堵塞的問(wèn)題。新疆阿舍勒選礦廠將浮選柱應(yīng)用于優(yōu)先選銅作業(yè)，大大提高了銅精礦的精選效率及銅精礦的精礦品位，優(yōu)先浮選作業(yè)銅精礦品位24.85%，含鋅1.46%，銅回收率40.28%，取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，推廣應(yīng)用前景廣闊。

關(guān)鍵詞CPT浮選柱銅精礦品位氣體分散器分選效率

DOI∶10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.02.029

1　項(xiàng)目簡(jiǎn)介及礦石性質(zhì)

新疆阿舍勒銅礦是位于新疆北部阿勒泰地區(qū)哈巴河縣境內(nèi)的大型黃鐵礦型銅、鋅金屬礦。礦床富含銅，伴生有鋅、硫、金、銀等有價(jià)元素。礦山現(xiàn)已建成處理量4 500 t/d的銅鋅采選礦廠。選礦廠于2004 年10月份建成投產(chǎn)，選別流程采用先銅鋅混選再分選的工藝流程：經(jīng)過(guò)混合浮選的銅鋅混合精礦，再磨后進(jìn)入銅鋅分離浮選作業(yè)，得到最終銅精礦和鋅硫混合礦漿，鋅硫混合礦漿經(jīng)分離浮選得到鋅精礦和尾礦。銅精礦、鋅精礦經(jīng)過(guò)濃縮、過(guò)濾兩段脫水后堆存在精礦倉(cāng)外銷。

1.1礦石性質(zhì)

表1　原礦化學(xué)元素組成　%

表2　原礦主要礦物相對(duì)含量　%

1.2主要礦物嵌布粒度

阿舍勒銅礦是火山成因塊狀硫化物型銅、鋅、硫礦床，塊狀硫化物礦石中存在大量硫化物集合體，礦物嵌布粒度從粗到細(xì)依次為黃鐵礦-閃鋅礦-黃銅礦，一段磨礦作業(yè)黃銅礦和閃鋅礦-0.074 mm粒級(jí)的含量分別達(dá)到86.4%和76.8%，且-0.020 mm粒級(jí)的含量分別達(dá)到19.9%和20.1%，說(shuō)明礦石需要細(xì)磨才能達(dá)到有用礦物的解離。不同解離度條件下，浮選柱有利于微細(xì)粒礦物的浮選分離。

2　工業(yè)試驗(yàn)系統(tǒng)及安排

阿舍勒銅礦的銅鋅礦石以硫化礦為主，礦石含硫較高，部分銅以砷黝銅礦形式存在，考慮阿舍勒銅鋅礦中部分銅的浮游速度快，優(yōu)先浮出這部分銅可減輕對(duì)后續(xù)銅鋅分離的影響，有利于提高銅的回收率，減輕銅的后竄現(xiàn)象，降低鋅精礦中含銅。鑒于浮選柱對(duì)提高精礦品位有優(yōu)勢(shì)，同時(shí)其充氣式浮選柱操作簡(jiǎn)便，設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，有利于微細(xì)粒礦物的浮選分離，因此，結(jié)合阿舍勒多金屬硫化銅鋅礦石有用礦物嵌布粒度特性，使用浮選柱代替原旋流靜態(tài)浮選柱進(jìn)行工業(yè)調(diào)試試驗(yàn)，以探討直接從高品位原礦獲取高質(zhì)量銅精礦，進(jìn)一步提高銅金屬回收率和礦產(chǎn)資源利用率的可行性，實(shí)現(xiàn)有用礦物“早收多收”。

2.1試驗(yàn)系統(tǒng)

浮選柱試驗(yàn)系統(tǒng)采用江蘇江濤生產(chǎn)的CPT充氣式浮選柱進(jìn)行優(yōu)先選銅試驗(yàn)，該設(shè)備由礦漿分配系統(tǒng)、柱充氣分選系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、噴淋循環(huán)系統(tǒng)，尾礦輸送系統(tǒng)等部分組成，柱分選系統(tǒng)采用2臺(tái)Φ 4.3×8.0 m充氣式浮選柱、1臺(tái)Φ2.0 m分配箱、2臺(tái)Φ 250 mm尾礦錐閥，1臺(tái)8/6E-AH的渣漿泵。根據(jù)工業(yè)試驗(yàn)要求測(cè)定銅精礦產(chǎn)率及品位變化，計(jì)算作業(yè)回收率等選礦指標(biāo)，以滿足優(yōu)先選銅的需要。

2.2工業(yè)試驗(yàn)內(nèi)容

工業(yè)試驗(yàn)分為兩個(gè)部分，第一部分是處理礦量是否滿足生產(chǎn)要求，確定處理量；第二部分是對(duì)銅鋅分離混合浮選作業(yè)進(jìn)行部分優(yōu)先選銅，獲取高質(zhì)量的銅精礦。第一階段先進(jìn)行條件試驗(yàn)，摸清主要的工藝和操作條件；第二階段進(jìn)行穩(wěn)定72 h連續(xù)試驗(yàn)，即在條件試驗(yàn)基礎(chǔ)上選取較好工業(yè)試驗(yàn)條件進(jìn)行連續(xù)穩(wěn)定工業(yè)試驗(yàn)。2.2.1礦量與藥劑

（1）工業(yè)試驗(yàn)過(guò)程中所取礦樣均取自現(xiàn)場(chǎng)，與生產(chǎn)同步進(jìn)行，具有代表性。每一小時(shí)測(cè)量一次來(lái)礦濃度與浮選柱處理量。

（2）工業(yè)試驗(yàn)用藥劑從生產(chǎn)所用藥劑處直接添加，每一小時(shí)測(cè)量一次藥劑用量。

（3）藥劑的添加用量與計(jì)算均按每班原礦的處理量來(lái)計(jì)算。

2.2.2條件試驗(yàn)

（1）處理量條件：首先對(duì)處理量進(jìn)行條件工業(yè)試驗(yàn)，選擇其中較好的處理量條件，在其基礎(chǔ)上進(jìn)行下一步的工業(yè)試驗(yàn)，確定是否能夠達(dá)到滿負(fù)荷要求。

（2）藥劑條件：以現(xiàn)場(chǎng)浮選機(jī)的藥劑制度為基礎(chǔ)，根據(jù)試驗(yàn)情況對(duì)藥劑制度進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，摸清楚藥劑制度條件。

（3）操作條件：在工業(yè)試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)浮選柱的液位高度、充氣壓力、充氣量開(kāi)度、噴淋水、錐閥開(kāi)度等操作條件進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到較好的工業(yè)試驗(yàn)效果，滿足現(xiàn)有流程的優(yōu)先選銅，起到能收早收，減輕后續(xù)作業(yè)浮選時(shí)間壓力。

2.2.3取樣

條件試驗(yàn)在試驗(yàn)條件變動(dòng)后，根據(jù)情況穩(wěn)定2～4個(gè)小時(shí)后每班取樣，每半小時(shí)取一次，取樣后每班合并，制樣化驗(yàn)。

穩(wěn)定工業(yè)試驗(yàn)過(guò)程，每一小時(shí)取一次樣，每班8個(gè)小時(shí)取樣合并，制樣化驗(yàn)。

3　試驗(yàn)內(nèi)容與結(jié)果

浮選柱浮選分流試驗(yàn)原礦取自二段磨礦分級(jí)作業(yè)溢流礦漿，經(jīng)管道高差自流至攪拌桶分配箱均勻進(jìn)入2臺(tái)Φ4300×8000CPT浮選柱，因采用生產(chǎn)回水中含有殘留藥劑，礦漿不添加藥劑自槽體上部給礦供氣正常、液位穩(wěn)定后直接浮選。工業(yè)試驗(yàn)原則流程為2臺(tái)浮選柱并列優(yōu)先浮選。試驗(yàn)進(jìn)行了處理量條件試驗(yàn)和穩(wěn)定后連續(xù)9個(gè)班調(diào)試試驗(yàn)。

3.1處理量條件試驗(yàn)

在穩(wěn)定工藝以及操作條件的基礎(chǔ)上進(jìn)行了處理量試驗(yàn)，其中穩(wěn)定浮選柱液位0.80 m，噴氣槍壓力0.55 MPa，分別調(diào)整處理量180 t/h、190 t/h、200 t/h、220 t/h進(jìn)行試驗(yàn)，由試驗(yàn)結(jié)果初步確定浮選柱的處理量以200 t/h為宜。

3.2連續(xù)72小時(shí)穩(wěn)定試驗(yàn)

根據(jù)前期條件試驗(yàn)結(jié)果，確定了較優(yōu)的試驗(yàn)條件進(jìn)行9個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)班72 h穩(wěn)定工業(yè)試驗(yàn)，穩(wěn)定工業(yè)試驗(yàn)基本條件為處理量200 t/h，浮選作業(yè)濃度40%～42%，噴氣槍壓力0.50～0.60 MPa，浮選柱液位高度0.80 m。

表3　浮選柱工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果　%

由表3浮選柱穩(wěn)定試驗(yàn)結(jié)果可以看出，浮選柱通過(guò)一次優(yōu)先選銅便可從含銅2.36%、含鋅0.73%的原礦給料獲得含銅24.98%、含鋅1.34%的精礦，作業(yè)回收率41.25%，將銅精礦品位富集了10.58倍，表明浮選柱在提高銅精礦品位上優(yōu)勢(shì)明顯，礦產(chǎn)資源利用率理想。

4　浮選柱的生產(chǎn)應(yīng)用

4.1選礦廠生產(chǎn)應(yīng)用概況

選礦廠自2008年在銅鋅混選前增加浮選柱作為部分優(yōu)先浮銅作業(yè)，大大減輕了后續(xù)銅鋅分離及鋅硫分離作業(yè)的壓力，為產(chǎn)能提升奠定了基礎(chǔ)。實(shí)施后磨浮一車間處理能力從原設(shè)計(jì)的4 000 t/d穩(wěn)定提升至4 500 t/d。浮選柱的應(yīng)用不但取得了顯著的技術(shù)效果，而且獲得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。因選礦廠原浮選柱設(shè)備FCSMC4.5×6.0使用多年，設(shè)備主體受礦漿腐蝕嚴(yán)重，槽體內(nèi)部格篩銹蝕，底流分配器和循環(huán)泵進(jìn)出礦漿管腐蝕嚴(yán)重，循環(huán)泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，管道和氣泡發(fā)生器、射流管易磨損，設(shè)備維護(hù)工作量較大。為進(jìn)一步提高銅回收率和銅精礦品位，決定引入CPT浮選柱，改進(jìn)原浮選工藝。

技術(shù)改造采用2臺(tái)型號(hào)為Φ4 300×8 000的CPT浮選柱代替原有的FCSMC4.5×6.0旋流靜態(tài)微泡浮選柱，配套相應(yīng)的原礦進(jìn)漿分配攪拌桶、尾礦泵池、供氣儲(chǔ)氣罐及設(shè)備配件。

表4　CPT浮選柱試驗(yàn)主要設(shè)備

4.2浮選柱應(yīng)用性能特點(diǎn)

4.2.1浮選柱工作原理

CPT充氣式浮選柱是一種新型、高效、具有柱體槽體、無(wú)機(jī)械攪拌的充氣式浮選設(shè)備，浮選柱采用逆流浮選原理，經(jīng)調(diào)漿處理的礦漿從浮選柱柱頂部以下約2 m處給入，空氣分散器產(chǎn)生微細(xì)氣泡沿柱體從下而上在浮力作用下自由上升，礦物顆粒在重力作用下由上而下自由下降，兩者在捕收區(qū)碰撞，疏水性礦粒被捕獲附著在氣泡上，礦化氣泡繼續(xù)浮升，進(jìn)入精選區(qū)至柱體頂部聚集形成厚度達(dá)1 m左右的泡沫層，浮選柱頂部沖洗水系統(tǒng)清洗泡沫清洗夾幫的脈石顆粒，從而獲得精礦，尾礦則由柱底尾部尾礦管排出，由尾礦泵輸送至下一道流程。

4.2.2浮選柱性能特點(diǎn)

CPT浮選柱設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)、能耗低、泡沫層穩(wěn)定，沒(méi)有出現(xiàn)翻花沉槽現(xiàn)象，泡沫層可根據(jù)需要的金屬品位進(jìn)行調(diào)節(jié)，液位控制系統(tǒng)工作平穩(wěn)，控制精度能滿足選礦工藝技術(shù)銅精礦的品級(jí)要求。

（1）采用易于從柱體外部拆裝檢修的氣體分散器等技術(shù)，解決了充氣器易結(jié)鈣堵塞的技術(shù)難題，提高了自動(dòng)化程度。

（2）可獲得穩(wěn)定的泡沫層，有操作靈活的泡沫沖洗裝置，可易于在線拆裝的氣體分散器及簡(jiǎn)單有效的自控回路等先進(jìn)設(shè)備。

（3）利用新型浮選柱設(shè)備優(yōu)化作業(yè)流程，迅速浮出浮游速度快的銅，減輕銅金屬后竄現(xiàn)象，提高了分選效率及優(yōu)先浮銅銅精礦品位。

（4）投資運(yùn)行成本低，經(jīng)濟(jì)效益顯著。系統(tǒng)配置簡(jiǎn)單、安裝方便、占地面積小、節(jié)省廠房體積、節(jié)省基建投資；無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，易于安裝、維護(hù)、操作，維修費(fèi)用低，易于自動(dòng)化，電耗低，與常規(guī)技術(shù)相比，投資與運(yùn)行費(fèi)用可降低20%～30%，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

4. 3生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

從對(duì)比結(jié)果可以看出，浮選柱自2014年12月投入生產(chǎn)運(yùn)行至今，得到作業(yè)銅精礦品位含銅24.85%、含鋅1.46%，作業(yè)銅回收率40.28%，流程優(yōu)化后選礦系統(tǒng)綜合銅回收率92.41%，與原工藝設(shè)備經(jīng)濟(jì)指標(biāo)相當(dāng)。采用CPT浮選柱，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能耗低、自動(dòng)控制系統(tǒng)完善，便于現(xiàn)場(chǎng)操作及維護(hù)管理。

表5　CPT浮選柱與原浮選柱應(yīng)用效果對(duì)比情況　%

5　結(jié)語(yǔ)

（1）浮選柱通過(guò)一段粗選便可從含銅2.38%、含鋅0.75%的原礦獲得含銅24.85%、含鋅1.46%的銅精礦，作業(yè)回收率40.28%，將銅精礦品位富集了10.58倍。

（2）工業(yè)試驗(yàn)、生產(chǎn)調(diào)試及實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行結(jié)果表明，浮選柱在提高銅精礦品位上優(yōu)勢(shì)明顯，可以保證產(chǎn)品質(zhì)量提高企業(yè)效益。

（3）浮選柱通過(guò)一次優(yōu)先選銅，可獲得合格的銅精礦，并且銅精礦含鋅品位下降，為后續(xù)作業(yè)減輕了負(fù)荷，有利于增長(zhǎng)后續(xù)作業(yè)的浮選時(shí)間。

（4）CPT浮選柱具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能耗低、工藝流程簡(jiǎn)單、投資少和維修費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中取得了較好的效果。

（5）實(shí)踐證明，利用浮選柱部分優(yōu)先浮銅，對(duì)銅鋅分離流程結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步優(yōu)化，可提高浮選精礦品位和有用礦物回收率，簡(jiǎn)化工藝流程，降本增效，對(duì)同類礦山的選礦具有一定的借鑒作用。

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收稿：2016-01-17