姚靚

（江西銅業(yè)股份有限公司永平銅礦，江西上饒 334000）

為響應(yīng)國家綠色礦山建設(shè)理念及碳中和發(fā)展戰(zhàn)略，湖南某礦山企業(yè)在分析原有選礦流程及工藝后，決定將進(jìn)一步優(yōu)化、改進(jìn)技術(shù)參數(shù)和選礦工藝，進(jìn)一步提升資源綜合利用率，開展礦石可選性試驗研究，安全環(huán)保要求更加嚴(yán)格，由于原有工藝碳精礦回收效率存在提升潛力[1-6]，并且回收過程存在一定的環(huán)境安全隱患。因此，本次試驗主要是對該礦精選浮選工藝方案試驗，確定最佳的藥劑，并推薦出技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的選礦工藝流程及參數(shù)，為項目的可研及選礦廠設(shè)計提供技術(shù)依據(jù)[7-10]。

1 原礦化學(xué)成分

礦山賦存的原礦石中主要成分為SiO2，其次是C、CaO、Al2O3和K2O 等，并有較高的燒失量（Ig）。礦石中可供選冶回收的主要組分V2O5含量為0.65%，銅、鉛、鋅等其他有價金屬元素含量都很低，綜合回收的意義不大。礦石中主要礦物為石英、碳質(zhì)物，其次是高嶺石、蒙脫石、重晶石、鋇解石、磷灰石等。金屬礦物硫化物主要為黃鐵礦，其次為閃鋅礦。各類礦物粒度均較為細(xì)小，除部分方解石粒度較粗外，其余基本都小于0.3mm。原礦中多元素化學(xué)成分分析結(jié)果見表1。

表1 原礦中礦石的主要化學(xué)成分（%）

由表1統(tǒng)計數(shù)據(jù)可得，原礦中的可供選冶回收的主要組分V2O5含量僅為0.65%，銅、鉛、鋅等其他有價金屬元素含量都很低，綜合回收的意義不大。碳主要以游離碳形式存在，這類碳即為鏡下所見的大量碳質(zhì)物。其次是以碳酸鹽形式存在，分布率為20%。綜合原礦的化學(xué)成分特點，礦區(qū)內(nèi)的原礦主要屬單一的含釩碳質(zhì)頁巖或板巖。

2 改進(jìn)流程實驗

2.1 試樣的制備

對原礦中選礦試驗樣品的采樣設(shè)計、采取樣品及樣品的代表性均由湖南某原礦業(yè)有限公司負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)運(yùn)提供，礦樣送至研究實驗室后對樣品進(jìn)行了加工，得到下一步選礦試驗的原礦樣品，具體制備加工流程見圖1。

圖1 試樣制備加工流程

2.2 試驗流程的確定

根據(jù)工藝礦物學(xué)研究及之前所進(jìn)行的湖南某礦山石煤資源綜合利用探索性試驗研究，本次實驗室小型試驗根據(jù)提升綜合回收率的需求，研究決定采用單一浮選方法對該礦石資源進(jìn)行回收利用。另外原礦S 含量不高，所以可不進(jìn)行預(yù)先脫硫，直接進(jìn)行原礦的碳浮選。在適當(dāng)?shù)哪サV細(xì)度下，采用調(diào)整劑氫氧化鈉，水玻璃，捕收劑煤油，起泡劑2#油對原礦進(jìn)行碳粗選，然后采用抑制劑水玻璃對碳粗精礦進(jìn)行精選得最終碳精礦。原則工藝流程如圖2所示。

圖2 原礦碳浮選改進(jìn)原則工藝流程

2.3 粗選磨礦細(xì)度試驗

保證有用礦物充分單體解離是浮選的基本條件，因此首先進(jìn)行了磨礦細(xì)度試驗，試驗在XFD-3型的浮選機(jī)上進(jìn)行，浮選機(jī)主軸轉(zhuǎn)速為1650 r/min，充氣量為0.1m3/m2·min。不同磨礦細(xì)度浮選試驗工藝流程見圖3，試驗結(jié)果見表2。由表2 可得，細(xì)度越細(xì)，粗精礦產(chǎn)率則更低，當(dāng)細(xì)度-0.074mm 超過51.25%時，粗精礦品位增長趨勢逐漸減緩，其他指標(biāo)如回收率與前項試驗一致。故細(xì)度為-0.075mm、51.25%有利于進(jìn)行進(jìn)一步浮選改進(jìn)試驗。因此，根據(jù)試驗結(jié)果且綜合考慮品位和回收率，確定采用-0.074mm 含量為51.25%作為本次實驗室改進(jìn)試驗的磨礦細(xì)度。

圖3 不同磨礦細(xì)度浮選試驗工藝流程

表2 不同磨礦細(xì)度浮選試驗結(jié)果（%）

2.4 碳浮選開路流程試驗

根據(jù)上述準(zhǔn)備實驗的結(jié)論，本次改進(jìn)實驗在原有碳浮選條件試驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行了開路流程試驗，改進(jìn)試驗工藝流程見圖4，改進(jìn)后碳精礦、中礦、尾礦的品位、回收率結(jié)果見表3，由表3 可見，碳浮選開路流程試驗可獲得碳精礦指標(biāo)為品位（V2O51.70%，C19.16%），回收率（V2O547.69%，C51.84%）。

圖4 碳浮選開路流程試驗工藝流程

表3 改進(jìn)浮選開路流程實驗結(jié)果（%）

由表3得，采用一次粗選一次掃選三次精選的實驗方案，可獲得碳精礦綜合回收率51.84%，而三組中礦的碳精礦回收率分別為7.47%、8.26%、4.15%，整個流程使得精礦及尾礦的回收率明顯提升，因此上述改進(jìn)實驗方案為最終優(yōu)選方案。

4 結(jié)論

該礦山的石煤礦中碳主要以游離碳形式存在，這類碳即為鏡下所見的大量碳質(zhì)物。其次是以碳酸鹽形式存在。根據(jù)全面試驗研究得出，整個實驗流程后采用改進(jìn)試驗方案，得出混合樣藥劑制度，并實行一次粗選一次掃選三次精選對碳精礦進(jìn)行回收利用，能較顯著提升回收率，并能實現(xiàn)礦物資源的高效利用。