CN106423538A - 一种铜矿及有色金属矿选矿的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种铜矿及有色金属矿低能耗选矿的方法及装置，它包括以下步骤：矿石破碎与储存→料床粉磨→选粉→气固分离→矿浆制备→选矿→自由水脱除，对比业内已有的“湿磨湿选”选矿法，本技术方案采用“干磨湿选”选矿法，将矿石的粉磨过程由现行的“湿法粉磨”改为“干法粉磨”，制得矿粉；再对矿粉加水、搅拌、获得满足选矿要求的矿浆，然后送入选矿工序进行选矿，最终制得精矿粉，本发明具有矿石粉磨能耗低、单线生产能力高、制造成本低、节省工程建设投资、降低生产运营成本等特点。

Description

一种铜矿及有色金属矿选矿的方法及装置

技术领域

本发明涉及有色金属冶炼领域，具体为一种以块状矿石为原料、用“干磨湿选”的方式对铜矿及有色金属矿的选矿方法及装置。

背景技术

迄今为止，绝大多数铜矿及有色金属冶炼通常是先将品位较低的原矿石，通过选矿提高矿石品位，制得精矿粉，再进行冶炼，最终获得铜及有色金属。

铜矿及有色金属选矿的过程通常是经过破碎、磨矿、选矿三个阶段。破碎是将大块状的原矿石通过专用设备加工成较小粒径的颗粒并部分解离；磨矿过程是将经过破碎的小粒径矿石与水一起喂入圆筒状的粉磨设备，在粉磨中，矿石与水形成料浆，整个粉磨过程是在料浆中进行的；这类设备通常是介质磨，如自磨机、半自磨机和球磨机。其主要工作部件为圆筒体，筒体内装有研磨介质（一般为钢球、钢棒、钢段或物料本身），依靠筒体旋转将研磨介质抛起回落，对物料形成冲击和研磨作用，将物料磨细成料浆；粉磨制得的料浆被送至选矿工序进行选矿。基于矿石粉磨和选矿过程是在料浆状态下进行的，我们称之为“湿磨湿选”法。“湿磨湿选”法在生产实践中不断完善、提高，已成为铜及有色金属选矿业的主流工艺方法。

“湿磨湿选”法存在的问题是：1.矿石粉磨过程能耗高。自磨机、半自磨机和球磨机本来就属于效率很低的设备，其粉磨过程又是在料浆中进行，料浆的存在，研磨介质的冲击作用被缓冲，更加降低了设备的效率。2.单线生产规模受限制。“湿磨湿选”采用自磨机、半自磨机和球磨机为粉磨设备，其粉磨能力与设备的直径与长度成正比，需要产能越大，设备的直径与长度越大，随着铜及有色金属冶炼行业向大型化发展，对设备产能的要求也越来越大，已远远超过了装备制造业的机械加工能力，人们不得不采用更多的粉磨设备，以便满足生产线规模大型化的需求，这不仅大大增加了建设投资，也加大了设备的运行及维护费用。

发明内容

本发明的目的是为铜及有色金属选矿业提供一种新的选矿方法及装备，将矿石的粉磨过程由“湿法粉磨”改为“干法粉磨”，制得矿粉；然后对矿粉加水、搅拌、获得满足选矿要求的料浆，然后将该料浆送入选矿工序，选用的粉磨设备不再是介质磨，而是采用“料床粉磨”技术，整个选矿过程的能耗大幅度降低，单线的生产能力大幅度提高，并适应更大型工业化生产的需要。

本发明采取的技术方案是：

一种节能型铜矿及有色金属矿选矿的方法，首先将品位较低的原矿石破碎至适当粒度，然后进入料床粉磨阶段进行粉磨，粉磨后的物料被送入选粉机进行分级，分级后，细度不合格的物料返回料床粉磨工序继续粉磨，细度合格的矿粉被引入气固分离工序进行气、固分离；所得合格矿粉进入矿浆制备工序，在矿浆制备工序，矿粉与水充分混合并均化，制得合格矿浆，并储存备用；合格矿浆取出后被送入选矿工序进行选矿，获得含水量较大的精矿，然后通过自由水脱除过程，最终获得精矿粉；

具体步骤如下：

步骤⒈矿石破碎与储存→步骤2.料床粉磨→步骤3.选粉→步骤 4.气固分离→步骤5.矿浆制备→步骤6.选矿→步骤7.自由水脱除。

步骤⒈矿石破碎与储存：

根据开采的原矿石块度的大小，选择破碎工艺与设备，将原矿石进行破碎，将破碎后的矿石颗粒送入矿石储存库备用。

步骤2.料床粉磨：

将步骤1.储存库内的矿石颗粒送入料床粉磨工序进行粉磨。

步骤3.选粉：

经步骤2.处理所得的物料被送入选粉设备进行选粉，其中，满足粉磨细度要求的矿粉被引至步骤4；细度不能满足要求的物料返回步骤2继续粉磨。

步骤4.气固分离：

来自步骤3的矿粉，通过风力被引入气固分离设备，经分离所得的矿粉被收集并进入步骤5，分离所得洁净空气排入大气。

步骤5.矿浆制备

经步骤4所得矿粉首先被送入预搅拌设备，同时加水，并在预搅拌设备内进行搅拌。经过搅拌后的矿浆被送入空气搅拌设备，在空气搅拌设备内，矿浆中的固、液两相充分混合，获得满足选矿要求的矿浆，并将矿浆送入矿浆库储存备用。

步骤6.选矿

将矿浆库中的矿浆取出进行选矿，获得含水量较高的精矿。

步骤7.自由水脱除

自由水脱除过程是根据需要，采用浓缩、过滤或干燥的方式，将含水量较高的精矿粉中的自由水脱除，最终制得精矿粉。

本发明还提供了铜矿及有色金属低能耗选矿的装置，包含有破碎机、矿石储库、料床粉磨设备、选粉机、气固分离器、引风机、预搅拌机、搅拌池、矿浆库、选矿装置、精矿池、尾矿池、脱水装置组成。破碎机通过输送设备与矿石储库连接；矿石储库通过输送设备与料床粉磨设备连接，料床粉磨设备的出料口与选粉机的进料口连接；选粉机的回料口与料床粉磨设备相连，选粉机的气流出口通过管道与气固分离器相连接；气固分离器的矿粉出口通过输送设备与预搅拌机相连接，空气出口通过管道与引风机相连；预搅拌机的出浆口通过输送装置与搅拌池连接，搅拌池通过输送装置与矿浆库连接并组成循环系统，矿浆库通过输送装置与选矿装置连接，选矿装置通过输送装置与精矿池和尾矿池连接，精矿池通过输送装置与脱水装置连接。

上述的输送物料的设备、输送装置、输送设备一般选用行业内常规的物料输送设备，比如用于固态物料的输送带、提升机，粉料类的气力输送管道，料浆类的料浆泵及管道等。

所述的料床粉磨设备包括两种结构形式，第一种形式为立式磨机，它包括磨辊、磨盘，采用磨辊施力，磨盘承力的形式，磨盘呈圆盘或圆环形，磨辊依靠液压装置产生的机械压力作用在磨盘上，在磨盘上相对滚动连接，以挤压和磨剥的方式将物料研磨；另一种结构形式为辊压机，它包括一对磨辊，采用一对磨辊互相施力和承力的对辊式磨机，该磨机的粉磨机构是一对圆柱形辊子，互相平行安装在机架上，运转时相向同步转动，依靠液压装置产生的机械压力，互相挤压将通过两磨辊之间空间的物料以挤压的方式粉碎。

由于料床粉磨是基于料床粉磨原理进行的，它将高压负荷直接作用于由被粉磨物料形成的料床，能量的大部分被用于物料之间的相互挤压，物料摩擦产生的声能、热能被转化为变形能，使物料发生变形、撕裂、粉碎，因此，料床粉磨具有较高的能量利用效率，且更易于实现被处理物料的大工业化生产。

所述的矿浆制备步骤包括预搅拌机、搅拌池和矿浆库。预搅拌机采用螺旋桨叶对矿粉进行加水搅拌，其目的是使矿粉与水进行混合，混合后所得矿浆被送入搅拌池，搅拌池是采用机械和气力搅拌的方式进行固、液搅拌的装置，它使矿粉与水充分混合，然后送入矿浆库，在矿浆库内固相继续得到液相的浸润。

本发明的有益效果为：本发明采用“干磨湿选”的方法对铜矿及有色金属矿石进行选矿，提供了一种新的铜矿及有色金属选矿的方法与装置，并采用了“料床粉磨”技术对矿石进行粉磨，再将粉磨所得矿粉制浆，然后进行选矿，因此，本发明具有以下特点：

1. 矿石粉磨能耗低。对比“湿磨湿选”法，“干磨湿选”矿石粉磨系统总装机容量可以降低50%以上。

2.单线生产能力高，这使得铜及有色金属选矿业的发展不再受装备制造难度大、制造成本高的约束。

3.由于单线生产能力高，制造成本低，从而节省了工程建设投资，也降低了生产运营成本。

附图说明

图1本发明工艺过程示意图；

图2本发明装置示意图；

图3本发明实施实例之一；

图4本发明实施实例之二。

具体实施方式

实施例1.如图3：本发明为铜矿及有色金属选矿的生产提供一种新的方法，包括以下步骤：步骤⒈矿石破碎与储存→步骤2.料床粉磨→步骤3.选粉→步骤 4.气固分离→步骤5.矿浆制备→步骤6.选矿→步骤7.自由水脱除。

首先经过步骤1将品位较低的原矿石进行破碎；再通过步骤2、步骤3和步骤4制得干燥的矿粉；通过步骤5将矿粉制备成满足选矿要求的矿浆；再经过步骤6和步骤7最终制得精矿粉。

本发明还提供了铜矿及有色金属低能耗选矿的装置，包含有破碎机11、矿石储库12、料床粉磨设备13、选粉机14、气固分离器15、引风机16、预搅拌机17、搅拌池18、矿浆库19、选矿装置20、精矿池21、尾矿池22、脱水装置23等组成。破碎机11通过输送设备与矿石储库12连接；矿石储库12通过输送设备与料床粉磨设备13连接，料床粉磨设备13的出料口通过输送设备与选粉机14的进料口连接；选粉机14的回料口与料床粉磨设备13相连，该处料床粉磨设备采用立式磨机13.3，还包括热风炉13.1、混风室13.2，混风室将热风炉的热风以及引风机16返回的热风一起吹入立式磨机13.3中，选粉机14的气流出口通过管道与气固分离器15相连接；气固分离器15的矿粉出口通过输送设备与预搅拌机17相连接，空气出口通过管道与引风机16相连；预搅拌机17的出浆口通过输送装置与搅拌池18连接，搅拌池18通过输送装置与矿浆库19连接并组成循环系统，矿浆库19通过输送装置与选矿装置20连接，选矿装置20通过输送装置与精矿池21和尾矿池22连接，精矿池21通过输送装置与脱水装置23连接。

来自矿山的铜矿石卸入破碎机11，经破碎机11破碎至适当粒度后送入矿石储库12备用。矿石储库12中的矿石由输送设备送入立式磨机13.3，在立式磨机13.3中矿石在磨盘上形成料床并被磨辊反复滚压被粉磨；热风炉13.1产生的热风与引风机16返回的部分热风在混风室13.2中混合，然后进入立式磨机13.3对矿石进行干燥；同时将立式磨机13.3内的以粉磨的物料引入选粉机14。在选粉机14中，合格矿粉被气流带出进入袋式气固分离器15；粒度不合格的物料被选粉机14分离，返回立式磨机13.3继续粉磨。袋式气固分离器15分离出的矿粉被送入预搅拌机17，分离后的洁净空气经引风机16，一部分进入混风室13.2，另一部分排入大气。被送入预搅拌机17的矿粉在预搅拌机17内与水充分混合制成料浆，所得料浆被送至搅拌池18并被充分搅拌均匀，使料浆中的固、液两相充分混合，获得满足选矿要求的矿浆，合格矿浆被送入矿浆库19储存备用。为了克服矿浆在矿浆库19中发生沉淀或分层，储存的矿浆也可根据需要返送搅拌池18；用于选矿的矿浆被送往选矿装置的（选矿装置由搅拌池20.1和浮选机20.2组成）搅拌池20.1进行搅拌，搅拌后的矿浆进入浮选机20.2进行浮选。矿浆经浮选后分为尾矿浆和精矿浆，尾矿浆被送入尾矿池22，然后进入尾矿处理系统；精矿浆被送入浓缩池23.1，经浓缩处理后送入压滤机23.2或干燥机23.3过滤或干燥，最终制得精矿粉。

实施例2.见图4：除了料床粉磨设备略有不同之外，其余设备及流程与实施例1相同，该实施例采用辊压机代替立式磨机，具体流程为：来自矿山的铜矿石卸入破碎机11，经破碎机11破碎至适当粒度后送入矿石储库12备用。矿石储库12中的矿石由输送设备送入V型选粉机13.4，该处V型选粉机13.4与选粉机14配合使用，选粉机14在上，V型选粉机13.4在下，物料通过V型选粉机13.4缓冲后进入辊压机13.5；在辊压机13.5中，矿石经过磨辊相互挤压而粉碎，再次返回V型选粉机13.4；热风炉13.1产生的热风与引风机16返回的部分热风在混风室13.2中混合，然后进入V型选粉机13.4对矿石进行干燥；同时热风将V型选粉机13.4内的已粉磨物料引入选粉机14。在选粉机14中，合格矿粉被气流带出进入袋式气固分离器15；粒度不合格的物料被选粉机14分离，返回V型选粉机13.4，并通过V型选粉机13.4进入辊压机13.4继续粉磨。袋式气固分离器15分离出的矿粉被送入预搅拌机17，分离后的洁净空气经引风机16，一部分进入混风室13.2，另一部分排入大气。被送入预搅拌机17的矿粉在预搅拌机17内与水充分混合制成料浆，所得料浆被送至搅拌池18并被充分搅拌均匀，使料浆中的固、液两相充分混合，获得满足选矿要求的矿浆，合格矿浆被送入矿浆库19储存备用。为了克服矿浆在矿浆库19中发生沉淀或分层，储存的矿浆也可根据需要返送搅拌池18；用于选矿的矿浆被送往选矿装置的（选矿装置由搅拌池20.1和浮选机20.2组成）搅拌池20.1进行搅拌，搅拌后的矿浆进入浮选机20.2进行浮选。矿浆经浮选后分为尾矿浆和精矿浆，尾矿浆被送入尾矿池22，然后进入尾矿处理系统；精矿浆被送入浓缩池23.1，经浓缩处理后送入压滤机23.2或干燥机23.3过滤或干燥，最终制得精矿粉。

Claims (4)

1.一种铜矿及有色金属矿选矿的方法，其特征在于：首先将品位较低的原矿石破碎至适当粒度，然后进入料床粉磨阶段进行粉磨，粉磨后的物料被送入选粉机进行分级，分级后，细度不合格的物料返回料床粉磨工序继续粉磨，细度合格的矿粉被引入气固分离工序进行气、固分离；所得合格矿粉进入矿浆制备工序，在矿浆制备工序，矿粉与水充分混合并均化，制得合格矿浆，并储存备用；合格矿浆取出后被送入选矿工序进行选矿，获得含水量较大的精矿，然后通过自由水脱除过程，最终获得精矿粉；

具体工艺过程如下：

步骤⒈矿石破碎与储存→步骤2.料床粉磨→步骤3.选粉→步骤 4.气固分离→步骤5.矿浆制备→步骤6.选矿→步骤7.自由水脱除：

步骤⒈矿石破碎与储存：

根据开采的原矿石块度的大小，选择合适的破碎工艺与设备，将原矿石进行破碎，将破碎后的矿石颗粒送入矿石储存库备用；

步骤2.料床粉磨：

将步骤1.储存库内的矿石颗粒送入料床粉磨工序进行粉磨；

步骤3.选粉：

经步骤2.处理所得的物料被送入选粉设备进行选粉，其中，满足粉磨细度要求的矿粉被引至步骤4；细度不能满足要求的物料返回步骤2继续粉磨；

步骤4.气固分离：

来自步骤3的矿粉，通过风力被引入气固分离设备，经分离所得的矿粉被收集并进入步骤5，分离所得洁净空气排入大气；

步骤5.矿浆制备：

经步骤4所得矿粉首先被送入预搅拌设备，同时加水，并在预搅拌设备内进行搅拌，经过搅拌后的矿浆被送入空气搅拌设备，在空气搅拌设备内，矿浆中的固、液两相充分混合，获得满足选矿要求的矿浆，并将矿浆送入矿浆库储存备用；

步骤6.选矿：

将矿浆库中的矿浆取出进行选矿，获得含水量较大的精矿；

步骤7.自由水脱除：

自由水脱除过程是根据需要，采用浓缩、过滤或干燥的方式，将含水量较高的精矿粉中的自由水脱除，最终制得精矿粉。

2.根据权利要求1所述的铜矿及有色金属矿选矿的方法，其特征在于：对矿石进行粉磨的过程是采用料床粉磨的方法，制得合格矿粉，然后对合格矿粉加水，并充分混合均匀，制成矿浆；所得合格矿浆被送入选矿工序进行选矿，获得含水量较大的精矿，然后通过自由水脱除过程，最终获得精矿粉。

3.一种铜矿及有色金属矿选矿装置，其特征在于：它包括破碎机、矿石储库、料床粉磨、选粉机、气固分离器、引风机、预搅拌机、搅拌池、矿浆库、选矿装置、精矿池、尾矿池、自由水脱除装置，破碎机通过输送设备与矿石储库连接；矿石储库通过输送设备与料床粉磨设备连接，料床粉磨设备的出料口通过输送设备与选粉机的进料口连接；选粉机的回料口与料床粉磨设备相连，选粉机的气流出口通过管道与气固分离器相连接；气固分离器的矿粉出口通过输送设备与预搅拌机相连接，空气出口通过管道与引风机相连；预搅拌机的出料口通过输送装置与搅拌池连接，搅拌池通过输送装置与矿浆库连接，矿浆库通过输送装置与选矿装置连接，选矿装置通过输送装置与精矿池和尾矿池连接，精矿池通过输送装置与脱水装置连接。

4.根据权利要求3所述的铜矿及有色金属矿选矿装置，其特征在于：料床粉磨设备包括两种结构形式，第一种形式为立式磨机，它包括磨辊、磨盘，采用磨辊施力，磨盘承力的形式，磨盘呈圆盘或圆环形，磨辊依靠液压装置产生的机械压力作用在磨盘上，在磨盘上相对滚动连接，以挤压和磨剥的方式将物料研磨；另一种结构形式为辊压机，它包括一对磨辊，采用一对磨辊互相施力和承力的对辊式磨机，该磨机的粉磨机构是一对圆柱形辊子，互相平行安装在机架上，运转时相向同步转动，依靠液压装置产生的机械压力，互相挤压将通过两磨辊之间空间的物料以挤压的方式粉碎。