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        懸振錐面選礦機(jī)的開(kāi)發(fā)及工業(yè)應(yīng)用

        2019-12-27 02:37:04霍艷蓉李天恩
        世界有色金屬 2019年19期
        關(guān)鍵詞:礦泥選廠細(xì)粒

        孫 歡,霍艷蓉,李天恩

        (西安天宙礦業(yè)科技集團(tuán)有限公司,陜西 西安 710075)

        隨著礦石入選品位降低,尾礦產(chǎn)量逐年攀升。常規(guī)工藝受礦泥影響大,據(jù)報(bào)道[2]每年世界約1/5的含鎢礦物、1/3的磷酸鹽礦物、1/6的含銅礦物及1/10的鐵(美國(guó))、1/2的錫(玻利維亞)及其它數(shù)以?xún)|t有價(jià)組分均因分離、富集過(guò)程難控制以原生和次生細(xì)?;蛭⒓?xì)粒礦泥形式損失于尾礦中,不僅占用土地資源,在生產(chǎn)、排放和儲(chǔ)存上也存在頗多安全和環(huán)境隱患。懸振錐面選礦機(jī)以鋪展流膜重選細(xì)粒金屬礦物技術(shù)為研發(fā)基礎(chǔ),是依據(jù)拜格諾剪切松散理論和斜面流分選原理研制的精選設(shè)備,在理論結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)上克服了傳統(tǒng)流膜重選設(shè)備處理量低、能耗水耗高、細(xì)粒和微細(xì)粒礦物回收難等技術(shù)不足,實(shí)現(xiàn)微細(xì)粒礦物資源的有效回收[3]。整體運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和分選原理先進(jìn)、分選粒度細(xì)(400目~800目)、床面抗結(jié)垢能力強(qiáng)、節(jié)能環(huán)保。

        近年來(lái),在工業(yè)生產(chǎn)錫、鎢、鈦、鉛、鋅、銻、氧化鉛鋅等尾礦,鐵、錳、鉻等黑色金屬,鈾、鉭、鈮、黃金等稀貴金屬,重晶石、硫等細(xì)粒金屬或非金屬有價(jià)礦物的回收、冶煉煙囪灰中有價(jià)礦物的回收以及金屬礦提質(zhì)降尾技術(shù)和尾礦資源細(xì)粒級(jí)金屬礦物清潔回收新技術(shù)上得到廣泛應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了礦企的降本增效。

        1 懸振錐面選礦機(jī)的開(kāi)發(fā)

        懸振錐面選礦機(jī)(懸振選礦機(jī))技術(shù)研發(fā)始于1995年,2006年首臺(tái)Φ1.2m實(shí)驗(yàn)機(jī)誕生,經(jīng)多次試驗(yàn)調(diào)試、改造,2009年在廣西華錫集團(tuán)完成工業(yè)試驗(yàn),2010年在蒙自選廠Φ4m單機(jī)連選工業(yè)試驗(yàn)取得突破性進(jìn)展,2011.10該廠首次投產(chǎn)獲得較好的生產(chǎn)指標(biāo)。

        懸振選礦機(jī)有DSLXZ-1200實(shí)驗(yàn)機(jī)、DSLXZ-4000工業(yè)機(jī)兩種機(jī)型(圖1),Φ1.2m實(shí)驗(yàn)機(jī)被國(guó)內(nèi)外數(shù)家選礦科研院所作為微細(xì)粒礦物錫、鎢、鈦、鉭、鈮、鉛鋅、鐵、錳等金屬的選別研究。含昆明冶金研究院、攀鋼集團(tuán)礦業(yè)設(shè)計(jì)研究院、長(zhǎng)沙礦冶研究院、吉林冶金研究院、北京礦冶研究總院、西北有色地質(zhì)研究院、江西理工大工程研究院、玻利維亞達(dá)牙蒙達(dá)利亞礦業(yè)、新疆維吾爾自治區(qū)礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)研究所等多家科研單位和院所。迄今已被國(guó)內(nèi)外數(shù)余家礦企用于細(xì)粒有價(jià)金屬礦物的工業(yè)生產(chǎn)中。

        圖1 懸振選礦機(jī)實(shí)驗(yàn)機(jī)及其工業(yè)機(jī)的規(guī)?;瘧?yīng)用

        2 試驗(yàn)及工業(yè)應(yīng)用

        2.1 錫礦

        現(xiàn)有細(xì)粒錫石浮選多含有毒、有害物且藥劑成本高。懸振選礦機(jī)對(duì)細(xì)粒錫石的回收率達(dá)80%,富集比8~20。對(duì)云南蒙自、個(gè)舊宏盛、廣西華錫鳳凰山、江西會(huì)昌金龍錫業(yè)、緬甸佤邦、文山鼎基礦業(yè)、緬甸佤邦榮玲公司、玻利維亞達(dá)牙蒙達(dá)利亞礦業(yè)、內(nèi)蒙林西力豐礦業(yè)等錫選企業(yè)帶來(lái)較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

        蒙自礦冶對(duì)鉛、鋅、錫等多金屬硫化礦采用高堿法浮選鉛、鋅,搖床再選錫。礦石中有價(jià)礦物結(jié)晶粒度細(xì)、鉛鋅分離時(shí)石灰耗量大,搖床床面結(jié)垢嚴(yán)重影響搖床作業(yè),搖床尾礦中74.68%的-37μm細(xì)粒錫大量流失。據(jù)統(tǒng)計(jì),2010年該廠原礦Sn品位0.302%,產(chǎn)出Sn精礦品位40.23%,回收率38.70%,高達(dá)60%錫金屬跑尾。懸振選礦機(jī)宜選別0.1mm~0.01mm細(xì)粒礦,楊波[4]等對(duì)該廠-37μm約60%的二段細(xì)泥搖床尾礦一次選別,得到品位7.80%、回收率68%的錫精礦,錫富集13.61倍。2010.10該廠投產(chǎn)工業(yè)機(jī)構(gòu)成尾礦再選系統(tǒng),處理能力達(dá)礦泥搖床的8倍~10倍,-19um錫回收率高出搖床10%。2011年對(duì)處理量2.5萬(wàn)t/d,品位0.1%~0.3%的細(xì)粒錫尾礦再選后Sn品位3%,回收率超出70%,富集比高于10,企業(yè)增收錫300t/a,經(jīng)濟(jì)價(jià)值逾6千萬(wàn)。搖床尾礦再選后錫金屬年回收率提高8%,多產(chǎn)錫金屬216t,經(jīng)濟(jì)價(jià)值逾3千萬(wàn)。

        廣西大廠細(xì)泥尾礦中微細(xì)粒錫石用常規(guī)重選設(shè)備和浮選方法難以有效回收。該廠細(xì)泥多線搖床尾礦0.074mm~0.019mm錫分布55.52%,脈石以石英為主,Sn品位0.18%,比重差異大,宜用重選。秦廣林[5]用懸振實(shí)驗(yàn)機(jī)探索研究,得到品位1.73%,回收率45.54%的錫精礦,0.074mm~0.019mm金屬礦物得到回收。工業(yè)試驗(yàn)研究對(duì)象為大廠尾礦:脈石礦物是石英,占比40.95%,Sn品位0.30%,58.84%錫金屬分布在0.074mm~0.019mm。采用懸振工業(yè)機(jī)處理量18t/d,得到品位2.04%,富集比6.78,回收率47.50%的錫精礦。精礦水析試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)0.074mm~0.037mm粒級(jí)金屬回收率76.72%。

        會(huì)昌金龍錫業(yè)用懸振工業(yè)機(jī)對(duì)0.1%~1.35%細(xì)泥尾礦一次選別,產(chǎn)出品位高于20%,回收率48.76%~72.9%的錫精礦,富集比達(dá)14。

        緬甸佤邦何國(guó)清錫選廠細(xì)粒錫石含量高,傳統(tǒng)礦泥搖床拋尾品位達(dá)1.2%,2015.05投產(chǎn)懸振選礦機(jī)后細(xì)粒錫回收率達(dá)60%,年累計(jì)新增銷(xiāo)售收入6566.4萬(wàn),因經(jīng)濟(jì)效益較好于2016.09再次投產(chǎn)。

        佤邦錫選廠尾礦品位1.7%,尾礦量300t/d,-400目占總尾礦的85%,-1600目超細(xì)粒金屬量30%。旋流器分級(jí)脫泥后,經(jīng)懸振錐面選礦機(jī)一次選別獲得錫精礦品位21%,回收率50%,多回收錫金屬經(jīng)濟(jì)價(jià)值6300多萬(wàn)/a。2015.12個(gè)舊卡方紅盛選廠采用懸振選礦機(jī)對(duì)錫尾礦再選,經(jīng)濟(jì)價(jià)值達(dá)90萬(wàn)~120萬(wàn),2016.01-09累計(jì)新增銷(xiāo)售收入583.20萬(wàn)。

        2.2 鎢礦

        傳統(tǒng)搖床、跳汰對(duì)微細(xì)粒鎢礦分選難、跑尾高,細(xì)粒黑鎢礦因浮選藥劑價(jià)高,難以大規(guī)模應(yīng)用,磁—重聯(lián)合工藝由于設(shè)備不匹配,磁選所得的細(xì)粒黑鎢礦易得而復(fù)失。懸振選礦機(jī)有效回收了損失的礦物,給湖南柿竹園多金屬選廠、章源鎢業(yè)、江鎢集團(tuán)等鎢選廠帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

        湖南柿竹園鎢錫多金屬礦床地處南嶺中段,規(guī)模大、礦體集中、礦種達(dá)143種、成礦條件和共生組分復(fù)雜。該廠黑鎢細(xì)泥處理量100t/d,濃度24%,鎢品位1%~2%,Sn品位0.3%,-400目占90%。原搖床-浮選工藝運(yùn)行成本6千元/d,黑鎢細(xì)泥回收率52.15%,綜合鎢精礦品位10.38%,錫基本未回收。采用分礦器-懸振工藝成本僅1千元/d,得到錫鎢混合精礦鎢品位25%、回收率45%,Sn品位高于6%、回收率40%,202t產(chǎn)值2000萬(wàn)/a的WO3,240萬(wàn)/a錫金屬36t。

        柿竹園多金屬礦以鎢、鉍為主,是伴生有鉬、錫石、螢石、石榴子石的復(fù)雜多金屬礦床,黃翔[6]等用實(shí)驗(yàn)機(jī)對(duì)1500t/d的黑鎢細(xì)泥浮選尾礦探索試驗(yàn),一次粗選產(chǎn)出品位35.33%、回收率74.27%的黑鎢精礦。2013.11該廠投產(chǎn)工業(yè)機(jī),一次粗選礦石中的錫即可一同回收,產(chǎn)出品位30.23%、回收率75.72%的WO3精礦,Sn品位4.97%、回收率67.90%,較原重浮聯(lián)選工藝WO3精礦品位、回收率分別高出15.15%、41.19%,Sn品位、回收率分別高出3.66%、51.29%。無(wú)藥劑添加,生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,年節(jié)約藥劑成本近2百多萬(wàn),對(duì)類(lèi)似細(xì)泥黑鎢選別有借鑒意義。

        柿竹園多金屬選廠細(xì)粒白鎢加溫精選尾礦含粒度極細(xì)的黑鎢礦和錫石,鎢1%~2%、錫0.3%,浮選和搖床工藝對(duì)殘余鎢分選指標(biāo)差,謝加文[7]等用實(shí)驗(yàn)機(jī)探索試驗(yàn)后,用工業(yè)機(jī)代替原搖床工藝,單機(jī)試驗(yàn)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%。與搖床對(duì)比,WO3和Sn回收率分別提高了36.41%、17.06%。

        實(shí)踐表明,懸振選礦機(jī)可大幅度提高黑鎢精礦質(zhì)量,對(duì)細(xì)粒白鎢加溫精選尾礦的選別指標(biāo)優(yōu)于搖床,2014.08該廠投產(chǎn)后獲得鎢品位25%、回收率45%,含錫6%、回收率40%的精礦指標(biāo)。

        2.3 鐵礦

        傳統(tǒng)磁浮聯(lián)合或搖床工藝對(duì)-400目細(xì)粒赤鐵礦和鏡鐵礦回收不甚理想。云南瀾滄鉛鋅礦選廠硫鐵回收、玉溪新平大紅山礦業(yè)、攀鋼選廠的細(xì)粒鈦回收、玉溪中遠(yuǎn)礦業(yè)、云南東川因民鎮(zhèn)鐵選廠、首鋼硼鐵選廠、四川攀枝花新鼎圣建材廠高鐵廠爐塵灰中鐵回收等采用懸振選礦機(jī)作為回收手段,選別指標(biāo)較好。

        新平大紅山礦業(yè)是昆鋼鐵礦石的主要資源基地,鐵礦地質(zhì)儲(chǔ)量4.6億t,礦體地質(zhì)平均品位40%。日產(chǎn)2千t品位20%、-37um高于礦石量50%的鐵粗精礦,懸振工業(yè)機(jī)一次選別鐵精礦品位57%、回收率40%,產(chǎn)出精粉26萬(wàn)t/a,經(jīng)濟(jì)效益近億元,二選廠200萬(wàn)t/a鐵品位11.6%的尾礦,經(jīng)選別獲得鐵精礦品位54%、回收率20%,多收鐵精粉8.8萬(wàn)t/a,經(jīng)濟(jì)價(jià)值3千萬(wàn)。

        玉溪中遠(yuǎn)礦業(yè)搖床排尾量500t/d,濃度13%,含鐵20%、-43um占80%、-1600目超細(xì)泥占30%。2013.09投產(chǎn)懸振選礦機(jī)回收堆存的搖床鐵尾礦,采用脫泥-懸振工藝脫除約100t礦泥,將尾礦濃度濃縮至25%后進(jìn)入工業(yè)機(jī),中礦泵送至濃密機(jī)形成閉路循環(huán),設(shè)備單臺(tái)處理量25t/d,一次選別產(chǎn)出品位55.87%、回收率60.88%的鐵精礦,而同等給礦條件下單臺(tái)13t/d處理量的搖床產(chǎn)出鐵精礦品位55.64%、回收率僅13.73%,再次投產(chǎn)后產(chǎn)出鐵精粉約3.3萬(wàn)t/a,產(chǎn)值1400余萬(wàn)。

        二次資源冶金塵泥包含燒結(jié)塵泥、高爐瓦斯灰(泥)、轉(zhuǎn)爐除塵灰等多種鋼鐵工業(yè)固廢物,約占總鋼量的10%,含鐵、碳、鋅等有價(jià)元素,鐵約20%~50%。唐鋼冶金塵泥含鐵25.58%,多以0.05~0.08mm細(xì)粒單晶存在,-0.074mm占72.12%,常規(guī)工藝回收難。張晉霞[8]等用實(shí)驗(yàn)機(jī)一次選別得到鐵精礦品位56.79%、回收率61.23%,富集效果表明懸振選礦機(jī)適宜冶金塵泥的開(kāi)發(fā)。煉鐵時(shí)含碳、鐵等微細(xì)粒有價(jià)元素隨煤氣排出,經(jīng)濕式除塵后得到泥漿狀產(chǎn)物—瓦斯泥,王玲[9]等用實(shí)驗(yàn)機(jī)研究瓦斯泥浮選提碳后的尾礦,得到品位60.75%,回收率82.12%的鐵精礦,其較搖床更宜處理類(lèi)似礦種。

        因民鎮(zhèn)鐵選廠對(duì)長(zhǎng)豐源選廠鐵品位26%的搖床尾礦展開(kāi)單機(jī)工業(yè)試驗(yàn),一次選別產(chǎn)出品位60%的鐵精礦,臺(tái)處理鐵尾礦38t/d,可回收1.5t鐵精礦。

        鮞狀鐵礦具有多層包裹的特殊結(jié)構(gòu),細(xì)磨至充分解離會(huì)產(chǎn)出大量次生礦泥。牛福生[10]等用實(shí)驗(yàn)機(jī)對(duì)品位43.88%,-0.074 mm占91.01%的微細(xì)粒難選鮞狀赤鐵礦試驗(yàn)研究,產(chǎn)出品位60.21%、回收率50.52%的鐵精礦,分選指標(biāo)優(yōu)于搖床和螺旋溜槽。

        2.4 鈦礦

        細(xì)粒重選工藝集中應(yīng)用在細(xì)粒金紅石選礦富集中,常規(guī)設(shè)備對(duì)其回收率低。河南某礦區(qū)金紅石嵌布粒度細(xì),-0.038mm難以回收,宋翔宇[11]等對(duì)礦石性質(zhì)及重選富集工藝研究后,采用螺旋溜槽、礦泥搖床、雙曲波搖床、懸振選礦機(jī)和Falcon離心機(jī)對(duì)品位2.68%的細(xì)粒TiO2拋尾富集,螺旋溜槽、礦泥搖床和新型雙曲波搖床的精礦回收率均約80%,品位均低于6%;Falcon的精礦品位高于8.5%、回收率低于70%;懸振對(duì)細(xì)粒金紅石拋尾富集產(chǎn)出粗精礦品位9.13%、回收率80.96%,拋尾產(chǎn)率超出76%。

        2.5 其他礦種

        懸振選礦機(jī)在河北豐寧滿(mǎn)族自治縣王營(yíng)金礦、云南木利銻業(yè)回收氧化銻、河北承德金選廠、金輝環(huán)??萍脊俱g鈮回收等得到應(yīng)用。

        云南瀾滄興銳貿(mào)易排出200t/d濃度28%的浮選尾礦,-200目占70%,含硫15%。原工藝所得鐵品位42%、回收率35.07%,硫品位41%、回收率41.09%。2013.05投產(chǎn)懸振選礦機(jī)用隔粗-懸振工藝(旋流器隔離出約70t/d的粗砂尾礦,進(jìn)入懸振機(jī)選別),鐵品位18.27%、硫品位15.22%的溜槽尾礦可產(chǎn)出硫精礦品位42.30%、回收率50.09%,排尾鐵品位13.41%,硫品位9.82%,年產(chǎn)硫精粉1萬(wàn)t,產(chǎn)值280多萬(wàn)。

        云南永平阿古寨多金屬礦區(qū)銅尾礦含泥量大,金主要賦存于微細(xì)粒黃鐵礦中,約1.1g/t,脈石以石英為主,采用懸振粗選-浮選精選產(chǎn)出金精礦品位32.78g/t,回收率76.81%。首鋼硼鐵公司用懸振選礦機(jī)對(duì)細(xì)粒晶質(zhì)鈾礦一次選別,回收率和精礦品位達(dá)搖床的2倍多。

        3 應(yīng)用及開(kāi)發(fā)前景

        現(xiàn)今礦業(yè)形勢(shì)嚴(yán)峻,礦產(chǎn)貧細(xì)雜化,去產(chǎn)能成為礦業(yè)低迷期的主旋律。懸振選礦機(jī)回收粒度下限低,處理能力是礦泥搖床的幾十倍,回收率比同類(lèi)技術(shù)高約10個(gè)百分點(diǎn),有效保證了富集倍數(shù),能在短期內(nèi)開(kāi)發(fā)大量殘存于新老尾礦中的微細(xì)粒潛在寶藏,緩解尾礦庫(kù)壓力。設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn),無(wú)震動(dòng)噪聲污染,國(guó)土部數(shù)據(jù)表明現(xiàn)今我國(guó)礦石開(kāi)采量約16億t/a,適用懸振的礦物近億t,應(yīng)用空間廣闊。

        楊波[12]等用懸振粗選—搖床精選聯(lián)合工藝選別細(xì)粒尾礦,無(wú)藥劑添加,對(duì)含比重差的低品位細(xì)粒錫、鎢、鈦、鐵、鉛、鋅、錳等重礦物或尾礦的分選效果顯著,配套設(shè)備突破單一設(shè)備技術(shù)局限,綜合了懸振處理量大和搖床高富集比的特性,形成一套特色的礦泥分選系統(tǒng),產(chǎn)出高質(zhì)量產(chǎn)品。云南大紅山尾礦含品位14.56%的細(xì)粒赤鐵礦,朱運(yùn)凡[13]等采用強(qiáng)磁拋尾-懸振聯(lián)合工藝產(chǎn)出品位54.02%、回收率34.68%的鐵精礦,最終尾礦品位降至10.45%。實(shí)踐證明,將高效低耗設(shè)備和與之匹配的傳統(tǒng)選別工藝聯(lián)合是貧、細(xì)、雜及新老尾礦中低品位細(xì)粒有價(jià)金屬礦物開(kāi)發(fā)和綜合利用的有效途徑。

        4 結(jié)語(yǔ)

        (1)礦業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)任務(wù)之一即開(kāi)發(fā)新老尾礦,微細(xì)粒礦物綜合回收是實(shí)現(xiàn)尾礦綜合利用及礦產(chǎn)資源可持續(xù)發(fā)展的必然途徑。

        (2)懸振錐面選礦機(jī)在試驗(yàn)及工業(yè)生產(chǎn)中的廣泛使用,為礦企對(duì)微細(xì)粒礦物的環(huán)保經(jīng)濟(jì)和高校會(huì)收提供了技術(shù)參考。

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