CN1137002C - 一种在磨矿过程中实现浮选的边磨边浮工艺方法 - Google Patents

Abstract

一种在磨矿过程中实现浮选的边磨边浮工艺方法，首先将含有目的可浮性矿物的原矿破碎，其特征在于：破碎产品给入塔式磨矿浮选机中，同时往塔式磨矿浮选机中加入pH调整剂，抑制剂和捕收剂，物料在塔式磨矿浮选机中进行边磨边浮；塔式磨矿浮选机上部的泡沫产品进入外部精选浮选机中精选并选出合格精选产品，精选尾砂返回塔式磨矿浮选机中进行再磨再选，塔式磨矿浮选机的尾砂进入外部扫选浮选机进一步扫选出合格尾矿抛弃，扫选泡沫产品返回塔式磨矿浮选机中再磨再选。本发明缩短了流程，节省投资，可提高选矿回收率。

Description

一种在磨矿过程中实现浮选的边磨边浮工艺方法

技术领域：

本发明涉及矿物的浮选，具体讲是对可浮性矿物进行浮选富集加工的新工艺，是在对可浮性矿物进行磨矿的同时，完成对可浮性矿物的浮选分离。

背景技术：

当今世界90-95％以上矿石需经选矿富集，才能被冶金等工业应用，这样就需大量的矿山选厂。在这些矿山选厂中，浮选厂的数量占30-40％以上。现有的浮选厂无论国内，还是国外，使用的都是传统的磨矿——浮选工艺。

传动磨矿—浮选工艺的原理流程如图1所示，含有目的可浮性矿物的原矿经破碎作业给入磨矿机(卧式球磨机)中磨矿；磨矿产品进入分级机(螺旋分级机或旋流器)中分级，分级返砂返回磨矿机中再磨，合格粒级细度的分级溢流，经过矿浆调整(包括浓密进行浓度调整、和pH调整以及添加捕收剂、抑制调浆和搅拌调整)，进入粗选浮选机中粗选；粗选精矿(泡沫产品)进入精选浮选机中精选，精选出最终合格的含目的可浮性矿物的产品，精选尾砂再返回粗选浮选机中粗选；粗选的尾砂产品进入扫选浮选机中扫选并最终抛弃合格尾矿，扫选产生的含目的可浮性矿物的泡沫产品再返回粗选浮选机中选别。从而整个磨矿—浮选工艺形成闭路。

简而言之，传动磨矿—浮选工艺就是在球磨机中先磨矿，将含有目的可浮性矿物的矿石磨到一定细度后，把矿浆浓度和PH调整到一定程度，再输送到浮选机中进行浮选。浮选过程包括粗选、精选和扫选。

由于磨矿中使用的球磨机大都为卧式球磨机，包括格子型和溢流型。无论哪种形式的卧式球磨机，由于其本身的结构形式和功能的限制，在磨机内不能形成适合于浮选作业要求的合适浓度和粒度的矿浆，而且均匀地充气也十分困难，所以浮选所需满足的这两个基本条件在卧式磨机内都不具备，在磨矿的同时实现浮选也就不可能。这样，在传统的磨——浮工艺中，磨矿产品进入浮选机中需要一个较长时间及路径的输送过程，如果这个过程经过浓密机，那么时间是相当长的。有时可达1～2天，矿浆在这段输送过程中，可浮性矿粒新鲜活泼的表面可能遭到污染——被油膜或垢膜所覆盖，硫化物可能发生氧化等，所有这些变化都会造成矿物可浮性下降，使可浮性矿物的选矿回收率降低，这是一个在传统磨矿——浮选工艺中存在的问题，此问题在传统磨矿——浮选工艺诞生之初就一直未能解决，并使在磨矿段就抛弃大量尾矿的梦想无法成真。

发明内容：

为了使矿物富集的过程更加简单，从而降低生产成本，本发明提供了一种在磨矿过程中实现浮选的边磨边浮新工艺方法，其流程如图2所示。首先将含有目的可浮性矿物的原矿破碎，其特征在于：破碎产品给入塔式磨矿浮选机中，同时往塔式磨矿浮选机中加入pH调整剂，抑制剂和捕收剂，物料在塔式磨矿浮选机中进行边磨边浮；塔式磨矿浮选机的泡沫产品进入外部精选浮选机中精选并选出合格精选产品，精选尾砂返回塔式磨矿浮选机中进行再磨再选；塔式磨矿浮选机的尾砂进入外部扫选浮选机进一步扫选出合格尾矿抛弃，扫选泡沫产品返回塔式磨矿浮选机中再磨再选。

本发明在磨矿过程中实现浮选的边磨边浮工艺方法中，要求在塔式磨矿浮选机的上表面溢流浓度为28～36％。

事实上，能否在磨矿过程中实现浮选的技术关键是提供一种塔式磨矿浮选机，本发明塔式磨矿浮选机是中国专利ZL91106261.0，ZL96225373.1，ZL00212519.6塔式磨浸机的改进型结构，由塔式机体、搅拌螺旋体、驱动机构组成，驱动机构通过搅拌螺旋轴带动搅拌螺旋体，其特征在于：塔式机体被分为浮选区和边磨边浮区上下两部分；边磨边浮区中设置搅拌螺旋体，并填充磨矿介质；浮选区的上部设置溢流槽，中部设有辅助浮选搅拌叶轮，下部设置导料槽、尾砂出矿口。

已有的塔式磨浸机，通过立式螺旋驱动磨矿介质进行磨矿，已成功地对含金5-7g/t石英脉氧化矿实现边磨边浸，即在磨矿的同时实现对金的氰化浸出，边磨边浸率达93％左右，矿浆在塔式磨矿机内具有被分级、浓密的作用，因此通过调整磨矿参数，就可很容易地获得合适浓度和粒度的矿浆，此种塔式磨浸机具有独特的充气结构，保证气泡在矿浆中较均匀地分布。这样结构再经过改进，通过增加矿化区和浮选区，以及增加出矿槽和刮泡器后，塔式磨浸机就变为塔式磨矿浮选机。往其中加入pH调整剂、起泡剂及捕收剂，就可在塔式磨矿浮选机内对含有目的可浮性矿物的矿石，在磨矿的同时进行浮选，此工艺即称为边磨边浮工艺。

本发明边磨边浮工艺：

(1)在磨矿的同时进行浮选，使可浮性矿粒磨到粒径可浮上限就能被选别出来，防止矿物过磨，造成次生泥化等现象，同时降低了磨耗和电耗，并使生产能力增加。

(2)边磨边浮能保证矿物单体解离表面在最新鲜、最活泼时就被选别出来(此时矿粒的可浮性最好)，防止了矿物表面被污染、氧化等现象，可提高选矿回收率。

(3)边磨边浮可在磨矿段就抛弃大量的尾矿(或稍经扫选再抛弃)，减少了以后作业的矿浆输送量，进而节省了后续作业的设备数量，节省了设备投资，并使厂房面积减小，节省建厂投资。

(4)实现边磨边浮新工艺的塔式磨矿浮选机集传统磨矿—浮选工艺的磨矿、分级、矿浆调整、粗选等功能于一体，大大缩短传统工艺的流程长度，并可节电50％以上。

(5)促进矿物加工学科的发展，是其一个新的生长点，可开辟出一个新的研究方向和领域。

(6)有可能促使传统磨矿—浮选工艺发生一次根本变革。

综上所述，在塔式磨矿浮选机中实现对目地矿物边磨边浮，使在磨矿段就可抛弃大量尾矿(或稍经扫选)，减少了后续作业矿浆的输送量，缩短了流程长度，节省设备投资；同时使厂房面积缩小，基建投资下降，另一方面，边磨矿边浮选，避免或降低了常规磨——浮流程先磨矿再浮选，使矿粒表面在输送到浮选过程中发生的一些物理或化学变化，如矿粒表面被污染，被油膜或垢膜覆盖，发生氧化等，使矿粒在其表面最新鲜、最活泼时，就被浮选出来，可提高选矿回收率。

总之，塔式磨矿浮选机对矿物进行边磨边浮之优点，将使浮选厂单位生产成本下降，利润率上升，建厂投资减少且回收期加快，具有显著的经济效益和社会效益。毫不夸张地说：这一新工艺的实现，将是对传统磨—浮工艺的一次根本变革，是对传统磨—浮工艺的一次革命。

附图说明：

附图1为传统磨矿—浮选工艺原则流程；

附图2为本发明边磨边浮工艺原则流程；

附图3为实验室研制成功的Ф159×840塔式磨矿浮选机设备结构示意；

附图4为边磨边浮泡沫产品照片。

具体实施方式：

磨矿以前的破碎作业与传统磨矿—浮选工艺一致。本工艺与传统磨矿—浮选工艺区别是，破碎产品给入塔式磨矿浮选机中，同时往塔式磨矿浮选机中加入pH调整剂，抑制剂和捕收剂，物料在塔式磨矿浮选机中进行边磨边浮。塔式磨矿浮选机集传统磨—浮工艺的磨矿—分级—矿浆调整—粗选功能于一体。塔式磨矿浮选机上部的泡沫产品进入外部精选浮选机中精选并选出合格精选产品，精选尾砂返回塔式磨矿浮选机中进行再磨再选；塔式磨矿浮选机的尾砂进入外部扫选浮选机进一步扫选出合格尾矿抛弃，扫选泡沫产品返回塔式磨矿浮选机中再磨再选，从而形成整个边磨边浮工艺的闭路。

值得一提的是，可以通过调整边磨边浮作业参数，如磨矿细度、浓度、停留时间等，可对某些类型矿物取消外部扫选作业，从而现实磨矿(边浮选)过程中抛尾。

另外，依不同矿物的浮选粒度要求，塔式磨矿浮选机外部也可配备旋流器对其溢流尾砂产品进行外部二次分级，分级沉砂返回塔式磨矿浮选机中再磨再选，分级溢流进入外部扫选作业，从而形成边磨边浮与分级作业的闭路配置。塔式磨矿浮选机大致可分为两个工作区域：下部的边磨边浮区和上部的常规浮选区，矿石经过边磨边浮后，选出的粗精矿产品经上部刮出，送至后续精选作业；分级溢流即为尾矿(或稍经扫选再抛弃)，分级沉砂返回塔式磨矿浮选机中再磨。

实施例所用设备结构如图3所示，由辅助起动电机1，辅助起动减速机2，超越离合器3，主传动皮带轮4，主传动皮带5，主减速机6，轴承箱7，精矿冲水管8，可调高度的刮泡装置9，泡沫溢流槽10，溢流槽11，浮选传动被动皮带轮12，皮带张紧轮13，辅助浮选搅拌轴14，辅助浮选搅拌叶轮15，浮选腔16，无螺栓联接自保护衬板17，(边磨边浮区)磨矿浮选腔即立式磨矿腔18，机体19，冲气器20，放浆阀21，放浆通气管22，加气阀23，加气管24，搅拌螺旋体25，磨矿介质(钢球)26，返砂输通管27，返砂输通阀28，返砂管29，返砂口30，给矿导料槽31，尾砂出矿口32，搅拌螺旋轴33，联接法兰34，给矿槽35，加水管36，返砂盛浆槽37，加药管38，补水管39，电机调速控制柜40，浮选传动主动皮带轮41，主轴42，主(传动)电机43，主电机皮带轮44，辅助起动减速机支承法兰45组成。

辅助起动超越离合器13，轴承箱7，搅拌螺旋体25，给矿导料槽31和冲气器20，与中国专利ZL96225373.1(1997年7月1日授权)一种高效节能塔式磨浸机所述相同。返砂口30为一厚20～30mm上面均布φ8～φ10孔(中心距20)的钢板，并与机体19点焊。无螺栓联接自保护衬板17与中国专利ZL00212519.6一种立式磨机用无螺栓联接自保护衬板相同(2001年6月16日授权)。

机体上部是浮选区15，可浮性矿粒在此区域进一步被浮选分离，形成的泡沫产品进入浮选区15上部的溢流槽11，并通过泡沫溢流槽10排出机体外。

返砂管29为依不同处理矿量装配1～6寸铁管或胶管，垂直方向与机体距离300～500mm，在与机体联接处呈圆弧过渡，保证矿浆流动畅通并使阻力和压头损失减至最小。

精矿冲水管8尖端为一水流分布器，使水成细针状喷出，其功能是可调节某些矿物的上浮杂质含量，提高精矿品位。

尾矿出矿口32外部为一软管，可以调整出矿端的相对高度，从而调整浮选腔16的矿浆面高度。

冲气器20为上面封口的圆柱体，周边及上部均布φ6～φ8孔中心距20～25mm，其上部与搅拌螺旋体25的距离3～5mm。这样的配置即可以使气体通过加气管24和放浆通气管22沿冲气管20上面(及四周)通入；又可使冲气器20与搅拌螺旋体25之间有一活区，使矿浆可通过冲气器20沿放浆通气管22放出；并且也使磨矿介质(钢球)不能进入冲气器20和与搅拌螺旋体之间缝隙。这样的配置与返砂口30配合，能保证本发明设备在待料(内部充满矿浆)停机任意长时间都可随意调整机体内部矿浆剩余量，并在辅助起动系统1，2，3的配合下，停机任意长时间随时起动。

搅拌螺旋体25为顺时针旋转。

给料导料槽引伸入浮选腔16，距离磨矿介质层上方高度为100～200mm的地方，使较粗的给矿原料迅速下沉至下部边磨边浮区(磨矿浮选腔)18。

尾矿出矿口32与给矿导料槽31圆心角成30～45°方向错开配置。以搅拌螺旋体25的顺时针旋转方向为基准，尾砂出矿口32在给矿导料槽31的前方。尾砂出矿口32在浮选腔16中间偏下的位置。上述配置使矿浆不易造成短路，亦即不至于使矿浆未经充分磨矿与浮选即经尾砂出矿口32流出，从而减少短路。

搅拌螺旋体25为一组合式结构，外部为螺旋叶片，内部为轮毂，叶片用螺栓固定在轮毂上。搅拌螺旋轴33以方圆结合方式插入轮毂。搅拌螺旋体25最下部用螺母固定，螺母外部为两个上面开口的空心圆柱体保护套，将螺母包在内部，两个上面开口的空心圆柱体保护套通过45°配置的两个螺栓穿过搅拌螺旋轴33，从而固定。上述结构使搅拌叶片和空心圆柱体保护套方便更换，在不拆卸联接法兰34和在打开侧门，不移出搅拌螺旋体25于机体外的情况下，即可完成更换。

可调高度的刮泡装置9可根据浮选腔16内的矿浆面高度以及根据不同选矿作业的要求，调整刮泡的高度，满足工艺要求。

浮选腔16内的辅助浮选搅拌叶轮15，具有搅拌浮选的功能，通过它的搅拌，使可浮性矿物在浮选腔16内进一步被浮选分离。

辅助浮选搅拌轴14为一中空轴，有吸气和通气口。在其下面的搅拌轮15转动的情况下，可自吸入空气，也可通过其上面的通气口通入空气。

本发明使用过程如下：先加水，并没过立式磨矿腔内的磨矿介质层，然后离合超越离合器3，开动辅助起动电机1，通过辅助起动减速机带动主传动皮带轮4，并通过主减速机6，进而带动主轴42和搅拌螺旋体25旋转。然后开动主(传动)电机43，同时关闭辅助起动电机1并脱开超越离合器3，实现设备的正常驱动。然后通过给矿槽35加料，通过加水管36按作业要求浓度加水，PH调整剂随矿料一起加入或通过加水管36配成溶液加入。捕收剂(抑制剂)等通过加药管38加入到返砂槽37中，给出机体内立式磨矿腔18的边磨边浮区。主轴42上的皮带轮41通过皮带带动辅助浮选搅拌轴14上的皮带轮12转动，从而使辅助浮选搅拌叶轮15旋转。可浮性物料和磨矿介质26在搅拌螺旋轴25的驱动下进行边磨边浮，同时磨细的物料在浮选腔16内的辅助搅拌浮选搅拌叶轮15的搅拌下，被进一步浮选分离，形成的泡沫产品上升到矿浆表面的泡沫区，形成泡沫层，从可调高度的泡沫装置9上的刮板刮动下，上浮泡沫经泡沫溢流槽10被刮出机体外。边磨边浮和经辅助浮选后的尾砂通过尾砂出矿口32排到机体外，并经外部分级，将分级返砂通过返砂管29返回机体内的立式磨矿腔18的边磨边浮区进行再磨再选，分级溢流可通过外部扫选浮选机扫选后抛尾，扫选泡沫可通过给矿槽35返回浮选腔16再浮选或通过返砂管29返回边磨边浮区进行再磨再浮选。作业完毕后需停机时，关闭主(传动)电机43，再通过放浆通气管22放出矿浆。

实施例1

所用矿石为少硫化物含砷金矿石。矿石中主要金属硫化物有黄铁矿和毒砂，脉石矿物主要为石英，其次为绿泥石绢云母及长石等，矿石中含：Au11.5g/t，Ag2.3g/t，As1.35％，S3.1％，Sb41.3g/t，Hg0.048g/t，Cu0.009％，Pb0.006％，Zn0.011％，Fe3.96％，Ca1.89％。矿石中自然金粒度很细，微细粒金占20.91％，次显微金占70.6％，硫化物中包裹金占69.23％，脉石中包裹金占14.49％。

先将100～200mm大块矿石经鄂式破碎机和对辊破碎机破碎到-3mm，然后经过给矿器给入塔式磨矿浮选机，给矿速度2kg/hr。同时将pH调整剂Na₂CO₃按500g/t的量加入，捕收剂丁基黑药按40g/t加入，丁基黄药按80g/t加入，按1∶2固液比加入水，2#油起泡剂按40g/t加入。塔式磨矿浮选机转速通过调速电机和控制器控制，转速1 50～160rpm。同时将空气按0.3m³/h从塔式磨矿浮选机底部通入。目的可浮性物料经塔式磨矿浮选机中边磨边浮，产生泡泡产品，泡泡产品从上部泡沫溢流槽中刮出，形成粗选精矿。粗选尾矿从塔式磨矿浮选机中间偏上部位引出。边磨边浮结果如下：

入矿合金品位：11.5g/t。

边磨边浮泡沫产品：含金38.3g/t，产率26.1％，金回收率86.9％。

边磨边浮尾矿：含金2.03g/t，产率73.9％，金回收率13.1％。

边磨边浮尾矿经外部浮选机进一步扫选后，尾矿含金1g/t，扫选条件为丁基黑药20g/t，丁基黄药40g/t，2#油20g/t。

扫选尾矿产率；66.8％。

扫选泡沫产率：7.1％。

扫选泡沫含金品位：11.7g/t。

扫选回收率：7.22％。

边磨边浮过程中产生的泡沫产品如图4。

实施例2

所用矿石为少硫化物含砷金矿石。矿石中含：Au8.5g/t，Ag15.8g/t，C4.51％，CaO9.29％，S1.75％，Fe3.41％，Zn0.19％，Cu0.018％，Pb0.065％，As0.55％，SiO₂：49.31％，Al₂O₃7.5％，MgO5.80％。金的分布80％以上为不可见金，最主要的载金矿物是毒砂，占不可见金72.8％，其次为黄铁矿等硫化矿物，占不可见金12.46％。20％为可见金，但其粒度也非常细，在10微米以下，分布于脉石、黄铁矿、毒砂、黑幼铜矿和方铅矿中。

先将100～200mm大块矿石经鄂式破碎机和对辊破碎机破碎到-3mm，然后经过给矿器给入塔式磨矿浮选机，给矿速度2kg/hr。同时将pH调整剂CaO按5kg/t的量加入，捕收剂丁基黄药按120g/t加入，按1∶2固液比加入水，2#油起泡剂按60g/t加入。塔式磨矿浮选机转速通过调速电机和控制器控制，转速120～130rpm。同时将空气按0.3m³/h从塔式磨矿浮选机底部通入。目的可浮性物料经塔式磨矿浮选机中边磨边浮，产生泡泡产品，泡泡产品从上部泡沫溢流槽中刮出，形成粗选精矿。粗选尾矿从塔式磨矿浮选机中间偏上部位引出。边磨边浮结果如下：

入选矿合金品位：8.5g/t。

边磨边浮泡沫产品：含金46.5g/t，产率15.2％，金回收率83.2％。

边磨边浮尾矿：含金1.4g/t，产率84.8％，金回收率16.8％。

边磨边浮尾矿经外部浮选机进一步扫选后，尾矿含金0.72g/t，扫选条件为丁基黑药20g/t，2#油20g/t。

扫选尾矿产率；76.3％。

扫选泡沫产率：8.5％。

扫选泡沫含金品位：7.5g/t。

扫选回收率：7.5％。

Claims (1)

1、一种在磨矿过程中实现浮选的边磨边浮工艺方法，首先将含有目的可浮性矿物的原矿破碎，其特征在于：破碎产品给入塔式磨矿浮选机中，同时往塔式磨矿浮选机中加入pH调整剂，抑制剂和捕收剂，物料在塔式磨矿浮选机中进行边磨边浮；塔式磨矿浮选机上部的泡沫产品进入外部精选浮选机中精选并选出合格精选产品，精选尾砂返回塔式磨矿浮选机中进行再磨再选，塔式磨矿浮选机的尾砂进入外部扫选浮选机进一步扫选出合格尾矿抛弃，扫选泡沫产品返回塔式磨矿浮选机中再磨再选。

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