CN107159398A - 一种用于优化铜矿浮选行为的新型磨矿方法 - Google Patents

一种用于优化铜矿浮选行为的新型磨矿方法 Download PDF

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Abstract

一种用于优化铜矿浮选行为的新型磨矿方法，其是以立式搅拌磨机为磨矿主体设备，采用氧化铝陶瓷球为磨矿介质，并严格控制磨矿条件如充填率、矿浆浓度、矿浆温度、矿浆pH、助磨剂种类及用量等因素，有利于提高矿物的单体解离度，获得粒度更加均匀的磨矿产品，为后续铜矿物浮选作业创造了有利条件。此方法使磨矿时间缩短60％，磨矿电耗降低40％，介质磨损降低75％，铜精矿品位提高2.46个百分点，回收率提高8.15个百分点。

Description

一种用于优化铜矿浮选行为的新型磨矿方法
技术领域
本发明属于有色金属选矿技术领域，尤其是涉及一种用于优化铜矿浮选行为的新型磨矿方法。
背景技术
铜是人类较早发现并使用的金属元素之一，由于其独特的物理化学性质和金属属性，因此早已成为人类生产和日常生活中必不可少的金属资源。随着我国社会经济的飞速发展，导致铜资源需求量迅猛增长，但我国铜矿资源储量仅占全球储量的4.29％，对国际市场依存度逐年增加。而且随着铜矿资源的不断开发利用，铜矿资源日益减少，因此，为满足我国经济发展对铜的需求，提高铜资源的自给率，加强铜矿资源的高效回收利用之事显得更加重要。采用浮选工艺实现含铜矿物和脉石的有效分离一直是铜矿最有效分离富集的主要手段，而磨矿作为浮选前的一道必备工序对矿物的浮选有着重要的意义。
目前常规使用的磨矿方法主要存在以下不足：
(1)现有利用钢球作为磨矿介质，钢球磨损严重而产生大量的铁质污染，在磨矿过程中会覆盖铜矿物表面，不利于铜矿物的回收；
(2)磨矿产品粒度分布不均匀，过磨和欠磨粒度较多，影响浮选精矿产品质量；
(3)磨矿效率偏低，介质磨损成本较高，磨矿功耗较大，且易出现矿浆结块、糊球等现象。
因此开发可优化铜矿浮选的新型磨矿方法，为提高铜矿选矿过程中的选别指标奠定更好的基础条件，以便进一步提高精矿的品位和回收率，已成为选矿工作者的重点研究方向之一。
发明内容
本发明旨在克服现有磨矿技术中的不足，提出一种实用高效的用于优化铜矿浮选的新型磨矿方法，以提高铜矿在磨矿过程中的磨矿效率，并为进一步优化后续浮选铜精矿产品质量创造较好条件。
为了达到上述目的，本发明提供的优化技术方案为：
以立式搅拌磨机为磨矿主体设备，通过改变磨矿介质和严格控制磨矿工艺条件将入磨矿物物料研磨至适宜粒度，供给后续的选矿浮选设备进行有效矿物与脉石等杂质的分离；这里所述的入磨物料为铜矿石，主要包括自然铜、黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿等；该方法所使用的立式搅拌磨机规格为VTM-800，处理能力为50吨/时～60吨/时。该方法主要包括以下步骤：
1、选择不同规格的氧化铝陶瓷球，按照大球、中球和小球的初始比例配制混合成氧化铝陶瓷球磨矿介质，选择经过初步破碎之后获得的铜矿石和水按适度比例混合成矿浆；
2、将配制混合好的氧化铝陶瓷球磨矿介质和矿浆分别添加到立式搅拌磨机中，其中氧化铝陶瓷球包括其球间空隙在内的几何容积占立式搅拌磨机有效容积的比例为40％～60％，即氧化铝陶瓷球对立式搅拌磨机的充填率为其有效容积的40％～60％；磨矿介质和矿浆构成的介质矿浆混合物占立式搅拌磨机有效容积的比例为60％～80％，即介质矿浆混合物在立式搅拌磨机中的充填率为其有效容积的60％～80％；
3、磨矿过程中控制矿浆温度30℃～40℃，一般通过初加或补加水来完成温度的有效控制；
4、控制矿浆的pH为10～11.5，通常向矿浆中添加CaO粉剂来完成矿浆pH值的调整；
5、磨矿过程中添加助磨剂六偏磷酸钠，具体加入量为按质量计每吨矿浆加入六偏磷酸钠的数量为100g～200g，即六偏磷酸钠的加入量为100g/t～200g/t矿浆；
6、当铜矿石粒度被研磨到-0.043mm占85±5％的适宜粒度后即可放出矿浆，再次按比例装入经初步破碎后的铜矿石和水进入到下一磨矿循环；经测算，达到上述磨矿的适宜粒度所需磨矿时间为3min～5min。
进一步的，所述氧化铝陶瓷球的化学成分以质量百分比计，其Al2O3含量为91％～93％、SiO2含量为3％～5％、CaO含量为1％～2％、MgO含量为1％～2％、Fe含量为≤0.2％，氧化铝陶瓷球莫氏硬度为8～9，比重为4g/cm3～5g/cm3。
进一步的，矿浆中铜矿石的加入量按干重占整个矿浆重量的60％～70％，水的加入量为30％～40％，即磨矿的矿浆浓度按重量计为60％～70％。
进一步的，所述的氧化铝陶瓷球分为大球、中球和小球三个规格，其中大球的直径Φ1＝20mm～25mm，中球直径Φ2＝10mm～15mm，小球直径Φ3＝5mm～8mm；入磨矿机的铜矿石粒度要≤3.0mm，并分为粗粒、中粒和细粒三个级别，其中铜矿石粒度处于+1.0mm粒级范围内的为粗粒级，粒度处于-1.0mm至+0.074mm粒级范围内的为中粒级，处于-0.074mm粒级范围内的为细粒级。
进一步的，不同规格的氧化铝陶瓷球的初始比例将根据给入磨机铜矿石的粒度组成进行确定，其中：粗粒级与大球比例为1:1～1:3，中粒级与中球比例为4:1～1:2，细粒级与小球比例为1:2～1:5；为简化操作，所述不同规格氧化铝陶瓷球在磨机中所占陶瓷球总质量比例也可控制为大球占40％～60％、中球占25％～35％、小球占15％～35％。
进一步的，所述开磨后不同规格氧化铝陶瓷球的后续比例，根据磨矿产品粒度调整，磨矿产品粗粒级(+0.074mm)含量多，要适当增加小球比例，同时减少大球比例，每次增减可按5％进行调整；磨矿产品细粒级(-0.037mm)含量较多时，要适当增加大球比例，同时减少小球比例，每次增减可按5％进行调整；中球可不做调整。
与现有技术相比，本发明技术主要有以下优点：
(1)利用氧化铝陶瓷球代替钢球作磨矿介质可有效减少磨矿过程矿浆中的铁质污染；
(2)获得适宜磨矿粒度(-0.043mm占85±5％)的磨矿时间可由10min～12min缩短至3min～5min，提高磨矿效率50％～75％；
(3)所采用的氧化铝陶瓷球介质，由于其比重较低，且介质与介质、介质与矿石之间的摩擦相对较小，可大幅降低磨矿电耗40％～50％；
(4)所采用的氧化铝陶瓷球介质，由于其硬度较高，可有效减少磨矿过程的介质磨损，介质磨损可降低70％～80％；同时还可以有效减少钢球作磨矿介质时而产生的铁质污染，避免了杂质离子对铜矿浮选的影响；
(5)通过合理的磨矿介质尺寸及配比，并控制适宜的磨矿条件(充填率、矿浆浓度、矿浆温度、矿浆pH、助磨剂种类及用量)，有利于提高矿物的单体解离度，获得粒度均匀的磨矿产品，同时矿浆结块、糊球程度也随之降低，矿物表面较光滑，减少了其他杂质矿物特别是铁及其化合物在铜矿物表面的覆盖行为，为后续矿物浮选作业创造了有利条件。
具体实施方式
按照本发明提供的一种优化铜矿浮选行为的新型磨矿方法，其是将不同规格氧化铝陶瓷球以一定的比例和一定的充填率加入到立式搅拌磨中，然后将破碎后的铜矿石倒入磨机中，并按适宜磨矿浓度补加水，启动搅拌磨机，得到适宜粒度磨矿产品。所用立式搅拌磨机规格为VTM-800，处理能力为50吨/时～60吨/时。
具体实施例如下：
针对江西某铜矿选矿厂的铜矿石进行磨矿作业，选择氧化铝陶瓷球为磨矿介质，按质量百分数计：氧化铝陶瓷球中Al2O3的含量为91.5％，SiO2为4.5％，CaO为1.8％，MgO为2％，Fe为0.2％。氧化铝陶瓷球莫氏硬度为8.8，比重为4.6g/cm3。选择Φ1＝20mm、Φ2＝15mm和Φ3＝5mm三种规格氧化铝陶瓷球，其所占比例分别为50％、30％、20％，磨机介质充填率为50％，介质矿浆混合物总充填率为75％，磨矿浓度为65％，矿浆温度35℃，助磨剂六偏磷酸钠的加入量为140g/t，矿浆pH控制为11，得到粒度为-0.043mm占85％的磨矿产品。然后在其他选矿工艺不变的条件下，使用本方法制造的磨矿产品进行浮选，其最终获得浮选铜精矿品位为20.56％，回收率为84.11％的优异指标，与常规磨矿选别方法相比，磨矿时间缩短60％，磨矿电耗降低40％，介质磨损降低75％，铜精矿品位提高2.46个百分点，回收率提高8.15个百分点。且该选矿厂已通过工业化试生产，指标稳定，效果显著。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (6)

1.一种用于优化铜矿浮选行为的新型磨矿方法，该方法以立式搅拌磨机为磨矿主体设备，其特征是改变磨矿介质和严格控制磨矿工艺条件将铜矿石研磨至适宜粒度，该方法主要包括以下步骤：
(1)选择不同规格的氧化铝陶瓷球，按照大球、中球和小球的初始比例配制混合成氧化铝陶瓷球磨矿介质，选择经过初步破碎之后获得的铜矿石和水按适度比例混合成矿浆；
(2)将配制混合好的氧化铝陶瓷球磨矿介质和矿浆分别添加到立式搅拌磨机中，其中氧化铝陶瓷球包括其球间空隙在内的几何容积占立式搅拌磨机有效容积的比例为40％～60％；磨矿介质和矿浆构成的介质矿浆混合物占立式搅拌磨机有效容积的比例为60％～80％；
(3)磨矿过程中控制矿浆温度30℃～40℃，通过初加或补加水来完成温度的有效控制；
(4)控制矿浆的pH为10～11.5，向矿浆中添加CaO粉剂来完成矿浆pH值的调整；
(5)磨矿过程中添加助磨剂六偏磷酸钠，具体加入量为按质量计每吨矿浆加入六偏磷酸钠的数量为100g～200g；
(6)当铜矿石粒度被研磨到-0.043mm占85±5％的适宜粒度后放出矿浆，再次按比例装入经初步破碎后的铜矿石和水进入到下一磨矿循环；经测算，达到上述磨矿的适宜粒度所需磨矿时间为3min～5min。
2.根据权利要求1所述的一种用于优化铜矿浮选行为的新型磨矿方法，其特征是方法中所述氧化铝陶瓷球的化学成分以质量百分比计，Al2O3含量为91％～93％、SiO2含量为3％～5％、CaO含量为1％～2％、MgO含量为1％～2％、Fe含量为≤0.2％，氧化铝陶瓷球的莫氏硬度为8～9，比重为4g/cm3～5g/cm3。
3.根据权利要求1所述的一种用于优化铜矿浮选行为的新型磨矿方法，其特征是方法中所述矿浆中铜矿石的加入量按干重占整个矿浆重量的60％～70％，水的加入量为30％～40％，即磨矿的矿浆浓度按重量计为60％～70％。
4.根据权利要求1所述的一种用于优化铜矿浮选行为的新型磨矿方法，其特征是方法中所述的氧化铝陶瓷球分为大球、中球和小球三个规格，其中大球的直径Φ1＝20mm～25mm，中球直径Φ2＝10mm～15mm，小球直径Φ3＝5mm～8mm；入磨矿机的铜矿石粒度要≤3.0mm，并分为粗粒、中粒和细粒三个级别，其中铜矿石粒度处于+1.0mm粒级范围内的为粗粒级，粒度处于-1.0mm至+0.074mm粒级范围内的为中粒级，处于-0.074mm粒级范围内的为细粒级。
5.根据权利要求1所述的一种用于优化铜矿浮选行为的新型磨矿方法，其特征是方法中所述不同规格的氧化铝陶瓷球的初始比例将根据给入磨机铜矿石的粒度组成进行确定，其中：粗粒级与大球比例为1:1～1:3，中粒级与中球比例为4:1～1:2，细粒级与小球比例为1:2～1:5；为简化操作，所述不同规格氧化铝陶瓷球在磨机中所占陶瓷球总质量比例控制为大球占40％～60％、中球占25％～35％、小球占15％～35％。
6.根据权利要求1所述的一种用于优化铜矿浮选行为的新型磨矿方法，其特征是方法中开磨后不同规格氧化铝陶瓷球的后续比例根据磨矿产品粒度调整，磨矿产品粗粒级(+0.074mm)含量多，要适当增加小球比例，同时减少大球比例，每次增减按5％进行调整；磨矿产品细粒级(-0.037mm)含量较多时，要适当增加大球比例，同时减少小球比例，每次增减按5％进行调整；中球不做调整。
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