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        剛果(金)某銅鈷礦硫化礦及氧化礦混合浮選工業(yè)試驗(yàn)研究

        2020-12-28 07:04:14張恩普盧建安孫利波王振堂許永權(quán)
        湖南有色金屬 2020年6期
        關(guān)鍵詞:工藝流程制度

        張恩普,盧建安,孫利波,王振堂,許永權(quán)

        (萬寶礦產(chǎn)有限公司,北京 100053)

        位于非洲中部的剛果(金)盛產(chǎn)礦產(chǎn)資源且種類繁多,其中Cu、Co金屬含量均位于世界前列,Cu、Co金屬主要產(chǎn)出位于剛果(金)南部與贊比亞相鄰的加丹加銅礦帶上[1]。隨著國(guó)家“一帶一路”戰(zhàn)略的不斷推進(jìn),越來越多的中資企業(yè)在該區(qū)域從事礦產(chǎn)資源生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)[2~4]。該地區(qū)銅鈷礦主要分為氧化礦和硫化礦,氧化礦分布在淺層,通常以濕法浸出—萃取電積的工藝進(jìn)行處理,硫化礦埋藏相對(duì)較深,主要以浮選的工藝進(jìn)行處理。而處于氧化礦向硫化礦過度的地層通常氧化礦和硫化礦均有產(chǎn)出,以混合礦形式存在,無法單一使用浸出或浮選工藝處理,選擇合適的工藝處理該部分礦石對(duì)企業(yè)來講尤為關(guān)鍵。

        該銅鈷礦項(xiàng)目由十個(gè)礦體組成,不同礦體中硫化礦和氧化礦各有產(chǎn)出,為綜合開發(fā)利用礦區(qū)的硫化礦及氧化礦,國(guó)內(nèi)某研究院對(duì)礦區(qū)的硫化礦、氧化礦及二者的混合礦開展浮選小型試驗(yàn)研究,試驗(yàn)達(dá)到了較好的浮選指標(biāo)并推薦了工藝流程及藥劑制度。為驗(yàn)證該研究院推薦工藝流程的可行性,同時(shí)為綜合開發(fā)利用氧化礦提供技術(shù)依據(jù),對(duì)硫化礦及氧化礦的混合礦開展選礦工業(yè)試驗(yàn)[5~8]。

        1 試驗(yàn)原料

        1.1 礦石元素分析

        試驗(yàn)所用礦石主要元素分析結(jié)果見表1。

        表1 礦物主要元素分析結(jié)果

        1.2 礦物組成

        根據(jù)工藝礦物學(xué)報(bào)告可知,礦石中的銅礦物主要為黃銅礦,其次為斑銅礦、孔雀石、輝銅礦,另有少量的銅藍(lán)、黑銅礦、自然銅等;鈷礦物主要為硫銅鈷礦,另有少量的水鈷礦;其它金屬礦物主要有黃鐵礦、褐鐵礦;脈石礦物主要有石英、白云石,其次為云母、綠泥石、伊利石等。

        1.3 礦物嵌布特征

        礦物嵌布粒度粗細(xì)極不均勻,黃銅礦常呈它形晶粒狀產(chǎn)出;可見黃銅礦與斑銅礦、黃鐵礦、硫銅鈷礦等呈共結(jié)邊結(jié)構(gòu)產(chǎn)出;偶見黃銅礦、斑銅礦、輝銅礦等呈細(xì)粒、微細(xì)粒集合體嵌布在脈石礦物中;孔雀石多以放射狀、脈狀、不規(guī)則粒狀等形式產(chǎn)出,呈包裹細(xì)粒、微細(xì)粒的輝銅礦等礦物。

        2 試驗(yàn)方案

        本次工業(yè)試驗(yàn)采用現(xiàn)有的選礦工藝流程,選礦處理規(guī)模為3 000 t/d。開展工業(yè)試驗(yàn)前,拉空原礦倉(cāng)、中間礦堆、磨機(jī)、浮選機(jī)、濃密機(jī)等設(shè)備設(shè)施,以避免原生產(chǎn)系統(tǒng)中的礦石對(duì)工業(yè)試驗(yàn)產(chǎn)生影響。

        2.1 破磨工藝流程

        入選工業(yè)試驗(yàn)的礦石采用顎式破碎機(jī)進(jìn)行一段破碎,經(jīng)中間礦堆暫存,通過膠帶運(yùn)輸機(jī)給至磨礦系統(tǒng)。磨礦工藝為半自磨-球磨工藝。分級(jí)采用水力旋流器,水力旋流器溢流細(xì)度為-0.074 mm占70%~75%。破磨工藝流程圖如圖1所示。

        圖1 工業(yè)試驗(yàn)破磨工藝流程

        2.2 浮選工藝流程

        浮選分兩段進(jìn)行,遵循先選硫化礦再選氧化礦的原則工藝流程。經(jīng)過水力旋流器分級(jí),溢流進(jìn)入1#攪拌桶加藥攪拌調(diào)漿,然后進(jìn)入硫化礦浮選區(qū),其工藝流程為兩粗一掃三精;硫化礦浮選尾礦進(jìn)入2#攪拌槽再次加藥攪拌調(diào)漿,然后進(jìn)入氧化礦浮選區(qū),其工藝流程為一粗兩掃三精。兩段浮選分別得到硫化礦精礦及氧化礦精礦。浮選原則工藝流程圖如圖2所示。

        圖2 浮選原則工藝流程圖

        3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

        3.1 推薦藥劑制度工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果與分析

        該研究院通過實(shí)驗(yàn)室小型浮選試驗(yàn),推薦的藥劑制度為:硫化礦浮選區(qū)捕收劑乙硫氨酯(Z-200)120 g/t,起泡劑 2#油 90 g/t,抑制劑 CMC 20 g/t,加在精選作業(yè)區(qū),pH調(diào)整劑Na2CO31 000 g/t,硫化劑為NaHS 250 g/t;氧化礦浮選區(qū)的捕收劑為丁黃藥與丁銨黑藥按1∶1各190 g/t混合使用,起泡劑2#油60 g/t,粗選、掃選抑制劑水玻璃,用量 100 g/t,精選抑制劑 CMC 50 g/t,硫化劑 NaHS 620 g/t。

        記者在程立生“受賄清單”中發(fā)現(xiàn),程立生與這15人長(zhǎng)期保持聯(lián)系,長(zhǎng)期為他們承攬項(xiàng)目,長(zhǎng)期接受吃請(qǐng)和金錢賄絡(luò)。

        驗(yàn)證工藝流程主要試驗(yàn)指標(biāo)見表2。

        表2 驗(yàn)證藥劑制度試驗(yàn)結(jié)果 %

        由表2數(shù)據(jù)可知,總精礦Cu品位為27.04%,Co品位為10.37%,達(dá)到并超過預(yù)期精礦品位,但Cu、Co綜合回收率相對(duì)較低,Cu回收率僅為64.54%,Co回收率為68.78%。

        通過分析可知,由于氧化礦硫化效果不理想使氧化礦作業(yè)區(qū)冒槽現(xiàn)象嚴(yán)重,起泡劑2#油的用量對(duì)浮選現(xiàn)象也有較大影響;由于捕收劑丁黃藥及丁銨黑藥用量偏低、抑制劑CMC及水玻璃用量偏高,使精礦品位高,但回收率相對(duì)較低[4]。因此下一步需對(duì)研究院推薦的藥劑制度進(jìn)行調(diào)整。

        3.2 藥劑制度調(diào)整試驗(yàn)結(jié)果與分析

        根據(jù)該研究院推薦藥劑制度試驗(yàn)結(jié)果,工業(yè)試驗(yàn)過程中兩次對(duì)藥劑制度進(jìn)行調(diào)整,主要調(diào)整及調(diào)整后的試驗(yàn)結(jié)果與分析如下。

        3.2.1 第一次藥劑調(diào)整

        第一次藥劑制度的調(diào)整的主要原則為增加硫化劑用量、適當(dāng)增加捕收劑用量和降低抑制劑用量。通過分析,藥劑制度主要調(diào)整有:(1)氧化礦掃選Ⅰ和氧化礦掃選Ⅱ作業(yè)段增加NaHS加藥點(diǎn),強(qiáng)化氧化礦硫化效果;(2)適當(dāng)增加氧化礦作業(yè)區(qū)丁黃藥及丁銨黑藥的用量,提高至240 g/t,強(qiáng)化捕收效果;(3)將氧化礦粗選作業(yè)段的2#油調(diào)整為 Z-200,用量80 g/t,適當(dāng)降低起泡效果同時(shí)增強(qiáng)捕收效果;(4)適當(dāng)降低氧化礦掃選Ⅰ和氧化礦掃選Ⅱ作業(yè)段2#油用量,調(diào)整為40 g/t,以弱化起泡性能、防止冒槽現(xiàn)象的發(fā)生。

        初次調(diào)整藥劑制度后主要指標(biāo)見表3。

        表3 初次調(diào)整藥劑制度后主要指標(biāo) %

        由表3數(shù)據(jù)可知,通過調(diào)整藥劑添加量,硫化礦精礦產(chǎn)率及品位基本可保持穩(wěn)定,氧化礦精礦不僅產(chǎn)率得到提高,精礦質(zhì)量也有所提升,Cu品位由調(diào)整之前的23.88%提高至27.73%,精礦中Cu總回收率提高至71.05%,Co總回收率提高至71.70%。

        由表3試驗(yàn)指標(biāo)可知,雖然硫化銅精礦及氧化銅精礦品位都相對(duì)較高,但仍然存在Cu、Co回收率低的問題,下一步試驗(yàn)調(diào)整的主要目的是提高Cu、Co回收率。

        3.2.2 第二次藥劑制度調(diào)整

        為提高銅、鈷回收率,工業(yè)試驗(yàn)進(jìn)行第二次藥劑制度調(diào)整。第二次主要調(diào)整有:(1)停止使用抑制劑水玻璃;(2)起泡劑僅保留硫化礦粗選Ⅰ一個(gè)添加點(diǎn),用量86 g/t;(3)捕收劑混合用藥調(diào)整為使用單一丁黃藥,用量192 g/t;(4)氧化礦掃選作業(yè)添加捕收劑Z-200,用量36 g/t;(5)停止使用抑制劑 CMC。

        第二次藥劑制度調(diào)整后主要試驗(yàn)指標(biāo)見表4。

        表4 第二次藥劑制度調(diào)整后主要指標(biāo) %

        由表4可知,藥劑制度再次調(diào)整后硫化礦精礦及氧化礦精礦品位都有所降低,但精礦Cu、Co的回收率得到提高。Cu回收率由71.05%提高至77.19%,Co回收率由71.70%提高至85.08%。

        分析原因可知,通過增加使用丁黃藥提高了硫化銅礦的浮選性能;通過增加使用Z-200提高了氧化礦浮選區(qū)礦物的浮選性能;通過停止添加抑制劑也使礦物的浮選性能得以提高。本次藥劑制度的調(diào)整改善了浮選試驗(yàn)指標(biāo)。

        3.2.3 藥劑調(diào)整結(jié)果對(duì)比

        試驗(yàn)過程三個(gè)階段Cu、Co總回收率對(duì)比如圖3所示。

        圖3 Cu、Co總回收率對(duì)比圖

        由圖3可知,隨著試驗(yàn)的推進(jìn)及藥劑制度的調(diào)整,Cu、Co回收率均得到一定程度的提高。

        3.3 浮選工業(yè)試驗(yàn)工藝流程及主要技術(shù)指標(biāo)

        根據(jù)工業(yè)試驗(yàn)及藥劑制度的調(diào)整,得出的本次工業(yè)試驗(yàn)研究的工藝流程圖及主要藥劑制度如圖4所示。

        流程調(diào)整穩(wěn)定以后,得到的主要浮選指標(biāo)見表5。

        表5 工業(yè)試驗(yàn)主要浮選指標(biāo) %

        4 結(jié) 論

        1.開展本次工業(yè)試驗(yàn)的剛果(金)某銅鈷礦Cu平均品位為1.70%,Co平均品位為0.70%,礦石氧化率為35%~40%。主要銅礦物為黃銅礦和孔雀石,其次為斑銅礦、輝銅礦,主要鈷礦物為硫銅鈷礦。

        圖4 Cu、Co礦混合浮選工業(yè)試驗(yàn)工藝流程圖

        2.本次工業(yè)試驗(yàn)規(guī)模為3 000 t/d,礦石磨礦細(xì)度為-0.074 mm占70%~75%,浮選工藝流程為先選硫化礦后選氧化礦,硫化礦浮選區(qū)為二粗一掃三精,氧化浮選區(qū)為一粗二掃三精。

        3.在研究院推薦工藝流程的基礎(chǔ)上,對(duì)藥劑制度進(jìn)行了調(diào)整。藥劑調(diào)整經(jīng)歷了兩個(gè)階段,從降低抑制劑用量到停止添加抑制劑;從增加捕收劑用量到氧化區(qū)掃選增加使用Z-200;從降低起泡劑2#油用量到2#油用量?jī)H保留硫化區(qū)粗選一個(gè)添加點(diǎn)。隨著藥劑的調(diào)整浮選指標(biāo)不斷提升。

        4.通過浮選工業(yè)試驗(yàn),分別得到硫化礦精礦和氧化礦精礦。硫化礦精礦Cu品位為21.91%,Co品位為7.70%,Cu回收率為71.96%,Co回收率為66.17%;氧化礦精礦Cu品位為20.42%,Co品位為18.10%,Cu回收率為11.60%,Co回收率為15.29%;兩段浮選Cu總回收率為83.56%,Co總回收率為81.46%。

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