CN107855197A - 一种铜矿、铅锌矿抛尾方法 - Google Patents

一种铜矿、铅锌矿抛尾方法 Download PDF

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王建英
雷霄
吴旭
李保卫
贾晓林
张铁柱
赵德胜
刘芳
马强
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    • B02C23/08—Separating or sorting of material, associated with crushing or disintegrating

Abstract

本发明公开了一种铜矿、铅锌矿抛尾方法，是采用多段射流粉碎的方式对矿石进行分离富集，而后针对性的调整筛分参数，能够对不同粒级与特性的目的矿物进行富集。本发明在磨矿过程即可实现抛尾，减少了选矿作业能耗和下游浮选药剂用量，大大降低了开采成本。本发明可将边界品位以下铜矿、铅锌矿，提升至边界品位以上，甚至工业品位以上，使贫铜矿、贫铅锌矿得到了有效利用，减少了资源浪费。本发明根据高压水射流针对粉碎铜矿、铅锌矿存在差异性的前提下，利用其优势，应用于铜矿、铅锌矿的抛尾工作，有利于对矿产资源的综合利用，减少尾矿的堆积，具有良好的社会和经济效益。

Description

一种铜矿、铅锌矿抛尾方法
技术领域
本发明涉及选矿领域，特别涉及一种铜矿、铅锌矿抛尾方法。
背景技术
铜、铅锌元素在地球上分布广泛，主要以硫化物、氧化物和硫酸盐类形式存在，主要用于机械、冶金、电气、军工、化学、医药及轻工业等行业领域，是用途广泛的有色金属元素。
我国对铜矿、铅锌矿资源的需求量很高，但是随着开采工作的进行，高品位铜矿物、铅锌矿物资源日益减少，矿物资源贫、细、杂等情况日益突显出来，中小型矿床多，大型、超大型矿床少，在探明的矿产地中，大型铜矿仅占3％，中小型矿床占97％以上，矿石品位低，富矿大部分已利用。铅锌矿赋存状态类似，2014年年底我国铅、锌矿的查明资源储量中，有7384.9万吨铅、14486.1万吨锌属于资源量，如果按其中的60％属于低品位矿进行估计的话，那么至少有4430.9万吨铅、8691.6万吨锌属于低品位矿。铜矿开采的边界品位为0.2-0.3％，铜矿选矿的工业品位为0.4-0.5％，铅锌矿开采边界品位铅品位约0.3％，锌品位约0.5％，在矿床开采过程中，表层低品位的铜矿、铅锌矿或深层中低品位矿床，因为开采成本较高而不开采或不直接抛尾，既造成极大的资源浪费，也造成了生态环境的破坏；在选矿过程中，低品位的铜矿、铅锌矿给料相对高品位矿料，磨料耗能高，选矿工艺复杂，耗用化学药剂量多，环境负担大。如果采用预选抛尾方法可降低矿山的开采边界品位，等于扩大了矿石的工业储量，同时，在磨矿、选矿、冶金作业之前排除了废石，使得生产费用降低10-15％。在不须对选厂和冶炼厂进行整体扩大的情况下，增加20-35％的产量。提高了矿石的品位，并稳定了质量，使选厂和冶炼厂改善了技术经济指标。在按粗粒原矿进行预选的时候，有利于对尾矿的综合利用，减少尾矿的堆积以及对环境的破坏。
高压水射流差异粉碎技术的特色主要体现在其差异性粉碎与细粉碎效果上，从结晶学与矿物学角度出发，在成矿作用过程中，由于晶体结构、组分及内外力作用环境的不同，不同矿物有着不同解理发育、裂理、硬度、弹性差异，该技术的差异性主要是借助高速脉冲水射流的冲击粉碎、水楔—拉伸作用、紊流—空化冲蚀等作用，沿不同矿物间的解理面对矿物进行快速分离，不同赋存粒度及硬度的矿物，在粉碎成不同粒级的同时，可保持材料颗粒原有形貌的特点；而另一细粉碎特色主要有两方面的好处，一是水射流能以较低的输入功率使物料破碎到超细的粒度范围，水射流的解离粉碎方式可以在大幅度降低粉碎能耗的同时，具有较高的粉碎效率。二是由于高速液体穿透了晶粒的边界，物料被粉碎成超细颗粒，使物料内部的不同成分更好地分开，可以很好地保持颗粒的原始结晶形态和表面光洁度，也可以避免细颗粒团聚现象的产生。
利用水射流进行矿物粉碎可以制备高质量、高纯度的粉碎体，对矿物的富集及后续的矿物加工具有重要意义。然而，迄今为止，高压水射流粉碎技术只在为数不多的范围能得到应用。尚未见将高压水射流粉碎技术用于铜矿、铅锌矿抛尾的报道。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种铜矿、铅锌矿抛尾方法，可降低矿山的开采边界品位，有利于对矿产资源的综合利用，减少尾矿的堆积，为矿厂带来较大的经济效益与环境效益。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种铜矿、铅锌矿抛尾方法，包括以下两种方式：
(a)将铜矿、铅锌矿破碎后，加入高压水流中，利用高压水流携带破碎的矿粒撞击到靶体上，使矿粒粉碎；将粉碎的矿粒使用高频振动筛进行筛分，留筛下矿粒；
(b)将铜矿、铅锌矿破碎后，加入高压水流中，利用高压水流携带破碎的矿粒撞击到靶体上，使矿粒粉碎；将粉碎的矿粒使用高频振动筛进行第一段筛分，留筛下矿粒；筛上矿粒返回高压水流中进行第二段粉碎，第二段粉碎后的矿粒使用高频振动筛进行第二段筛分，留第二段筛分的筛下矿粒。
方式(a)的具体方法为：将矿物原料破碎后，由入料器送入混合腔中，同时高压泵抽提水箱中的水产生高压水流，高压水流经过水枪和喷嘴射入混合腔，高压泵出口的压力表用于观测水压值，高压泵出口上设置有旁通管路，旁通管路上设置有安全阀，此时，高压水流经过混合腔携带混合腔中的矿粒进入进口与喷嘴喷射方向正对的加速管，加速管的出口伸入粉碎室，粉碎室内设置有与加速管出料方向正对的靶体，矿粒在加速管内使其的速度和高压水流的速度相同，然后从加速管的出口射出，撞击到靶体上，使矿粒得到差异粉碎；粉碎的矿粒从粉碎室下部的出料口进入高频振动筛进行第一段筛分，留筛下矿粒；
方式(b)的具体方法为：将矿物原料破碎后，由入料器送入混合腔中，同时高压泵抽提水箱中的水产生高压水流，高压水流经过水枪和喷嘴射入混合腔，高压泵出口的压力表用于观测水压值，高压泵出口上设置有旁通管路，旁通管路上设置有安全阀，此时，高压水流经过混合腔携带混合腔中的矿粒进入进口与喷嘴喷射方向正对的加速管，加速管的出口伸入粉碎室，粉碎室内设置有与加速管出料方向正对的靶体，矿粒在加速管内使其的速度和高压水流的速度相同，然后从加速管的出口射出，撞击到靶体上，使矿粒得到差异粉碎；
粉碎的矿粒从粉碎室下部的出料口进入高频振动筛进行第一段筛分，留筛下矿粒，筛上矿粒作为二段粉碎物料，返回到入料器中，重新送入混合腔内，使高压水流携带二段粉碎物料，经加速管射出，撞击到靶体上，进行第二段粉碎，粉碎的二段粉碎物料从粉碎室下部的出料口进入高频振动筛进行第二段筛分，留筛下矿粒。
所述的铜矿、铅锌矿破碎后的粒径小于10mm。
所述的高压水流的压力为30-50MPa。
所述的破碎的矿粒与高压水流的重量比为0.2-0.8：1。
所述的加速管的出口与靶体之间的距离为20-30mm。
所述的靶体为钛钴类硬质合金、钨钴类硬质合金、钨钛铌类硬质合金或含锰合金材料制成。
所述的第一段筛分的高频振动筛筛孔尺寸为0.15-0.3mm，震动频率为35-50Hz，坡角为10-18°。
所述的第二段筛分的高频振动筛筛孔尺寸为0.074-0.15mm，震动频率为25-40Hz，坡角为10-15°。
本发明的有益效果：
1、本发明在磨矿过程即可实现抛尾，减少了选矿作业能耗和下游浮选药剂用量，大大降低了开采成本。
2、本发明可将边界品位以下铜矿、铅锌矿，提升至边界品位以上，甚至工业品位以上，使贫铜矿、贫铅锌矿得到了有效利用，减少了资源浪费。
3、本发明抛尾作业操作方便、快捷，经济效益与环境效益显著。
4、因为不同矿物粒度组成的矿料在流体中的作用效果不同，因此本发明采用多段射流粉碎的方式对矿石进行分离富集，而后针对性的调整筛分参数，能够对不同粒级与特性的目的矿物进行富集。
5、本发明中高压水射流设备由于射流压力较高，因此射流靶体材料使用硬质合金钢，避免靶体因高压导致损坏，加速管应保证内壁光滑。
6、本发明根据高压水射流针对粉碎铜矿、铅锌矿存在差异性的前提下，利用其优势，应用于铜矿、铅锌矿的抛尾工作，有利于对矿产资源的综合利用，减少尾矿的堆积，具有良好的社会和经济效益。
7、本发明中高压水射流粉碎与球磨粉碎通过对比得到如表所示，
对比发现，在相同矿物分别通过高压水射流和球磨粉碎后，得到细粒级矿物产率接近的情况下，高压水射流粉碎明显效果更优，并且相对于现有球、棒辊磨方式，此方法减少了不必要矿石的磨料能耗，其洁净的界面提高了矿物的可浮性，预富集后的用于后续工艺的矿石量大大降低了生产成本，以及环境的承载能力。
附图说明
图1为实施例4抛尾方法的流程示意图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
回收率计算公式如下：
式中ε—回收率；α—原矿品位；β—精矿品位；γ—精矿产率。
实施例1
将某铜矿矿石破碎至粒径小于5mm，并由入料器(螺旋输送机)送入混合腔中，测得其铜品位为0.236％；同时高压泵抽提水箱中的水产生高压水流，高压水流经过水枪和喷嘴射入混合腔，高压泵出口的压力表用于观测水压值，高压泵出口上设置有旁通管路，旁通管路上设置有安全阀，此时，高压水流(50MPa)经过混合腔携带混合腔中的矿粒进入进口与喷嘴喷射方向正对的加速管，矿粒与高压水流的重量比为0.2：1，加速管的出口伸入粉碎室，粉碎室内设置有与加速管出料方向正对的靶体(用于粉碎的挡板)，矿粒在加速管内使其的速度和高压水流的速度相同，然后从加速管的出口射出，撞击到钨钴类硬质合金材质的靶体上，使矿粒得到差异粉碎，加速管出口与靶体之间的距离为20mm；
粉碎的矿粒从粉碎室下部的出料口进入筛孔为0.15mm的高频振动筛进行第一段筛分，调节振动筛频率为50Hz、坡角为18°，留筛下矿粒，筛下矿粒为铜精矿，测得品位0.414％，产率42.14％，回收率73.92％；筛上矿粒作为二段粉碎物料，返回到入料器中，重新送入混合腔内，调整高压水流压力为30MPa，使高压水流(30MPa)携带二段粉碎物料，经加速管的出口射出，撞击到钨钴类硬质合金材质的靶体上，进行第二段粉碎，粉碎的二段粉碎物料从粉碎室下部的出料口进入筛孔0.15mm的高频振动筛进行第二段筛分，调节振动筛频率为40Hz、坡角为10°，留筛下矿粒，筛下矿粒为铜中矿，测得品位0.174％，产率21.34％，回收率15.73％；筛上矿粒品位0.066％，产率36.52％，远低于原矿品位，作为尾矿抛弃，精中矿总回收率达89.65％。
实施例2
将某铜矿矿石破碎至粒径小于5mm，测得其铜品位为0.84％；取破碎后的铜矿颗粒加入50MPa的高压水流中，破碎的矿粒与高压水流的重量比为0.4：1，高压水流携带铜矿颗粒，撞击到含锰合金材质的靶体上使铜矿颗粒得到差异粉碎；然后使用筛孔为0.3mm的高频振动筛对粉碎后的铜矿颗粒进行第一段筛分，调节振动筛频率为35Hz、坡角为15°，留筛下矿粒，筛下矿粒为铜精矿，测得品位1.53％，产率36％，回收率65.57％；筛上矿粒返回40MPa高压水流中进行第二段差异粉碎，再用筛孔0.074mm的高频振动筛进行第二段筛分，调节振动筛频率为35Hz、坡角为10°，留筛下矿粒，筛下矿粒为铜精矿，测得品位1.04％，产率19％，回收率23.52％；筛上矿粒品位0.212％，产率45％，远低于原矿品位，作为尾矿抛弃；两段筛下铜精矿总回收率达89.09％。
实施例3
为实现某铅锌矿最高精矿品位的富集效果，将该铅锌矿矿石破碎至粒径小于10mm，并由入料器送入混合腔中，测得其铅品位为0.383％，锌品位为2.125％；同时高压泵抽提水箱中的水产生高压水流，高压水流经过水枪和喷嘴射入混合腔，高压泵出口的压力表用于观测水压值，高压泵出口上设置有旁通管路，旁通管路上设置有安全阀，此时，高压水流(35MPa)经过混合腔携带混合腔中的矿粒进入进口与喷嘴喷射方向正对的加速管，矿粒与高压水流的重量比为0.5：1，加速管的出口伸入粉碎室，粉碎室内设置有与加速管出料方向正对的靶体(用于粉碎的挡板)，矿粒在加速管内使其的速度和高压水流的速度相同，然后从加速管的出口射出，撞击到钨钛铌类硬质合金的靶体上，使矿粒得到差异粉碎，加速管出口与靶体之间的距离为30mm；
粉碎的矿粒从粉碎室下部的出料口进入筛孔为0.15mm的高频振动筛进行第一段筛分，调节振动筛频率为35Hz、坡角为10°，留筛下矿粒，筛下矿粒为铅锌精矿，产率60.47％，其铅品位为0.602％，回收率为95.05％，锌品位为3.089％，回收率为87.90％；筛上矿粒中铅品位0.048％，锌品位0.65％，产率39.53％，远低于原矿品位，作为铅锌尾矿抛弃。
实施例4
为实现某铅锌矿尾矿最低品位的抛尾效果，将该铅锌矿矿石破碎至粒径小于5mm，并由入料器(螺旋输送机)送入混合腔中，测得其铅品位为0.374％，锌品位为2.02％；同时高压泵抽提水箱中的水产生高压水流，高压水流经过水枪和喷嘴射入混合腔，高压泵出口的压力表用于观测水压值，高压泵出口上设置有旁通管路，旁通管路上设置有安全阀，此时，高压水流(40MPa)经过混合腔携带混合腔中的矿粒进入进口与喷嘴喷射方向正对的加速管，破碎的矿粒与高压水流的重量比为0.8：1，加速管的出口伸入粉碎室，粉碎室内设置有与加速管出料方向正对的靶体(用于粉碎的挡板)，矿粒在加速管内使其的速度和高压水流的速度相同，然后从加速管的出口射出，撞击到钨钴类硬质合金材质的靶体上使铅锌矿颗粒得到差异粉碎，加速管出口与靶体之间的距离为20mm；
粉碎的矿粒从粉碎室下部的出料口进入筛孔为0.15mm的高频振动筛进行第一段筛分，调节振动筛频率为35Hz、坡角为15°，留筛下矿粒，筛下矿粒为精矿；筛上矿粒作为二段粉碎物料，返回到入料器中，重新送入混合腔内，调整高压水流压力为35MPa，使高压水流(35MPa)携带二段粉碎物料，经加速管的出口射出，撞击到钨钴类硬质合金材质的靶体上，进行第二段粉碎，粉碎的二段粉碎物料从粉碎室下部的出料口进入筛孔0.15mm的高频振动筛进行第二段筛分，调节振动筛频率为40Hz、坡角为10°，留筛下矿粒，筛下矿粒为精矿，并与第一段粉碎的筛下矿粒合并，所得铅品位0.44％，回收率99.88％；锌品位2.36％，回收率99.26％；筛上矿粒的产率为15.06％，其中铅品位为0.003％，锌品位为0.099％，均远低于原矿品位，作为尾矿抛弃。
以上所述仅为本发明最佳的实施例，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种铜矿、铅锌矿抛尾方法，其特征在于，包括以下两种方式：
(a)将铜矿、铅锌矿破碎后，加入高压水流中，利用高压水流携带破碎的矿粒撞击到靶体上，使矿粒粉碎；将粉碎的矿粒使用高频振动筛进行筛分，留筛下矿粒；
(b)将铜矿、铅锌矿破碎后，加入高压水流中，利用高压水流携带破碎的矿粒撞击到靶体上，使矿粒粉碎；将粉碎的矿粒使用高频振动筛进行第一段筛分，留筛下矿粒；筛上矿粒返回高压水流中进行第二段粉碎，第二段粉碎后的矿粒使用高频振动筛进行第二段筛分，留第二段筛分的筛下矿粒。
2.根据权利要求1所述的铜矿、铅锌矿抛尾方法，其特征在于，
方式(a)的具体方法为：将矿物原料破碎后，由入料器送入混合腔中，同时高压泵抽提水箱中的水产生高压水流，高压水流经过水枪和喷嘴射入混合腔，高压泵出口的压力表用于观测水压值，高压泵出口上设置有旁通管路，旁通管路上设置有安全阀，此时，高压水流经过混合腔携带混合腔中的矿粒进入进口与喷嘴喷射方向正对的加速管，加速管的出口伸入粉碎室，粉碎室内设置有与加速管出料方向正对的靶体，矿粒在加速管内使其的速度和高压水流的速度相同，然后从加速管的出口射出，撞击到靶体上，使矿粒得到差异粉碎；粉碎的矿粒从粉碎室下部的出料口进入高频振动筛进行第一段筛分，留筛下矿粒；
方式(b)的具体方法为：将矿物原料破碎后，由入料器送入混合腔中，同时高压泵抽提水箱中的水产生高压水流，高压水流经过水枪和喷嘴射入混合腔，高压泵出口的压力表用于观测水压值，高压泵出口上设置有旁通管路，旁通管路上设置有安全阀，此时，高压水流经过混合腔携带混合腔中的矿粒进入进口与喷嘴喷射方向正对的加速管，加速管的出口伸入粉碎室，粉碎室内设置有与加速管出料方向正对的靶体，矿粒在加速管内使其的速度和高压水流的速度相同，然后从加速管的出口射出，撞击到靶体上，使矿粒得到差异粉碎；
粉碎的矿粒从粉碎室下部的出料口进入高频振动筛进行第一段筛分，留筛下矿粒，筛上矿粒作为二段粉碎物料，返回到入料器中，重新送入混合腔内，使高压水流携带二段粉碎物料，经加速管射出，撞击到靶体上，进行第二段粉碎，粉碎的二段粉碎物料从粉碎室下部的出料口进入高频振动筛进行第二段筛分，留筛下矿粒。
3.根据权利要求1或2所述的铜矿、铅锌矿抛尾方法，其特征在于，所述的铜矿、铅锌矿破碎后的粒径小于10mm。
4.根据权利要求1或2所述的铜矿、铅锌矿抛尾方法，其特征在于，所述的高压水流的压力为30-50MPa。
5.根据权利要求1或2所述的铜矿、铅锌矿抛尾方法，其特征在于，所述的破碎的矿粒与高压水流的重量比为0.2-0.8：1。
6.根据权利要求1或2所述的铜矿、铅锌矿抛尾方法，其特征在于，所述的加速管的出口与靶体之间的距离为20-30mm。
7.根据权利要求1或2所述的铜矿、铅锌矿抛尾方法，其特征在于，所述的靶体为钛钴类硬质合金、钨钴类硬质合金、钨钛铌类硬质合金或含锰合金材料制成。
8.根据权利要求1或2所述的铜矿、铅锌矿抛尾方法，其特征在于，所述的第一段筛分的高频振动筛筛孔尺寸为0.15-0.3mm，震动频率为35-50Hz，坡角为10-18°。
9.根据权利要求1或2所述的铜矿、铅锌矿抛尾方法，其特征在于，所述的第二段筛分的高频振动筛筛孔尺寸为0.074-0.15mm，震动频率为25-40Hz，坡角为10-15°。
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