文金磊,潘高產(chǎn),歐陽超,陳慧芳
(湖南有色金屬研究院,湖南 長沙 410100)
在跳汰選礦過程中,人工床層參數(shù)對跳汰分選指標的影響較大,當待選物料粒級寬、細粒含量多時表現(xiàn)尤為突出。結合鎢礦跳汰選礦,對人工床層參數(shù)進行了分析、解釋,并提出一些應對措施。
在有色金屬跳汰選礦中(如鎢礦跳汰選礦),中、細粒級跳汰機,一般都鋪有人工床層,一般認為人工床層的作用[1,2]包括:(1)穩(wěn)定床層和縱向脈動水流,使得篩下補加水流動平穩(wěn),流速分布均勻,跳汰室內(nèi)各區(qū)域的水流位移、速度和加速度趨于一致;(2)人工床層和篩板組合使用,減少細粒堵塞篩孔;(3)對細粒跳汰而言,調(diào)節(jié)人工床層厚薄(或人工床層占總床層的比例),控制篩下精礦產(chǎn)品品位和金屬分布率;(4)調(diào)節(jié)人工床層的粒度配比、比重配比,控制吸入作用強度。
跳汰選礦是物料在垂直交變介質(zhì)流中按比重分選的過程,目前鎢選廠應用較廣泛的是上升下降交變水流。
在上升水流階段,上升水流穿過人工床石孔隙進入中間層,松散中間層物料,使得大比重顆粒得到沉降分層,但不使大比重細顆粒升舉太高過于松散,以致?lián)p失于尾礦中,該階段人工床層具有一定的松散抖動效果。
在下降水流階段,人工床層呈緊密狀態(tài),可以阻止小比重顆粒穿過床層,從而影響篩下精礦質(zhì)量。故人工床層參數(shù)對中間層的松散度和篩下精礦質(zhì)量都有較大影響。
從床石比重、粒度、形狀和厚度等4個方面[3~6],論述人工床層參數(shù)對跳汰選礦分選效果的影響。
人工床石必須在跳汰室內(nèi)形成一個穩(wěn)定層(人工床層),則床石比重必須介于輕重物料比重之間,但是必須大于物料的平均比重,否則容易被所處理物料擠掉至尾礦中。一般情況下,人工床石比重與精礦相對密度接近,最好接近或略低于篩下精礦的比重。
人工床石的材料有硅鐵、鋼球、大比重礦石(如赤鐵礦、黃鐵礦、重晶石等)。若人工床石比重過大,垂直交變水流使得處在懸浮松散狀態(tài)的大比重顆粒沉降時停留在人工床層上部,較難鉆隙透篩成為精礦,最后導致尾礦跑高,或上部自然床層板結形成“死床”;若人工床石比重過小,篩下垂直交變水和篩上橫向水的鼓動沖洗會使得人工床石流失殘缺,使得人工床層低洼不平,會破壞人工床層的整體功能,明顯降低跳汰分選效果。
選取人工床石的一般原則為:床石粒度必須大于篩板孔徑,一般為篩板孔徑的1.5~2倍,或約為入選物料中大比重物料最大粒度的2.5~4倍,而入選物料中大比重物料的最大粒度一般選取D95。人工床層的粒度組成為:人工床層一般由粒級極窄的級別組成,粒級較寬床層孔隙減小,會造成孔隙阻塞,從而降低吸入作用
人工床石粒度作用,從人工床石過粗(床石粒度過大于篩孔孔徑和人選物料中大比重物料的最大粒度)和過細(床石粒度與篩孔孔徑相當)兩方面進行分析:(1)人工床石過粗,使得物料顆粒未得到充分松散就分層,粗粒脈石混入篩下精礦可能性增大,增大了精礦產(chǎn)率,降低了精礦質(zhì)量;(2)人工床石過細,物料顆粒間孔隙度較小,不利于大比重細顆粒的鉆隙,大比重細粒礦物較難透過篩孔,使得篩下精礦產(chǎn)率降低,尾礦損失變大;此外,人工床石會堵塞部分篩孔,篩下補加水穿過篩孔時受到阻礙,引發(fā)跳汰室上表面大量水泡的產(chǎn)生,受水泡表面張力和跳汰給礦沖力的作用,尾礦流失變大。
人工床石形狀直接影響精礦品位和金屬分布率,通常以不規(guī)則形狀顆粒作人工床石時,分選效果比較理想。
用形狀規(guī)則的球形顆粒作床石,其選擇性最差。如用球形顆粒作人工床石,會增大孔隙,形狀規(guī)則且通道圓滑,細粒大比重物料容易隨上升水流上浮損失,細粒小比重容易混雜于下降水流,降低篩下精礦質(zhì)量。
用形狀規(guī)則的方形(柱形、臺形),經(jīng)過一段時間的松散分層后,在跳汰篩板上構成一個密實少隙的人工床層,不利于重礦物的鉆隙,對細粒大比重物料的回收效果較差。
床層總厚度指從篩面至尾礦堰板的高度,從下到上為:大比重層、人工床層、中間層、小比重流動層,床層厚度尤其是人工床層厚度直接影響床層的松散度、礦粒的分選時間和選礦指標。一般床層厚度以不小于給礦中最大顆粒的5~10倍為標準,一般為100~200 mm之間,人工床層厚約占床層總厚度的65%。
人工床層的厚度決定著輕重礦物透過床石的難易程度。人工床層太厚,致密性越好,則礦粒松散所需要的時間長,相對密度大的礦粒往下沉降遇到阻力增加,分層速度慢,篩下精礦品位高,但此時若人工床石的粒度相對密度越大,細重礦物通過越困難,精礦作業(yè)產(chǎn)率越小,作業(yè)回收率越低。人工床層太薄,致密性差,礦粒鉆透性好,穿過床石的速度增大,即礦粒來不及松散就透篩進入精礦中,則精礦質(zhì)量明顯下降。
一般情況下,輕重礦物比重差小,床石宜用厚些;給礦品位低,床石宜稍厚;給礦品位高,床層宜稍薄。通常鎢礦選廠的細粒跳汰床石厚度,一般是30~50 mm。
礦樣中WO3含量為0.180%,粒度分析結果見表1。
表1 粒度分析結果
采用鋸齒波跳汰機進行跳汰試驗,工藝流程如圖1所示,試驗結果見表2。
圖1 跳汰試驗工藝流程圖
表2 跳汰試驗結果 %
跳汰制度1:設備型號鋸齒波跳汰機,1個跳汰室,跳汰室面積0.126 m2,機械沖程10 mm,沖次80次/min,篩板孔徑3 mm,3號床石體積3 600 mL(2.5~3.5 mm、3.5~4.5 mm、4.5~5.5 mm、5.5~6.5 mm質(zhì)量比為1∶1∶4∶4),給礦量240 kg/h,給礦濃度65%,篩下補加水8 m3/t礦,尾礦堰板高度為100 mm。
跳汰制度2:3號床石體積3 600 mL(2.5~3.5 mm、3.5~4.5 mm、4.5~5.5 mm、5.5~6.5 mm質(zhì)量比為3∶3∶2∶2),其它同跳汰制度1。
跳汰制度3:3號床石體積5 000 mL(2.5~3.5 mm、3.5~4.5 mm、4.5~5.5 mm、5.5~6.5 mm質(zhì)量比為1∶1∶4∶4),其它同跳汰制度1。
由表2試驗結果可知,跳汰制度2的人工床石過細,不利于重細顆粒的鉆隙運動,重細顆粒較難透過,跳汰精礦產(chǎn)率降低為3.66%,WO3含量為3.367%,回收率為68.46%;跳汰尾礦產(chǎn)率為96.34%,WO3含量為0.059%,回收率為31.54%。跳汰制度3的人工床石厚度增加,致密性增加,相對密度大的礦粒往下沉降遇到阻力增加,分層速度慢,跳汰精礦產(chǎn)率降低為4.08%,WO3含量為2.835%,回收率為64.26%;跳汰尾礦產(chǎn)率為95.92%,WO3含量為0.067%,回收率位35.74%。
1.人工床石的選擇標準:相對密度接近或略低于高品位的跳汰精礦顆粒;粒度為篩下精礦最大顆粒的3~5倍;通常以不規(guī)則形狀顆粒作人工床石時,分選效果比較理想。
2.床層厚度尤其是人工床層厚度直接影響床層的松散度、礦粒的分選時間和選礦指標,一般床層厚度以不小于給礦中最大顆粒的5~10倍為標準,一般為100~200 mm之間,人工床層厚約占床層總厚度的65%。
3.人工床石比重、粒度、形狀、厚度等因素對跳汰選礦效果的影響,有的是直接影響吸入作用,有的是通過影響沖程和沖次間接影響跳汰選礦。根據(jù)給礦性質(zhì)和生產(chǎn)實際情況,合理調(diào)節(jié)對人工床石特性有影響的各種參數(shù),非常關鍵。