CN103934117B

CN103934117B - 充气式浮选柱浮选铅锌硫化矿石的工艺

Info

Publication number: CN103934117B
Application number: CN201410189801.7A
Authority: CN
Inventors: 马国秋; 戴晶平; 许毓海; 王颢敏; 苏振华; 刘兵; 佟立永; 何晋勇; 钟旭群; 张笃; 邓振立; 占小龙; 陈中生; 何媛媛; 兰红红
Original assignee: GUANGXI ZHONGJIN LINGNAN MINING Co Ltd
Current assignee: GUANGXI ZHONGJIN LINGNAN MINING Co Ltd
Priority date: 2014-05-07
Filing date: 2014-05-07
Publication date: 2016-09-07
Anticipated expiration: 2034-05-07
Also published as: CN103934117A

Abstract

一种充气式浮选柱浮选铅锌硫化矿石的工艺，它充分利用了浮选柱，包括磨矿、矿浆与浮选药剂混合、粗选作业、精选作业、扫选作业等步骤，是发明人根据浮选柱三相流动力学理论，经过对矿山低品位、复杂、难选铅锌硫化矿石的工艺矿物学研究和工艺流程研究，以及对充气式浮选柱装备的研究和改进，将浮选柱成功地应用到低品位、复杂、难选铅锌硫化矿石的浮选工艺，实现了铅锌硫化矿粗选、精选、扫选各个浮选作业均采用浮选柱的工艺流程。具有自动化程度高，工人劳动强度低，选矿效率好，工艺流程简单，生产指标稳定，维修方便，建设投资和生产成本低等优势，节省药剂用量约10%、用电量约20%、用水量约20%。

Description

充气式浮选柱浮选铅锌硫化矿石的工艺

技术领域

本发明涉及一种选矿的方法，尤其是低品位、复杂、难选铅锌硫化矿石的选矿工艺。

背景技术

铅锌矿石的铅锌回收和分离一般采用泡沫浮选工艺。泡沫浮选工艺采用的浮选装备是以机械搅拌式浮选机为主，这种机械搅拌式浮选机已经有上百年的历史。近十年来，另一种浮选装置——充气式浮选柱得到迅速发展，该装置较传统的机械搅拌式浮选机具有自动化程度高、生产指标稳定、选矿效率高、工艺流程简单、维修方便、建设投资和生产成本低等优势。由于充气式浮选柱的特殊结构原因，很多的研究和试验表明浮选柱应用于细粒级的精选作业取得很好的效果，而不适合应用于粗选和扫选作业，特别是不适合粗粒级的粗选和扫选。如果浮选柱仅仅是应用到精选作业，浮选柱的优势就不能充分地发挥出来。

然而，浮选柱较传统浮选机却有着较大的技术和经济优势，只是由于铅锌矿石具有有用矿物比重大且嵌布粒度粗细不均匀的特性，加之人们对充气式浮选柱的性能并没有充分的认识，使得人们在铅锌浮选中采用全浮选柱工艺流程的研究和生产应用均以失败而告终。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于：针对低品位、复杂、难选铅锌硫化矿石提供一种自动化程度高、流程精简、效率高和生产成本低的充气式浮选柱浮选工艺。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

浮选柱是一种无搅拌机构的空气压入式浮选设备。浮选柱其断面形状有圆形、方形或上方下圆形。矿浆由上部给矿管给入，均匀地流入浮选柱内。压缩空气是经柱体下端的充气室通过竖置的空气管充入柱内。形成的大量细小气泡均匀地分布在整个断面上，矿浆在重力作用下缓缓下降，气泡由下往上缓缓升起，与矿浆中所要选取的有用矿物在柱中不断相遇。在对流运动中由于药剂的作用，所要选取的矿物便附着于升起的气泡表面上，在柱体上部形成矿化泡沫层，由刮板刮入或自溢到精矿槽中，其余矿物（一般是脉石或非选矿物）则从柱体下部锥底的尾矿管排出。浮选柱的特点是结构简单，能耗低、占地面积小，操作控制容易。本发明针对低品位、复杂、难选铅锌硫化矿石的浮选方法，充分利用了浮选柱的优势，主要做了以下工作：

1、对低品位、复杂、难选铅锌硫化矿石进行矿石工艺研究。本发明应用于的铅锌矿石主要以方铅矿、闪锌矿形式存在，铅平均品位约0.72%，锌平均品位约2.85%，其中铅矿物中硫化铅占有率约为72.08%，锌矿物中硫化锌占有率约为97.76%。方铅矿和闪锌矿嵌布粒度粗细极不均匀，方铅矿与闪锌矿之间，铅、锌矿物与黄铁矿之间连生关系复杂，方铅矿和闪锌矿的磨矿解离效果均较差。该矿石属低品位、复杂、难选铅锌硫化矿石，经选矿研究，如采用常规的浮选方法浮选该矿石，得到较为理想的铅精矿品位约54.5%、回收率约55.7%，锌精矿品位约46.6%、回收率86.4%；

2、对铅锌硫化矿石的嵌布粒度进行详细的研究，在保证矿石不过磨的前提下，制定合理的磨矿工艺粒度，要求磨矿细度达到-200目占75%~80%。为此，引进了国内先进高效的磨矿设备，严格控制磨矿细度，以确保浮选柱应用于铅锌浮选粗选和扫选作业的浮选效果；

3、根据浮选柱的技术特点，对铅锌矿石浮选进行合理的工艺流程的研究，制定合理的作业段数。在保证选矿指标的前提下，简化流程，降低生产成本；

4、对浮选的药剂制度进行了优化研究，特别是药剂的添加方式和添加点，使之符合浮选柱浮选工艺要求。药剂采用国内成熟的PLC自动给药系统进行添加。传统的浮选机流程给药点一般为浮选作业前的搅拌桶或浮选槽的尾槽。由于浮选柱采用加压泵给矿的方式进行给矿的，粗、扫选作业前均设搅拌桶，因此粗、扫选作业给药点为搅拌桶，精选作业给药点为给矿泵池。粗、扫选作业前增设搅拌桶，并通过砂泵加压给矿，保证了药剂与矿浆混匀并有充足的作用时间；

5、独特的浮选柱喷枪式微泡发泡器和给料器结构，给粗粒级精矿的泡沫矿化和输送提供稳定的条件。浮选柱采用了厂家独特的喷枪式微泡发泡器和给料器结构，结构简单，发泡效果好，工作可靠，可截流维修，给料均匀，保证了泡沫矿化和矿浆的输送稳定性；

6、采用国内先进的载流X荧光品位分析仪对浮选原矿、精矿及尾矿品位进行实时监控，以品位为依据对矿浆流量、pH值、浮选药剂量、浮选柱气压、气量及泡沫层高等参数进行及时调整，从而确保浮选稳定性、浮选质量和效率；

7、在浮选过程中，优先的监测工艺参数有：磨矿细度；入选浓度、流量；原矿、精矿及尾矿品位；矿浆PH值；浮选柱泡沫层层高；

8、现有浮选柱技术中早就了解到了浮选柱的优越性，在国外有人将浮选柱应用于铅锌矿石的选矿精选作业流程中，在国内有人进行了浮选柱应用于铅锌矿石的选矿试验中，而没有成功运用于工业生产的报道，更没有成功应用于低品位、复杂、难选铅锌硫化矿粗、精、扫选各个作业和分离的报道。主要存在的原因有：对矿石性质研究不到位，磨矿细度不合理；选用的浮选柱浮选效率不高；工艺流程及具体的工艺参数不合理。本发明经过对矿石性质的研究，摸清了矿山低品位、复杂、难选硫化铅锌矿石的矿物性质，确定了入选原矿细度需达到-200目75%~80%，以克服浮选柱对粗粒级矿物浮选效果不佳的缺陷。本发明采用的浮选柱运用的具有自主知识产权开发的微泡发泡器，厂家已申请专利；该微泡发泡器发泡效果好、工作可靠，运用了三相流动力学理论，矿粒与气泡相向运动，碰撞和粘附几率大，并配备了自动控制系统，随时调节液位、流量及气压，浮选效率好、富集比高。针对选用的浮选柱特性及传统生产工艺流程的进行了研究，并通过工业试验验证了浮选柱的浮选效果，拟定了合理的工业生产工艺流程及工艺参数，使浮选柱成功应用于低品位、复杂、难选铅锌硫化矿粗、精、扫选各个作业。

以上发明充气式浮选柱浮选低品位、复杂、难选铅锌硫化矿石工艺流程的主要技术方案，是发明人根据浮选柱三相流动力学理论，经过对矿山低品位、复杂、难选铅锌硫化矿石的工艺矿物学研究和工艺流程的研究，以及对充气式浮选柱装备的研究和改进，将浮选柱成功地应用到低品位、复杂、难选铅锌硫化矿石的浮选工艺粗选、精选及扫选各个作业，实现了铅锌硫化矿各个浮选作业均采用浮选柱的工艺流程。

低品位、复杂、难选铅锌硫化矿石全浮选柱浮选流程的应用，较采用传统的机械浮选机而言，其具有优势如下：

（1）简化了工艺流程，采用浮选柱取代浮选机后，一段浮选柱作业可代替两段浮选机作业。传统的浮选机工艺流程铅浮选循环二粗、五精、二扫，锌浮选循环二粗、四精、三扫，可简化为铅循环一粗、二精、一扫，锌浮选循环一粗、二精、二扫的浮选柱工艺流程，设备由58台浮选机简化为8台浮选柱；

（2）提高了选矿效率，浮选柱富集比高，与传统机械搅拌式浮选机流程比较，铅、锌精矿回收率均提高2个百分点以上；

（3）自动化程度高，浮选柱完善的自动化控制系统可以便捷地调节泡沫层厚度，控制流程流量，稳定了生产过程，降低了工人的劳动强度；

（4）维修方便，浮选柱的主要消耗件是充气喷枪，寿命在一年以上，可以载流更换，不影响生产。免去了浮选机搅拌装置的经常性维修，降低生产成本；

（5）建设投资省。浮选柱装备可置于露天而无需建厂房，另外浮选柱为柱形结构，同等生产规模下比浮选机厂房占地减少一半以上，大大节约建设投资；

（6）生产成本低，节省药剂用量约10%，节约用电约20%，节约用水约20%。

本发明特别针对低品位、复杂、难选铅锌硫化矿石，当然也可以推广到其它有色金属、黑色金属、非金属建材、化工原料的浮选工艺。

附图说明

图1是采用传统的机械搅拌式浮选机浮选低品位、复杂、难选铅锌硫化矿石工艺流程图；

图2是本发明工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作进一步说明。

图1所示，是传统的机械搅拌式浮选机浮选低品位、复杂、难选铅锌硫化矿石的工艺流程图。采用的是先浮铅后浮锌的“优先浮选”工艺流程，原矿处理能力为3000吨/天，铅浮选循环为二次粗选作业、五次精选作业、二次扫选作业，浮选机SF-8为18台、7A为5台、6A为3台；锌浮选循环为二次粗选作业、四次精选作业、三次扫选作业，浮选机SF-8为27台、7A为5台。工艺流程中浮选机SF-8共需45台、7A共需10台、6A共需3台，装机容量为1586.5Kw。

传统工艺流程说明：

（1）磨矿分级的溢流矿浆（原矿）经∅2.5×2.5m普通搅拌桶加药搅拌均匀后，进入铅粗选作业。铅粗选作业经过两次粗选作业后，得到初步富集的铅粗精矿和铅粗选尾矿，铅粗精矿进入下一步的铅精选作业，铅粗选尾矿进入下一步的铅扫选作业；

（2）铅精选共分五次精选作业，最终得到铅精矿，精选尾矿依次返回上一道作业；

（3）铅扫选共分两次扫选作业，使铅粗选作业没有回收的铅尽可能得到回收，扫选精矿依次返回上一道作业，扫选作业最终尾矿进入锌浮选循环；

（4）铅扫选作业最终尾矿经三台∅2.5×2.5m普通搅拌桶加药搅拌均匀后，进入锌粗选作业；锌粗选经过两次粗选作业，得到初步富集的锌粗精矿和锌粗选尾矿，锌粗精矿进入下一步的锌精选作业，锌粗选尾矿进入下一步的锌扫选作业；

（5）锌精选共分四次精选作业，最终得到锌精矿，精选尾矿依次返回上一道作业；

（6）锌扫选共分三次扫选作业，使锌粗选作业没有回收的锌尽可能得到回收，扫选精矿依次返回上一道作业，扫选尾矿即为最终尾矿；

（7）上述步骤即是传统的机械搅拌式浮选机浮选低品位、复杂、难选铅锌硫化矿石的浮选流程，该浮选流程复杂、冗长，占地面积大，投资较高，设备数量多，易损耗件多，维修工作量大，自动化程度低，不利现场控制，现场操作人数多，生产成本较高；

（8）根据现场生产实践，该浮选流程浮选矿山低品位、复杂、难选铅锌硫化矿石循环量大，特别是锌精选一浮选循环，使流程经常出现冒槽、跑槽现象，造成流程不稳定、金属易流失，不利于金属的有效回收。

图2所示，是本发明充气式浮选柱浮选低品位、复杂、难选铅锌硫化矿石的工艺流程图。采用的依然是先浮铅后浮锌的“优先浮选”工艺流程，铅浮选循环仅为一次粗选作业、二次精选作业、一次扫选作业；锌浮选循环仅为一次粗选作业、二次精选作业、二次扫选作业。原矿处理能力为3000吨/天的工艺流程中，浮选柱CGPF∅4.5×8m共需4台，CGPF∅2.5×8m、CGPF∅1.8×8m、CGPF∅1.5×8m、CGPF∅1.2×8m各需1台，浮选机JJF×8m³需3台。具体工艺步骤如下：

A、磨矿，对低品位、复杂、难选铅锌硫化原矿加水进行研磨，得到细度达到-200目占75%~80%的矿浆；

B、矿浆与浮选药剂混合，将入选的矿浆与浮选药剂送入矿浆搅拌桶内搅拌均匀，得矿浆浮选药剂混合物；

C、铅粗选，将矿浆浮选药剂混合物由矿浆泵高压送入铅粗选浮选柱顶部的给料口，给料口连接着矿浆分配器，与此同时，压缩空气经浮选柱底部环形气管由喷枪式微泡发泡器产生气泡进入浮选柱；在浮选柱中，在压缩空气的作用下气泡缓慢上升与矿粒相互碰撞形成矿化带，有用矿物粘附于泡沫表面，泡沫上升至浮选柱的上方形成泡沫层，并流入泡沫槽，成为铅粗选精矿矿浆，进入下一个铅精选一浮选柱；下沉于浮选柱下面的矿物为尾矿矿浆，从铅粗选浮浮选柱下部的尾矿调节阀排出，进入铅扫选浮选柱；

D、铅精选一，铅粗精矿矿浆进入铅精选一浮选柱，在铅精选一浮选柱中在压缩空气的作用下气泡缓慢上升与矿粒相互碰撞形成矿化带，有用矿物粘附于泡沫表面，泡沫上升至浮选柱的上方形成泡沫层，并流入泡沫槽；使铅粗精矿中的铅得到进一步富集，得到铅精选一精矿；铅精选一精矿泡沫去铅精选二浮选柱作业，铅精选一尾矿返回铅粗选浮选柱循环作业；

E、铅精选二，铅精选一精矿进入铅精选二浮选柱，在铅精选二浮选柱中在压缩空气的作用下气泡缓慢上升与矿粒相互碰撞形成矿化带，有用矿物粘附于泡沫表面，泡沫上升至浮选柱的上方形成泡沫层，并流入泡沫槽；铅精选二作业使铅精选一精矿中的铅得到再一次富集，得到最终的铅精矿；铅精选二精矿泡沫流入浓密池浓缩过滤后得铅精矿产品，控制品位为54%~58%，铅精选二尾矿返回铅精选一浮选柱循环作业；

F、铅扫选，从铅粗选浮选柱下部调节阀排出的尾矿进入铅扫选浮选柱，在铅扫选浮选柱中在压缩空气的作用下气泡缓慢上升与矿粒相互碰撞形成矿化带，有用矿物粘附于泡沫表面，泡沫上升至浮选柱的上方形成泡沫层，并流入泡沫槽；铅扫选精矿泡沫返回铅粗选循环作业，铅扫选尾矿去锌浮选流程，铅扫选作业使铅粗选尾矿中的铅得到进一步回收；

G、锌活化，铅扫选尾矿进入搅拌桶中，添加硫酸铜药剂使铅浮选作业中被抑制的锌得到充分活化，并与丁黄药、2#油药剂充分混合；

H、锌粗选，活化后的铅扫选尾矿进入锌粗选浮选柱，在锌粗选浮选柱中在压缩空气的作用下气泡缓慢上升与矿粒相互碰撞形成矿化带，有用矿物粘附于泡沫表面，泡沫上升至浮选柱的上方形成泡沫层，并流入泡沫槽，成为锌粗选精矿泡沫；锌粗选作业使原矿中的锌得到初步的富集，得到锌粗精矿；锌粗精矿泡沫去锌精选一作业，锌粗尾矿去锌扫选作业；

I、锌精选一，锌粗精矿泡沫进入锌精选一浮选柱，在锌精选一浮选柱中在压缩空气的作用下气泡缓慢上升与矿粒相互碰撞形成矿化带，有用矿物粘附于泡沫表面，泡沫上升至浮选柱的上方形成泡沫层，并流入泡沫槽，成为锌精选一精矿泡沫；锌精选一作业使锌粗精矿中的锌得到进一步富集，得到锌精选一精矿；锌精选一精矿泡沫去锌精选二作业，锌精选一尾矿返回锌粗选作业；

J、锌精选二，锌精选一精矿泡沫进入锌精选二浮选柱，在锌精选一浮选柱中在压缩空气的作用下气泡缓慢上升与矿粒相互碰撞形成矿化带，有用矿物粘附于泡沫表面，泡沫上升至浮选柱的上方形成泡沫层，并流入泡沫槽，成为锌精选二精矿泡沫流入浓密池浓缩过滤后得锌精矿产品，控制品位为46%~50%，锌精选二尾矿返回锌精选一循环作业；锌精选二作业使锌精选一精矿中的锌得到再一次富集，得到最终的锌精矿；

K、铅扫选一，锌粗尾矿进入锌扫选一浮选柱，在锌精选一浮选柱中在压缩空气的作用下气泡缓慢上升与矿粒相互碰撞形成矿化带，有用矿物粘附于泡沫表面，泡沫上升至浮选柱的上方形成泡沫层，并流入泡沫槽，成为锌扫选一精矿泡沫返回锌粗选循环作业，锌扫选一尾矿去锌扫选二作业；铅扫选一作业使锌粗选尾矿中的锌得到进一步回收，得到锌扫选一精矿；

L、锌扫选二，锌扫选一尾矿进入锌扫选二作业，该作业采用传统浮选机作业，以克服浮选柱对粗粒级矿物浮选效果不佳的缺陷，保证粗粒级有用矿物的回收。锌扫选二作业得到的锌扫选二精矿泡沫返回锌扫选一，锌扫选二尾矿即为最终尾矿，通过管道自流到尾矿泵站，铅扫选二作业使锌扫选一尾矿中的锌得到再一次回收。

在各步骤的浮选过程中，对浮选工艺参数中的一个或多个进行实时监测和控制，以达到最佳的效果。一般有：

（1）磨矿细度：在旋流器溢流口监测，根据工艺要求严格控制；

（2）矿浆

a、浓度：铅粗选入选矿浆浓度在旋流器溢流监测，其他作业浓度在搅拌桶或浮选柱泡沫槽中监测；

b、流量：球磨机通过电子皮带秤计量给矿，严格控制给矿量，以确保磨矿稳定性和磨矿细度；因此浮选给矿流量基本稳定，各作业矿浆流量通过浮选柱自控系统浆阀开度实时监测；

c、品位：采用国内先进的载流X荧光品位分析仪对浮选原矿、铅精矿、锌精矿及尾矿品位进行实时监控；

d、pH值：在浮选柱液面(泡沫层)测定；

（3）精矿

a、流量：在浮选柱泡沫槽监测；

b、品位：在精矿输送管中截流，采用国内先进的载流X荧光品位分析仪实时监控。

c、pH值：在浮选柱泡沫槽监测；

（4）尾矿

a、流量：在浮选槽中尾矿箱监测；

b、浓度：在浮选槽中尾矿箱监测；

c、品位：在尾矿输送管中截流，采用国内先进的载流X荧光品位分析仪实时监控；

d、pH值：在浮选槽中尾矿箱监测；

（5）药剂

a、浓度：在选矿药剂给药搅拌桶中监测；

b、流量：采用国内成熟的PLC自动给药系统设定，在给药箱出口管中监测；

（6）发泡器气量：喷枪式微泡发泡器开启数量；

（7）浮选柱气压：在浮选柱自控系统监测；

（8）浮选柱泡沫层层高：在浮选柱自控系统设定，实时监测。

其中：

铅粗选作业采用1台CGPF∅4.5×8m浮选柱，入选矿浆浓度为36%~40%，pH值8~9，浮选柱控制气压0.45~0.52 Mpa、气量860~940 m3/h、泡沫层层高100~120mm，添加浮选药剂为2#油15~20g/t、石灰750~900g/t（加入球磨机）、丁黄药60~70 g/t（加入球磨机）、乙硫氮50~60 g/t（加入球磨机），并对精矿泡沫量及品位(18%~24%)进行实时监控。铅粗精矿泡沫去铅精选一作业，铅粗选尾矿去铅扫选作业。浮选柱前设∅2.5×2.5m的搅拌桶，磨矿分级旋流器溢流经搅拌桶缓冲后加压进入浮选柱。铅粗选作业使原矿中的铅得到初步富集，得到铅粗精矿。

铅精选一浮选柱采用1台CGPF∅1.5×8m浮选柱，入选矿浆为铅粗精矿，浓度为28%~32%，pH值10~12，浮选柱控制气压0.44~0.50 Mpa、气量120~180 m3/h、泡沫层层高450~700mm，添加浮选药剂为丁黄10~20g/t、乙硫氮10~20g/t，并对精矿泡沫量及品位(36%~42%)进行实时监控；铅精选一作业使铅粗精矿中的铅得到进一步富集，得到铅精选一精矿。

铅精选二作业采用1台CGPF∅1.2×8m浮选柱，入选矿浆浓度为36%~40%，pH值10~12，浮选柱控制气压0.44~0.50 Mpa、气量100~140 m³/h、泡沫层层高550~800mm，添加浮选药剂为石灰300~450g/t、腐植酸钠40~50g/t，并对精矿泡沫量及品位进行实时监控。铅精选二作业使铅精选一精矿中的铅得到再一次富集，得到最终的铅精矿。铅精选二精矿泡沫流入浓密池浓缩过滤后得铅精矿产品，控制品位为54%~58%。

铅扫选作业采用1台CGPF∅4.5×8m浮选柱，入选矿浆浓度为34%~38%，pH值8~9，浮选柱控制气压0.45~0.52 Mpa、气量820~900 m³/h、泡沫层层高80~100mm，添加浮选药剂为丁黄药30~40g/t，并对精矿泡沫量及品位进行实时监控。铅扫选精矿泡沫返回铅粗选作业，铅扫选尾矿去锌浮选流程。铅扫选作业使铅粗选尾矿中的铅得到进一步回收。

锌粗选作业采用1台CGPF∅4.5×8m浮选柱，入选矿浆来自铅扫选作业的尾矿，浓度为32%~36%，pH值9~10，浮选柱控制气压0.45~0.52 Mpa、气量860~940 m³/h、泡沫层层高100~120mm，添加浮选药剂为2#油5~10g/t、丁黄药100~160g/t、硫酸铜350~500g/t，并对精矿泡沫量及品位(20%~24%)进行实时监控。锌粗选作业前设置三台∅2.5×2.5m搅拌桶，依次添加硫酸铜、丁黄药、2#油药剂，添加硫酸铜使铅浮选作业中被抑制的锌得到充分活化。锌粗选作业使原矿中的锌得到初步的富集，得到锌粗精矿。锌粗选精矿泡沫去锌精选一作业，锌粗选尾矿去锌扫选作业。

锌精选一作业采用1台CGPF∅2.5×8m浮选柱，入选矿浆浓度为36%~40%，pH值10~12，浮选柱控制气压0.44~0.50 Mpa、气量320~340 m³/h、泡沫层层高300~400mm，添加浮选药剂为石灰210~320g/t、丁黄药20~30g/t、硫酸铜25~40g/t，并对精矿泡沫量及品位(30%~38%)进行实时监控。锌精选一作业使锌粗精矿中的锌得到进一步富集，得到锌精选一精矿。

锌精选二作业采用1台CGPF∅1.8×8m浮选柱，入选矿浆浓度为38%~42%，pH值11~13，浮选柱控制气压0.44~0.50 Mpa、气量160~180 m³/h、泡沫层层高300~500mm，添加浮选药剂为石灰200~350g/t、丁黄药10~20g/t，并对精矿泡沫量及品位进行实时监控。锌精选二精矿泡沫流入浓密池浓缩过滤后得锌精矿产品，控制品位为46%~50%。锌精选二作业使锌精选一精矿中的锌得到再一次富集，得到最终的锌精矿。

锌扫选一作业采用1台CGPF∅4.5×8m浮选柱，入选矿浆浓度为30%~35%，pH值8~9,浮选柱控制气压0.45~0.52 Mpa、气量860~920 m³/h、泡沫层层高100~120mm，添加浮选药剂为丁黄药30~40g/t、硫酸铜70~80g/t，并对精矿泡沫量及品位(10%~14%)进行实时监控。铅扫选一作业使锌粗选尾矿中的锌得到进一步回收，得到锌扫选一精矿。

锌扫选二作业采用3台JJF×8m³浮选机，入选矿浆浓度为26%~30%，pH值8~9，添加浮选药剂为丁黄药25~35g/t，对尾矿量及尾矿品位(Pb0.2%~0.3%、Zn0.2%~0.3%)进行实时监控。锌扫选二精矿泡沫返回锌扫选一，锌扫选二尾矿即为最终尾矿，浓度约25%~27%，通过管道自流到尾矿泵站。铅扫选二作业使锌扫选一尾矿中的锌得到再一次回收。

通过图1与图2比较，可以发现采用充气式浮选柱浮选低品位、复杂、难选铅锌硫化矿石，工艺流程得到大大简化，设备数量大幅度减少，一段浮选柱浮选作业可以代替多段浮选机浮选作业。浮选柱为柱形结构，可露天布置，占地面积小，因此建设投资省。浮选柱采用自动控制系统，自动化程度高，易损耗件少，设备维护成本以及系统运行成本较低；浮选柱完善的自动化控制系统稳定生产过程，降低了工人的劳动强度，浮选效率高、富集比高，有利于提高工艺指标。

本发明实施方式如下：

（1）基础工作研究——矿石性质的研究、工艺流程及工艺参数的研究、浮选柱装备特性的研究。研究表明入选原矿磨矿细度及浮选柱发泡效果、选矿效率等因素是浮选指标好坏的关键；

（2）采用小型浮选柱试验装置进行实验室小型试验研究；

（3）采用工业型设备进行局部工业型试验，为工业化生产提供可靠的依据；充气式浮选柱浮选低品位、复杂、难选铅锌硫化矿石进行了工业试验，论证了用浮选柱进行铅锌矿矿石浮选的可行性，并掌握工艺的不足之处，为工业化应用提供了设计依据。

实施例一：通过浮选柱铅粗选工业试验，确定合理的磨矿细度。经试验得出，原矿磨矿细度达到-200目占75.4%时，铅粗选单机回收率达到73.2%，磨矿细度急需加大时，回收率增幅不明显。如果在其它参数不变的情况下，-200目占比例小于75%时，回收率低于65.7%，减少的幅度较大，直接影响选矿回收率。综合考虑选矿指标和磨矿成本，该矿石浮选柱浮选入选磨矿细度控制在75%~80%；

实施例二：通过浮选柱工业试验，确定浮选柱应用于铅锌矿粗选作业。经试验得出浮选柱粗选作业最佳条件为：喷枪气压0.48 Mpa，单位柱截面气量0.96m³/min，泡沫层层高110mm。铅粗选作业利用2#油作起泡剂，石灰为调整剂，丁黄药和乙硫氮为捕收剂，铅粗选单机回收率达到72.6%，品位17.8%。锌粗选作业利用硫酸铜作为活化剂，2#油作起泡剂，石灰为调整剂，丁黄药为捕收剂，锌粗选单机回收率达到92.8%，品位21.5%。如果浮选柱气压、气量或泡沫层高比前述变化较大，铅粗选及锌粗选单机回收率均变小。由此可见，浮选柱气压、气量或泡沫层高直接影响选矿回收率。根据浮选柱粗选与现场浮选机粗选作业效果比较，浮选柱粗选达到了浮选机两段粗选作业的浮选效果；

实施例三：通过浮选柱工业试验，确定浮选柱应用于铅锌矿扫选作业。经试验得出浮选柱扫选作业最佳条件为：喷枪气压0.48 Mpa，单位柱截面气量0.95m³/min，泡沫层层高90mm。铅扫选作业利用丁黄药为捕收剂，铅扫选单机回收率达到15.7%，品位0.31%。锌扫选作业利用硫酸铜作为活化剂，丁黄药为捕收剂，锌扫选单机回收率达到16.2%，品位0.24%。如果浮选柱气压、气量或泡沫层高比前述变化较大，铅扫选及锌扫选单机品位均变大，回收率变小。由此可见，浮选柱气压、气量或泡沫层高直接影响选矿回收率。根据浮选柱扫选与现场浮选机扫选作业效果比较，浮选柱扫选达到了浮选机扫选作业的浮选效果；

实施例四：通过铅锌浮选工业试验，确定浮选柱低品位、复杂、难选铅锌硫化矿的可行性。利用设计的先浮铅后浮锌的“优先浮选”工艺流程进行300吨/天浮选工业试验。原矿铅品位为0.75%、锌品位为2.65%。铅浮选循环为“一次粗选、二次精选业、一次扫选”，2#油作起泡剂，石灰为调整剂，丁黄药和乙硫氮为捕收剂；锌浮选循环为“一次粗选、二次精选、二次扫选”，硫酸铜作为活化剂，2#油作起泡剂，石灰为调整剂，丁黄药为捕收剂。原矿磨矿细度达到-200目占77.5%；粗选作业设定喷枪气压0.48 Mpa、单位柱截面气量0.96m³/min、泡沫层层高110mm；扫选作业设定喷枪气压0.48 Mpa、单位柱截面气量0.95m³/min、泡沫层层高90mm；铅精选一设定气压0.46 Mpa、单位柱截面气量1.15 m³/min、泡沫层层高550mm；铅精选二设定气压0.46 Mpa、单位柱截面气量1.45 m³/min、泡沫层层高650mm；锌精选一气压0.48 Mpa、单位柱截面气量1.08m³/min、泡沫层层高350mm；锌精选二气压0.48 Mpa、单位柱截面气量1.15m³/min、泡沫层层高300~500mm。最终得到铅精矿2.27吨，品位56.5%，回收率56.9%；锌精矿14.59吨，品位48.3%，回收率88.7%；尾矿283.14吨，铅、锌品位分别为0.22%、0.24%。与现场传统浮选机流程生产指标相比，浮选柱浮选效果较好，铅、锌精矿回收率均有所提高，并具有工艺流程简单、自动化程度高、浮选效率高等优势；

（4）充气式浮选柱浮选低品位、复杂、难选铅锌硫化矿石工艺流程应用于工业化生产。如图2所示，充气式浮选柱浮选低品位、复杂、难选铅锌硫化矿石采用的也是先浮铅后浮锌的“优先浮选”工艺流程，铅浮选循环为一次粗选作业、二次精选作业、一次扫选作业；锌浮选循环仅为一次粗选作业、二次精选作业、二次扫选作业。其选矿过程为：浮选药剂从自动给药系统送入矿浆搅拌桶（或泵池），与矿浆充分搅拌后由矿浆泵高压送入浮选柱顶部的给料口，给料口连接着矿浆分配器；与此同时，压缩空气经浮选柱底部环形气管由喷枪式微泡发泡器产生气泡，气泡缓慢上升与矿粒碰撞形成矿化带，有用矿物粘附于泡沫，泡沫上升至浮选柱的上方形成泡沫层，并流入泡沫槽，即为精矿，尾矿矿浆从浮选柱下部的尾矿调节阀排出；

（5）工业应用中，我们发现浮选柱浮选铅锌硫化矿工艺，流程得到简化，浮选效率好，铅锌浮选最终尾矿浓度可控制在25%~27%，而传统浮选机浮选工艺尾矿浓度为21%~23%，浮选柱工艺节约用水量约20%。较传统浮选机浮选工艺，浮选柱浮选工艺丁黄药用量由0.382 kg/t下降到0.310 kg/t，减少18.85%；乙硫氮用量由0.088 kg/t下降到0.075 kg/t，减少14.77%；硫酸铜用量由0.383 kg/t下降到0.349 kg/t，减少8.88%；腐植酸钠用量由0.117 kg/t下降到0.049 kg/t，减少58.12%；石灰用量由3.779 kg/t下降到3.579 kg/t，减少5.29%；2#油用量由0.030 kg/t下降到0.027 kg/t，减少10%。可见各种药剂用量均有所下降，总体用量下降约10%。浮选柱工艺主要耗电设备为空压机及砂泵，3000t/d工艺流程装机容量为1238.5Kw，比传统工艺流程（装容量1586.5Kw）减小21.94%，可节约用电约20%。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种充气式浮选柱浮选铅锌硫化矿石的工艺，它充分利用了浮选柱，包括以下步骤：

B、矿浆与浮选药剂混合，将入选的矿浆与浮选药剂送入矿浆搅拌桶内搅拌均匀，得矿浆与浮选药剂混合物；

C、铅粗选，将矿浆浮选药剂混合物由矿浆泵高压送入铅粗选浮选柱顶部的给料口，给料口连接着矿浆分配器，与此同时，压缩空气经浮选柱底部环形气管由喷枪式微泡发泡器产生气泡进入浮选柱；在浮选柱中，在压缩空气的作用下气泡缓慢上升与矿粒相互碰撞形成矿化带，有用矿物粘附于泡沫表面，泡沫上升至浮选柱的上方形成泡沫层，并流入泡沫槽，成为铅粗精矿矿浆，进入下一个铅精选一浮选柱；下沉于浮选柱下面的矿物为尾矿矿浆，从铅粗选浮选柱下部的尾矿调节阀排出，进入铅扫选浮选柱；

G、锌活化，铅扫选尾矿分别进入三个搅拌桶中，依次添加硫酸铜、丁黄药、2#油药剂，添加硫酸铜使铅浮选作业中被抑制的锌得到充分活化；

H、锌粗选，活化后的铅扫选尾矿进入锌粗选浮选柱，在锌粗选浮选柱中在压缩空气的作用下气泡缓慢上升与矿粒相互碰撞形成矿化带，有用矿物粘附于泡沫表面，泡沫上升至浮选柱的上方形成泡沫层，并流入泡沫槽，成为锌粗精矿泡沫；锌粗选作业使原矿中的锌得到初步的富集，得到锌粗精矿；锌粗精矿泡沫去锌精选一作业，锌粗尾矿去锌扫选一作业；

I、锌精选一，锌精矿泡沫进入锌精选一浮选柱，在锌精选一浮选柱中在压缩空气的作用下气泡缓慢上升与矿粒相互碰撞形成矿化带，有用矿物粘附于泡沫表面，泡沫上升至浮选柱的上方形成泡沫层，并流入泡沫槽，成为锌精选一精矿泡沫；锌精选一作业使锌粗精矿中的锌得到进一步富集，得到锌精选一精矿；锌精选一精矿泡沫去锌精选二作业，锌精选一尾矿返回锌粗选作业；

J、锌精选二，锌精选一精矿泡沫进入锌精选二浮选柱，在锌精选二浮选柱中在压缩空气的作用下气泡缓慢上升与矿粒相互碰撞形成矿化带，有用矿物粘附于泡沫表面，泡沫上升至浮选柱的上方形成泡沫层，并流入泡沫槽，成为锌精选二精矿泡沫流入浓密池浓缩过滤后得锌精矿产品，控制品位为46%~50%，锌精选二尾矿返回锌精选一循环作业；锌精选二作业使锌精选一精矿中的锌得到再一次富集，得到最终的锌精矿；

K、锌扫选一，锌粗尾矿进入锌扫选一浮选柱，在锌精选一浮选柱中在压缩空气的作用下气泡缓慢上升与矿粒相互碰撞形成矿化带，有用矿物粘附于泡沫表面，泡沫上升至浮选柱的上方形成泡沫层，并流入泡沫槽，成为锌扫选一精矿泡沫返回锌粗选循环作业，锌扫选一尾矿去锌扫选二作业；锌扫选一作业使锌粗选尾矿中的锌得到进一步回收，得到锌扫选一精矿；

L、锌扫选二，锌扫选一尾矿进入锌扫选二作业，该作业采用传统浮选机作业，以克服浮选柱对粗粒级矿物浮选效果不佳的缺陷，保证粗粒级有用矿物的有效回收；

锌扫选二作业得到的锌扫选二精矿泡沫返回锌扫选一，锌扫选二尾矿即为最终尾矿，通过管道自流到尾矿泵站，锌扫选二作业使锌扫选一尾矿中的锌得到再一次回收。

2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：

在各步骤的浮选过程中，对浮选工艺参数中的一个或多个进行实时监测和控制，以达到最佳的效果。

3.根据权利要求1或2所述的工艺，其特征在于：

铅粗选作业采用CGPF4.5×8m浮选柱，入选矿浆浓度为36%~40%，pH值8~9，浮选柱控制气压0.45~0.52 Mpa、气量860~940 m³/h、泡沫层层高100~120mm，添加浮选药剂为2#油15~20g/t、石灰750~900g/t、丁黄药60~70 g/t、乙硫氮50~60 g/t，并对精矿泡沫量及品位进行实时监控，品位控制在18%~24%；铅粗精矿泡沫去铅精选一作业，铅粗选尾矿去铅扫选作业；

浮选柱前设2.5×2.5m的搅拌桶，磨矿分级旋流器溢流经搅拌桶缓冲后加压进入浮选柱。

4.根据权利要求1或2所述的工艺，其特征在于：

铅精选一浮选柱采用CGPF1.5×8m浮选柱，入选矿浆为铅粗精矿，浓度为28%~32%，pH值10~12，浮选柱控制气压0.44~0.50 Mpa、气量120~180 m³/h、泡沫层层高450~700mm，添加浮选药剂为丁黄药10~20g/t、乙硫氮10~20g/t，并对精矿泡沫量及品位进行实时监控，品位控制在36%~42%；铅精选一作业使铅粗精矿中的铅得到进一步富集，得到铅精选一精矿；铅精选一精矿泡沫去铅精选二作业，铅精选一尾矿返回铅粗选作业。

5.根据权利要求1或2所述的工艺，其特征在于：

铅精选二作业采用CGPF1.2×8m浮选柱，入选矿浆浓度为36%~40%，pH值10~12，浮选柱控制气压0.44~0.50 Mpa、气量100~140 m³/h、泡沫层层高550~800mm，添加浮选药剂为石灰300~450g/t、腐植酸钠40~50g/t，并对精矿泡沫量及品位进行实时监控；

铅精选二作业使铅精选一精矿中的铅得到再一次富集，得到最终的铅精矿；铅精选二精矿泡沫流入浓密池浓缩过滤后得铅精矿产品，控制品位为54%~58%，铅精选二尾矿返回铅精选一作业。

6.根据权利要求1或2所述的工艺，其特征在于：

铅扫选作业采用CGPF4.5×8m浮选柱，入选矿浆浓度为34%~38%，pH值8~9，浮选柱控制气压0.45~0.52 Mpa、气量820~900 m³/h、泡沫层层高80~100mm，添加浮选药剂为丁黄药30~40g/t，并对精矿泡沫量及品位进行实时监控；

铅扫选精矿泡沫返回铅粗选作业，铅扫选尾矿去锌浮选流程；

铅扫选作业使铅粗选尾矿中的铅得到进一步回收。

7.根据权利要求1或2所述的工艺，其特征在于：

锌粗选作业采用CGPF4.5×8m浮选柱，入选矿浆来自铅扫选作业的尾矿，浓度为32%~36%，浮选柱控制气压0.45~0.52 Mpa、气量860~940 m³/h、泡沫层层高100~120mm，添加浮选药剂为2#油5~10g/t、丁黄药100~160g/t、硫酸铜350~500g/t，并对精矿泡沫量及品位进行实时监控，品位控制在20%~24%；

锌粗选作业前设置三台2.5×2.5m搅拌桶，依次添加硫酸铜、丁黄药、2#油药剂，使铅浮选作业中被抑制的锌得到充分活化；

锌粗选作业使原矿中的锌得到初步的富集，得到锌粗精矿；

锌粗选精矿泡沫去锌精选一作业，锌粗选尾矿去锌扫选作业。

8.根据权利要求1或2所述的工艺，其特征在于：

锌精选一作业采用CGPF2.5×8m浮选柱，入选矿浆浓度为36%~40%，pH值10~12，浮选柱控制气压0.44~0.50 Mpa、气量300~320 m³/h、泡沫层层高300~400mm，添加浮选药剂为石灰210~320g/t、丁黄药20~30g/t、硫酸铜25~40g/t，并对精矿泡沫量及品位进行实时监控，品位控制在30%~38%；

锌精选一作业使锌粗精矿中的锌得到进一步富集，得到锌精选一精矿；锌精选一精矿泡沫去锌精选二作业，锌精选一尾矿返回锌粗选作业。

9.根据权利要求1或2所述的工艺，其特征在于：

锌精选二作业采用CGPF1.8×8m浮选柱，入选矿浆浓度为38%~42%，pH值11~13，浮选柱控制气压0.44~0.50 Mpa、气量140~160 m³/h、泡沫层层高300~500mm，添加浮选药剂为石灰200~350g/t、丁黄药10~20g/t，并对精矿泡沫量及品位进行实时监控；锌精选二精矿泡沫流入浓密池浓缩过滤后得锌精矿产品，控制品位为46%~50%，锌精选二尾矿返回锌精选一。

10.根据权利要求1或2所述的工艺，其特征在于：

锌扫选一作业采用CGPF4.5×8m浮选柱，入选矿浆浓度为30%~35%，pH值8~9,浮选柱控制气压0.45~0.52 Mpa、气量860~920 m³/h、泡沫层层高100~120mm，添加浮选药剂为丁黄药30~40g/t、硫酸铜70~80g/t，并对精矿泡沫量及品位进行实时监控，品位控制在10%~14%；铅扫选一作业使锌粗选尾矿中的锌得到进一步回收，得到锌扫选一精矿；

锌扫选二作业采用JJF×8m³浮选机，入选矿浆浓度为26%~30%，pH值8~9，添加浮选药剂为丁黄药25~35g/t，对尾矿量及尾矿品位进行实时监控，品位控制在Pb0.2%~0.3%、Zn0.2%~0.3%；

锌扫选二精矿泡沫返回锌扫选一，锌扫选二尾矿即为最终尾矿，通过管道自流到尾矿泵站；锌扫选二作业使锌扫选一尾矿中的锌得到进一步的回收。