WO2024138980A1 - 一种粗粒硫化矿梯级抛废分选提质系统及工艺 - Google Patents

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WO2024138980A1
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flotation
machine
ore
coarse
grained
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PCT/CN2023/091034
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桂夏辉
邢耀文
张友飞
曹亦俊
刘炯天
丁世豪
晁彦德
卫召
杨陈仪敏
郭旺
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中国矿业大学
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Definitions

  • the present application relates to the technical field of mineral sorting and recovery, and in particular to a system and process for tiered waste sorting and upgrading of coarse-grained sulfide ore.
  • Sulfide ore is a mineral resource with extremely high application value. Many metals are mainly found in nature in the form of sulfide ore. Sulfide ore processing and smelting products are basic raw materials for a variety of processing and manufacturing industries such as aviation, aerospace, electronics, and high-end manufacturing. The efficient and low-carbon utilization of sulfide ore resources is of great significance to my country's economic development.
  • the sorting and pre-enrichment of raw ore is the premise for realizing efficient and low-carbon utilization of resources. Affected by the embedded characteristics of valuable components in the ore, flotation has become the most effective means for the sorting and pre-enrichment of sulfide ores. Ore dissociation is the premise for realizing the selective recovery of different components of sulfide ores.
  • Traditional sulfide ore sorting and recovery mostly adopts multi-stage crushing and grinding + flotation process.
  • the raw ore needs to be directly dissociated to the particle size required for flotation. In order to ensure the quality of the concentrate, the particle size of the grinding product is mostly -100 ⁇ m.
  • a large amount of gangue has serious over-grinding phenomenon, resulting in a sharp increase in the energy consumption of the crushing and grinding operation; at the same time, the excessive fine gangue brought by the crushing and dissociation of the whole ore of the raw ore is prone to fine mud entrainment, resulting in low flotation efficiency; in addition, the flotation tailings are too fine, which also leads to difficulties in building material utilization and excessive load on the tailings pond dam.
  • the low quality of newly mined ore has intensified, and the distribution of valuable metals has become more and more "poor, fine and mixed".
  • the problems of high energy consumption, low efficiency and low tailings utilization rate faced by sulfide ore flotation are becoming increasingly serious.
  • gangue disposal is an effective way to alleviate the problems of high energy consumption, low efficiency and low tailings utilization rate in traditional processes.
  • gangue disposal is mostly based on the separation of lump ore. Object, the rate of discarding gangue is extremely limited.
  • the embodiments of the present application aim to provide a system and process for tiered waste sorting and upgrading of coarse-grained sulfide ore, so as to solve the problems of high energy consumption and low efficiency in existing sulfide ore sorting.
  • the present application provides a coarse-grained sulfide ore cascade discarding and sorting and upgrading system, including a lump ore discarding unit, a coarse-grained ore sand discarding unit and a grinding flotation unit;
  • the lump ore disposal unit is used to pre-crush, screen, grade and discard the sulfide ore to obtain lump waste rock, undersize products and lump concentrate products;
  • the coarse-grained ore sand discarding unit is used to perform multi-stage crushing and fluidized flotation discarding on the undersize product and the block concentrate product to obtain tailings products and fluidized flotation concentrate;
  • the grinding and flotation unit is used to perform one roughing selection, two cleaning selections and two scavenging selections on the fluidized flotation concentrate to obtain concentrate and tailings products.
  • the lump ore disposal unit includes a jaw crusher, a lump ore grading screen, an XRT intelligent photoelectric separator and a gyratory crusher which are arranged in the order of material flow.
  • the under-screen output end of the lump ore grading screen is connected to the input end of the gyratory crusher, and the above-screen output end of the lump ore grading screen is connected to the input end of the XRT intelligent photoelectric sorter.
  • One output end of the XRT intelligent photoelectric sorter is connected to the gyratory crusher, and the other output end outputs the blocky waste rock.
  • the output end of the gyratory crusher is connected to the input end of the high pressure roller mill, the output end of the high pressure roller mill is connected to the relaxation screen, the under-screen output end of the relaxation screen is connected to the first pulping machine, and the over-screen output end of the relaxation screen is connected to the input end of the high pressure roller mill. end.
  • the output end of the first pulping machine is connected to the input end of the first flotation machine, the overflow output end of the first flotation machine is connected to the input end of the tower mill, the underflow output end of the first flotation machine is connected to the second flotation machine, and the overflow output end of the second flotation machine is connected to the input end of the tower mill.
  • the output end of the tower mill is connected to the input end of the hydrocyclone, the overflow output end of the hydrocyclone is connected to the input end of the second slurry mixer, and the underflow output end of the hydrocyclone is connected to the input end of the tower mill.
  • the output end of the second pulping machine is connected to the input end of the roughing flotation column
  • the overflow output port of the roughing flotation column is connected to the input end of the fourth pulping machine
  • the output end of the fourth pulping machine is connected to the input end of the first fine flotation column
  • the underflow output end of the first fine flotation column is connected to the input end of the second pulping machine.
  • the overflow output end of the first selected flotation column is connected to the input end of the fifth pulping machine, the output end of the fifth pulping machine is connected to the input end of the second selected flotation column, and the underflow output end of the second selected flotation column is connected to the input end of the fourth pulping machine.
  • the present application provides a coarse-grained sulfide ore cascade waste separation and upgrading process, using the above-mentioned coarse-grained sulfide ore cascade waste separation and upgrading system, the steps include:
  • Step S2 discarding coarse-grained ore sand
  • step S2 the coarsely crushed product of the gyratory crusher is fed into a high-pressure roller mill for ultra-fine crushing, the ultra-finely crushed product of the high-pressure roller mill is fed into a relaxation screen for classification, the fine-grained material under the relaxation screen is transported to the first pulping machine for pulping treatment, and the coarse-grained material on the relaxation screen is returned to the high-pressure roller mill for further crushing.
  • step S3 the fine-grained pulp product processed by the second pulping machine is fed into the roughing flotation column, the overflow of the roughing concentrate sorted out by the roughing flotation column is fed into the fourth pulping machine, and the underflow of the roughing tailings sorted out by the roughing flotation column is fed into the third pulping machine.
  • step S3 the rougher concentrate after being processed by the fourth pulping machine is fed into the first concentrated flotation column, the first concentrated concentrate selected by the first concentrated flotation column is overflowed and fed into the fifth pulping machine, the first concentrated tailings bottom flow selected by the first concentrated flotation column is returned to the second pulping machine, the pulp processed by the fifth pulping machine is fed into the second concentrated flotation column, the second concentrated tailings bottom flow selected by the second concentrated flotation column is returned to the fourth pulping machine, and the overflow of the second concentrated concentrate selected by the second concentrated flotation column is discharged as the final concentrate product.
  • step S3 the rougher tailings processed by the third pulping machine are fed into the first scavenging flotation machine as a pulp product, the primary scavenging concentrate sorted by the first scavenging flotation machine overflows and returns to the second pulping machine, the primary scavenging tailings underflow sorted by the first scavenging flotation machine is fed into the second scavenging flotation machine, the secondary scavenging concentrate sorted by the second scavenging flotation machine overflows and returns to the third pulping machine, and the tailings underflow sorted by the second scavenging flotation machine is discharged as the final tailings product.
  • the present invention can achieve at least one of the following beneficial effects:
  • This application uses an XRT intelligent photoelectric sorter and a fluidized flotation machine to discard gangue particles in a cascade manner for sulfide ore blocks and millimeter-sized ore sands, effectively reducing the energy consumption of the system's grinding process and the pressure of the flotation system.
  • the millimeter-level ore sand waste disposal of this application adopts two-stage fluidized flotation waste disposal.
  • the fluidized flotation machine adopts a low water speed and low air flow setting to pre-recover the fine-grained concentrate and coarse-grained monomer particles that are easy to float in the ore sand;
  • the fluidized flotation machine adopts a high water speed and high air flow setting to recover the difficult-to-float particles in the ore sand to ensure that the tailings grade meets the standard; through the two-stage waste disposal process
  • the setting of fluidized flotation can adjust the flotation parameters of different floatable particles of ore sand in a distributed manner, realizing the step-by-step recovery of easy-floating and difficult-floating particles in a wide particle size range.
  • a relaxation screen is used to classify the ultra-fine crushed products of the high-pressure roller mill, thereby improving the efficiency of the classification of ultra-fine crushed products and effectively reducing the energy consumption of the classification operation.
  • the present application uses a ceramic medium tower mill to replace the traditional ball mill or rod mill in the fine grinding operation before the fine particle flotation operation.
  • the coarse-grained ore disposal unit further comprises a first flotation machine 8, a tower mill 9 and a second flotation machine 10.
  • the first flotation machine 8 performs a first stage of fluidized flotation
  • the second flotation machine 10 performs a second stage of fluidized flotation.
  • the output end of the first pulping machine 7 is connected to the input end of the first flotation machine 8
  • the overflow output end of the first flotation machine 8 is connected to the input end of the tower mill 9
  • the underflow output end of the first flotation machine 8 is connected to the input end of the tower mill 9.
  • the output end is connected to the second flotation machine 10, the overflow output end of the second flotation machine 10 is connected to the input end of the tower mill 9, and the underflow output end of the second flotation machine 10 outputs tailings.
  • the millimeter-level ore sand waste adopts a two-stage fluidized flotation waste process, and the slurry product treated by the first pulping machine 7 is fed into the first flotation machine 8, the first-stage fluidized flotation concentrate produced by the first flotation machine 8 is fed into the tower mill 9, and the first-stage fluidized flotation tailings produced by the first flotation machine 8 are fed into the second flotation machine 10, and the second-stage fluidized flotation concentrate produced by the second flotation machine 10 is fed into the tower mill 9 together with the first-stage fluidized flotation concentrate, and the second-stage fluidized flotation bottom flow is discharged as a tailings product.
  • the grinding flotation unit also includes a first scavenging flotation machine 19 and a second scavenging flotation machine 20.
  • the output end of the third slurry mixer 14 is connected to the input end of the first scavenging flotation machine 19, the overflow input port of the first scavenging flotation machine 19 is connected to the input end of the second scavenging flotation machine 12, the underflow output port of the first scavenging flotation machine 19 is connected to the input end of the second scavenging flotation machine 20, the overflow output port of the second scavenging flotation machine 20 is connected to the input end of the third slurry mixer 14, and the underflow output port of the second scavenging flotation machine 20 outputs the tailings product.
  • the raw materials of the coarse-grained ore sand discarding process are the photoelectric selection block concentrate products and the products under the block ore grading screen.
  • the raw materials are fed into the gyratory crusher 4 for coarse crushing.
  • the coarse crushed products of the gyratory crusher 4 are fed into the high-pressure roller mill 5 through a belt conveyor for ultra-fine crushing.
  • the ultra-fine crushed products are fed into the relaxation screen 6 for classification, and the classification particle size is 1.5 mm.
  • the fine-grained materials under the relaxation screen are transported to the first pulping machine 7 through a pipeline for pulping treatment, and the coarse-grained materials on the relaxation screen are returned to the high-pressure roller mill 5 for crushing again.
  • the product after slurry mixing by the first slurry mixer 7 is fed to the first flotation machine 8 through a pipeline for sorting treatment
  • the sorted primary fluidized flotation concentrate is fed to the ceramic medium tower mill 9 through a pipeline
  • the primary fluidized flotation tailings sorted by the first flotation machine 8 is fed to the second flotation machine 10 through a pipeline for secondary sorting treatment
  • the sorted second-stage fluidized flotation concentrate is fed to the tower mill 9 together with the first-stage fluidized flotation concentrate through a pipeline
  • the bottom flow tailings sorted by the second flotation machine 10 are output to obtain tailings products.
  • the ceramic medium tower mill 9 is used for fine grinding to achieve the low energy consumption and high efficiency characteristics of fine grinding; the flotation column is used for the roughing and concentrating process equipment of fine particles, and the flotation machine is used for scavenging.
  • a fine-particle multi-stage stirring and circulating slurry mixer is used to mix the slurry, which promotes the dispersion of reagents in the slurry, enhances the collision between bubbles of hydrophobic particles, strengthens the dispersion of fine particles in the slurry, improves the recovery rate of sulfide ore, and effectively reduces the pollution of fine gangue to the concentrate.

Abstract

一种粗粒硫化矿梯级抛废分选提质系统及工艺，属于矿物分选回收技术领域，解决了现有硫化矿分选能耗高、效率低的问题。系统包括块矿抛废单元、粗粒矿砂抛废单元和磨矿浮选单元；块矿抛废单元用于对硫化矿原矿进行预破碎、筛选分级和抛废，获得块状废石、筛下产品及块状精矿产品；粗粒矿砂抛废单元用于对筛下产品和块状精矿产品进行多级破碎和流态化浮选抛废，获得尾砂产品和流态化浮选精矿；磨矿浮选单元用于对流态化浮选精矿进行一次粗选、两次精选和两次扫选，获得精矿和尾矿产品。实现了硫化矿脉石颗粒梯级抛废，减少了磨矿负荷，增加了浮选效率。

Description

一种粗粒硫化矿梯级抛废分选提质系统及工艺 技术领域
本申请涉及矿物分选回收技术领域，尤其涉及一种粗粒硫化矿梯级抛废分选提质系统及工艺。
背景技术
硫化矿是一种应用价值极高的矿产资源，多种金属主要以硫化矿形式赋存于自然界。硫化矿加工冶炼产品是航空、航天、电子、高端制造等多种加工制造行业的基本原料，硫化矿资源的高效低碳利用对于我国经济发展具有重大意义。
原矿的分选预富集是实现资源高效低碳利用的前提，受矿石中有价组分嵌布特性影响，浮选成为硫化矿分选预富集的最有效手段。矿石解离是实现硫化矿不同组分选择性回收的前提，传统硫化矿分选回收多采用多段破磨+浮选工艺，原矿需直接解离至浮选要求粒级，为保证精矿质量，磨矿产品粒度多为-100μm，大量脉石存在严重的过磨现象，导致破磨作业能耗急剧攀升；同时原矿全矿破碎解离带来的过多微细脉石，易产生细泥夹带现象，从而导致浮选效率较低；此外，浮选尾矿粒度过细也导致建材化利用困难，尾矿库堆坝负荷过高等问题。随着社会发展对硫化矿资源需求日益增加，新开采矿石低品质化加剧，有价金属嵌布愈发呈现“贫、细、杂”特征，硫化矿浮选面临的高能耗、低效率及低尾矿利用率等问题日益加剧。
脉石颗粒的提前抛废是缓解传统工艺高能耗、低效率及尾矿利用率低等问题的有效途径，但现有抛废工艺中，脉石抛废多仅以块矿为分选 对象，脉石抛废率极为有限。
发明内容
鉴于上述的分析，本申请实施例旨在提供一种粗粒硫化矿梯级抛废分选提质系统及工艺，用以解决现有硫化矿分选能耗高、效率低的问题。
一方面，本申请提供了一种粗粒硫化矿梯级抛废分选提质系统，包括块矿抛废单元、粗粒矿砂抛废单元和磨矿浮选单元；
所述块矿抛废单元用于对硫化矿原矿进行预破碎、筛选分级和抛废，获得块状废石、筛下产品及块状精矿产品；
所述粗粒矿砂抛废单元用于对所述筛下产品和所述块状精矿产品进行多级破碎和流态化浮选抛废，获得尾砂产品和流态化浮选精矿；
所述磨矿浮选单元用于对所述流态化浮选精矿进行一次粗选、两次精选和两次扫选，获得精矿和尾矿产品。
进一步地，所述块矿抛废单元包括按物料流动顺序设置的颚式破碎机、块矿分级筛、XRT智能光电分选机和旋回式破碎机。
进一步地，所述块矿分级筛的筛下输出端与所述旋回式破碎机的输入端连接，所述块矿分级筛的筛上输出端与所述XRT智能光电分选机的输入端连接，所述XRT智能光电分选机的一个输出端连接所述旋回式破碎机，另一个输出端输出所述块状废石。
进一步地，所述粗粒矿砂抛废单元包括高压辊磨机、弛张筛和第一调浆机；
所述旋回式破碎机的输出端与所述高压辊磨机的输入端连接，所述高压辊磨机的输出端连接所述弛张筛，所述弛张筛的筛下输出端与所述第一调浆机连接，所述弛张筛的筛上输出端连接所述高压辊磨机的输入 端。
进一步地，所述粗粒矿砂抛废单元还包括第一浮选机、塔式磨机和第二浮选机；
所述第一调浆机的输出端与所述第一浮选机的输入端连接，所述第一浮选机的溢流输出端与所述塔式磨机的输入端连接，所述第一浮选机的底流输出端与所述第二浮选机连接，所述第二浮选机的溢流输出端与所述塔式磨机的输入端连接。
进一步地，所述磨矿浮选单元包括水利旋流器和第二调浆机；
所述塔式磨机的输出端与所述水利旋流器的输入端连接，所述水利旋流器的溢流输出端与所述第二调浆机的输入端连接，所述水利旋流器的底流输出端与所述塔式磨机的输入端连接。
进一步地，所述磨矿浮选单元还包括粗选浮选柱、第四调浆机和第一精选浮选柱；
所述第二调浆机的输出端与所述粗选浮选柱的输入端连接，所述粗选浮选柱的溢流输出口与所述第四调浆机的输入端连接，所述第四调浆机的输出端连接所述第一精选浮选柱的输入端，所述第一精选浮选柱的底流输出端连接所述第二调浆机的输入端。
进一步地，所述磨矿浮选单元还包括第五调浆机和第二精选浮选柱；
所述第一精选浮选柱的溢流输出端连接所述第五调浆机的输入端，所述第五调浆机的输出端与所述第二精选浮选柱的输入端连接，所述第二精选浮选柱的底流输出端与所述第四调浆机的输入端连接。
进一步地，所述磨矿浮选单元还包括第三调浆机、第一扫选浮选机和第二扫选浮选机；
所述粗选浮选柱的底流输出口与所述第三调浆机连接，所述第三调浆机的输出端与所述第一扫选浮选机的输入端连接，所述第一扫选浮选 机的溢流输入口与所述第二调浆机的输入端连接，所述第一扫选浮选机的底流输出口与所述第二扫选浮选机的输入端连接，所述第二扫选浮选机的溢流输出口连接所述第三调浆机的输入端。
另一方面，本申请提供了一种粗粒硫化矿梯级抛废分选提质工艺，采用上述的粗粒硫化矿梯级抛废分选提质系统，步骤包括：
步骤S1：块矿抛废；
步骤S2：粗粒矿砂抛废；
步骤S3：磨矿浮选。
进一步地，所述步骤S1中，颚式破碎机对硫化矿原矿进行预破碎，块矿分级筛对预破碎产物进行筛分，筛上产品给入XRT智能光电分选机进行块矿抛废处理，XRT智能光电分选机分选后块状尾矿产品为块矿废石，块状精矿产品与块矿分级筛的筛下产品一同给入旋回式破碎机进行粗破处理。
进一步地，所述步骤S2中，旋回式破碎机的粗破产品给入高压辊磨机进行超细碎作业，高压辊磨机的超细碎产品给入弛张筛进行分级，弛张筛筛下细粒级物料运输至第一调浆机进行调浆处理，弛张筛筛上粗粒级物料返回至高压辊磨机再次破碎。
进一步地，所述步骤S2中，第一调浆机调浆后产品给入第一浮选机进行分选处理，分选出的一段流态化浮选精矿给入塔式磨机，第一浮选机分选出的一级流态化浮选尾矿给入第二浮选机进行二次分选处理，分选出的二段流态化浮选精矿随一段流态化浮选精矿一同给入塔式磨机，第二浮选机分选出的底流尾矿输出得到尾砂产品。
进一步地，所述步骤S3中，塔式磨机的磨矿产品给入水力旋流器进行分级，分选出的细粒物料随水力旋流器溢流排出并给入第二调浆机，水力旋流器分选出的粗粒物料随水力旋流器底流排出并返回塔式磨机。
进一步地，所述步骤S3中，第二调浆机处理后的细粒矿浆产品给入粗选浮选柱，粗选浮选柱分选出的粗选精矿溢流给入第四调浆机，粗选浮选柱分选出的粗选尾矿底流给入第三调浆机。
进一步地，所述步骤S3中，第四调浆机处理后的粗选精矿强调浆产品给入第一精选浮选柱，第一精选浮选柱分选出的一次精选精矿溢流给入第五调浆机，第一精选浮选柱分选出的一段精选尾矿底流返回第二调浆机，第五调浆机处理后的矿浆给入第二精选浮选柱，第二精选浮选柱分选出二段精选尾矿底流返回第四调浆机，第二精选浮选柱分选出二段精选精矿溢流排出为最终精矿产品。
进一步地，所述步骤S3中，第三调浆机处理后的粗选尾矿强调浆产品给入第一扫选浮选机，第一扫选浮选机分选的一次扫选精矿溢流返回第二调浆机，第一扫选浮选机分选的一次扫选尾矿底流给入第二扫选浮选机，第二扫选浮选机分选的二次扫选精矿溢流返回第三调浆机，第二扫选浮选机分选的尾矿底流排出成为最终尾矿产品。
与现有技术相比，本申请至少可实现如下有益效果之一：
(1)本申请借助XRT智能光电分选机及流态化浮选机分别对硫化矿块矿、毫米级矿砂进行脉石颗粒梯级抛废，有效减小系统破磨工序能耗及浮选系统压力。
(2)本申请生产了块状废石(+25mm)及毫米级尾砂两种尾矿产品，通过预先抛废有效减少浮选尾矿产量，从而缓解了尾矿库压力；废石及尾砂具备极高建材化利用潜力，经济效益显著。
(3)本申请毫米级矿砂抛废采用两段式流态化浮选抛废，一段抛废工艺中流态化浮选机采用低水速、低气流量设置，预先回收矿砂中易浮的细粒精矿及粗粒单体颗粒；二段抛废工艺中流态化浮选机采用高水速、高气流量设置，回收矿砂中难浮颗粒，保证尾矿品位达标；通过两段式 流态化浮选的设置，对针对矿砂不同可浮性颗粒浮选参数进行分布调节，实现了宽粒级颗粒中易浮、难浮颗粒的分步回收，工艺中可调节参数更多，产品性质可调节性更佳，同时矿砂抛废工艺整体能耗及水耗相比于传统一段流态化浮选抛废更低，矿砂抛废成本有效降低。
(4)本申请毫米级矿砂预破碎工序中，采用基于高压辊磨机的超细碎作业替代传统细碎-粗磨作业，极大简化了系统工艺；高压辊磨机的准静压粉碎特性极大降低了破碎作业能耗，同时高压辊磨机对物料实施料层粉碎的特性，明显减少了磨损，毫米级矿砂预破碎工序整体成本明显更低。
(5)本申请毫米级矿砂预破碎工序中，使用弛张筛对高压辊磨机的超细碎产品进行分级作业，提升超细碎产品分级作业效率的同时有效降低了分级作业能耗。
(6)本申请微细粒浮选作业前细磨作业使用陶瓷介质塔式磨机替代传统球磨机或棒磨机，通过对矿料强力挤压、研磨和内部分级，有效降低设备运行能耗，实现矿石回收工艺的进一步低成本运行。
(7)本申请粗粒流态化浮选前使用宽粒级选前高效调浆机对毫米级矿砂进行调浆，微细粒浮选工艺中粗选、一次精选、二次精选机扫选前均使用细粒多段搅拌循环调浆机对微细粒矿浆进行调浆处理，通过相应强调浆设备的使用，有效促进了药剂在矿浆中分散，强化了颗粒间分散及微细脉石从矿表面的剥离，增强了颗粒药剂的碰撞，调浆效果大大提高，促进了后续流态化浮选机浮选中有价组分的分选回收。
本申请中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本申请的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来 实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本申请的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1为具体实施例的粗粒硫化矿梯级抛废分选提质系统结构示意图；
图2为具体实施例的粗粒硫化矿梯级抛废分选提质工艺流程图。
附图标记：
1-颚式破碎机；2-块矿分级筛；3-XRT智能光电分选机；4-旋回式破
碎机；5-高压辊磨机；6-弛张筛；7-第一调浆机；8-第一浮选机；9-塔式磨机；10-第二浮选机；11-水力旋流器；12-第二调浆机；13-粗选浮选柱；14-第三调浆机；15-第四调浆机；16-第一精选浮选柱；17-第五调浆机；18-第二精选浮选柱；19-第一扫选浮选机；20-第二扫选浮选机。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本申请的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本申请的实施例一起用于阐释本申请的原理，并非用于限定本申请的范围。
实施例1
本申请的一个具体实施例，如图1所示，公开了一种粗粒硫化矿梯级抛废分选提质系统(以下简称分选提质系统)，包括块矿抛废单元、粗粒矿砂抛废单元和磨矿浮选单元。块矿抛废单元用于对硫化矿原矿进行预破碎、筛选分级和抛废，获得块状废石、筛下产品及块状精矿产品，粗粒矿砂抛废单元用于对筛下产品和块状精矿产品进行多级破碎和流态 化浮选抛废，获得尾砂产品和流态化浮选精矿，磨矿浮选单元用于对流态化浮选精矿进行一次粗选、两次精选和两次扫选，获得精矿和尾矿产品。
块矿抛废单元包括颚式破碎机1、块矿分级筛2、XRT智能光电分选机3和旋回式破碎机4，硫化矿原矿输送到颚式破碎机1内，颚式破碎机1的输出端与块矿分级筛2连接，块矿分级筛2的筛下输出端与旋回式破碎机4的输入端连接，块矿分级筛2的筛上输出端与XRT智能光电分选机3的输入端连接，XRT智能光电分选机3的一个输出端连接旋回式破碎机4，另一个输出端输出废石。优选地，块矿分级筛2的筛孔直径为25mm。
本实施例中，原矿经颚式破碎机1破碎后，预破碎产品经筛孔为25mm的块矿分级筛2进行分级，筛下产品给入旋回式破碎机4，筛上产品给入XRT智能光电分选机3进行分选抛废，块状脉石颗粒抛废成为废石，含大量有价组分的光电选块精矿则随块矿分级筛2的筛下产品一同给入旋回式破碎机4。
粗粒矿砂抛废单元包括高压辊磨机5、弛张筛6和第一调浆机7，第一调浆机7用于宽粒级选前高效调浆，旋回式破碎机4的输出端与高压辊磨机5的输入端连接，高压辊磨机5的输出端连接弛张筛6，弛张筛6的筛下输出端与第一调浆机7连接，弛张筛6的筛上输出端连接高压辊磨机5的输入端，即弛张筛6的筛上物循环回高压辊磨机5进行再磨。优选地，弛张筛6的筛孔直径为1.5mm。
粗粒矿砂抛废单元还包括第一浮选机8、塔式磨机9和第二浮选机10，第一浮选机8进行一段流态化浮选，第二浮选机10进行二段流态化浮选，第一调浆机7的输出端与第一浮选机8的输入端连接，第一浮选机8的溢流输出端与塔式磨机9的输入端连接，第一浮选机8的底流输 出端与第二浮选机10连接，第二浮选机10的溢流输出端与塔式磨机9的输入端连接，第二浮选机10的底流输出端输出尾砂。
优选地，塔式磨机9为陶瓷介质塔式磨机。采用陶瓷介质塔式磨机替代传统球磨/棒磨机进行细磨作业，借助该高效粉碎设备实现了细磨作业的低能耗、高效率。为了实现陶瓷介质塔式磨机的稳定运行，优选地，磨矿矿浆整体密度保持在3.00kg/cm3以下。
本实施例中，光电选块精矿及块矿分级筛2的筛下产品经旋回式破碎机4粗破处理，粗破后产品进入高压辊磨机5进行超细碎，超细碎产品经筛孔为1.5mm的弛张筛6分级，弛张筛6的筛下产品进入第一调浆机7进行宽粒级选前高效调浆处理，弛张筛6的筛上产品返回给入高压辊磨机5。毫米级矿砂抛废采用两段式流态化浮选抛废工艺，经第一调浆机7处理后的矿浆产品给入第一浮选机8，第一浮选机8产生的一级流态化浮选精矿给入塔式磨机9，第一浮选机8产生的一级流态化浮选尾矿给入第二浮选机10，第二浮选机10产生的二段流态化浮选精矿随一级流态化浮选精矿一同给入塔式磨机9，二段流态化浮选底流则排出成为尾砂产品。
磨矿浮选单元包括水利旋流器11和第二调浆机12，第二调浆机12为多段搅拌循环调浆机，用于细粒搅拌调浆，塔式磨机9的输出端与水利旋流器11的输入端连接，水利旋流器11的溢流输出端与第二调浆机12的输入端连接，水利旋流器11的底流输出端与塔式磨机9的输入端连接，即水利旋流器11的底流循环回塔式磨机9中。
磨矿浮选单元还包括粗选浮选柱13、第三调浆机14、第四调浆机15、第一精选浮选柱16、第五调浆机17和第二精选浮选柱18，第三调浆机14为多段搅拌循环调浆机，用于扫选细粒调浆，第四调浆机15为多段搅拌循环调浆机，用于一段精选细粒调浆，第五调浆机17为多段搅拌循环 调浆机，用于二段精选细粒调浆，第二调浆机12的输出端与粗选浮选柱13的输入端连接，粗选浮选柱13的溢流输出口与第四调浆机15的输入端连接，粗选浮选柱13的底流输出口与第三调浆机14连接，第四调浆机15的输出端连接第一精选浮选柱16的输入端，第一精选浮选柱16的溢流输出端连接第五调浆机17的输入端，第一精选浮选柱16的底流输出端连接第二调浆机12的输入端。第五调浆机17的输出端与第二精选浮选柱18的输入端连接，第二精选浮选柱18的底流输出端与第四调浆机15的输入端连接，第二精选浮选柱18的溢流输出端输出精矿。
磨矿浮选单元还包括第一扫选浮选机19和第二扫选浮选机20，第三调浆机14的输出端与第一扫选浮选机19的输入端连接，第一扫选浮选机19的溢流输入口与第二调浆机12的输入端连接，第一扫选浮选机19的底流输出口与第二扫选浮选机20的输入端连接，第二扫选浮选机20的溢流输出口连接第三调浆机14的输入端，第二扫选浮选机20的底流输出口输出尾矿产品。
本实施例中，二段流态化浮选精矿随一级流态化浮选精矿进入陶瓷介质塔式磨机9进行细磨作业，塔式磨机9的磨矿产品通过水力旋流器11进行分级作业，水力旋流器11的溢流进入第二调浆机12进行细粒调浆作业，水力旋流器11的底流则返回塔式磨机9。第二调浆机12强制调浆后的细粒矿浆产品进入粗选浮选浮柱13进行粗选作业，粗选精矿进入第四调浆机15进行一段精选细粒调浆作业，粗选精矿强调浆产品进入第一精选浮选柱16进行一次精选作业，一次精选精矿进入第五调浆机17进行二段精选细粒调浆作业，一次精选精矿强调浆产品进入第二精选浮选柱18进行二次精选作业，获得最终精矿，一次精选尾矿返回第二调浆机12，二次精选尾矿返回第四调浆机15，粗选尾矿进入扫选作业，首选进入第三调浆机14调浆作业，第三调浆机14产生的粗选精矿强调浆产 品进入第一扫选浮选机19进行一次扫选，一次扫选精矿返回第二调浆机12，一次扫选尾矿进入第二扫选浮选机20进行二次扫选，二次扫选精矿返回第三调浆机14，二次扫选尾矿为最终尾矿产品。
实施例2
本申请的另一个具体实施例，如图2所示，公开了一种粗粒硫化矿梯级抛废分选提质工艺，采用实施例1的分选提质系统，步骤包括：
步骤S1：块矿抛废。
硫化矿原矿给入颚式破碎机1进行预破碎，预破碎产品粒度约100mm以下，颚式破碎机1的预破碎产品通过皮带运输机给入块矿分级筛2进行分级处理，分级粒度为25mm，块矿分级筛2筛分后通过皮带运输机将筛下产品(-25mm)给入旋回式破碎机4，块矿分级筛2筛分后通过皮带运输机将筛上产品(+25mm)给入XRT智能光电分选机3进行块矿抛废处理，XRT智能光电分选机3分选后块状尾矿产品通过皮带运输机输出得到废石产品，XRT智能光电分选机3分选后光电选块状精矿产品通过皮带运输机与块矿分级筛2的筛下产品一同给入旋回式破碎机4进行粗破处理。
本实施例中，通过在硫化矿颚式破碎机1预破碎及旋回式破碎机4粗破之间引入硫化矿块矿光电选预抛废工艺，预先抛除原矿中块状废石组分，一方面有效减少了进入后续破碎工序的脉石含量，有效减少矿石回收过程能耗，另一方面块状废石(+25mm)具备极高的建材化利用潜力，有效缓解尾矿库压力的同时增加了选厂经济效益。
步骤S2：粗粒矿砂抛废，采用“多级破碎-流态化浮选抛废”工艺。
粗粒矿砂抛废工艺来料为光电选块状精矿产品与块矿分级筛筛下产品，将来料给入旋回式破碎机4进行粗破处理，旋回式破碎机4的粗破产品通过皮带运输机给入高压辊磨机5进行超细碎作业，高压辊磨机5 的超细碎产品给入弛张筛6进行分级，分级粒度为1.5mm，弛张筛筛下细粒级物料通过管道运输至第一调浆机7进行调浆处理，弛张筛筛上粗粒级物料通过返回至高压辊磨机5再次破碎。
进一步地，第一调浆机7调浆后产品通过管道给入第一浮选机8进行分选处理，分选出的一级流态化浮选精矿通过管道给入陶瓷介质塔式磨机9，第一浮选机8分选出的一级流态化浮选尾矿通过管道给入第二浮选机10进行二次分选处理，分选出的二段流态化浮选精矿通过管道随一段流态化浮选精矿一同给入塔式磨机9，第二浮选机10分选出的底流尾矿输出得到尾砂产品。
本实施例中，通过两段式流态化浮选抛废工艺，预抛除毫米级矿砂中尾砂组分，有效降低了后续细磨工序能耗，缓解了微细脉石对浮选不利影响，同时毫米级尾砂具备极高的建材化运用潜力，经济效益更为显著。
本实施例中，利用基于高压辊磨机的超细碎作业替代传统工艺中的细碎-粗磨工序，有效简化了工艺，同时高压辊磨机更低的能耗及更佳的粉碎效果，有效降低了系统能耗；含宽粒级颗粒矿浆选前采用宽粒级选前高效调浆机进行调浆处理，有效保证了矿浆中药剂分散、促进了颗粒药剂的碰撞，提升了调浆效果，更有利于后续宽粒级颗粒流态化浮选回收。
本实施例中，采用两段式流态化浮选抛废工艺对毫米级矿砂进行预抛废，一段流态化浮选水速、气流量较低，预先浮选出细粒精矿及粗粒单体颗粒，二段流态化浮选水速、气流量更高，对一段尾矿进行扫选，回收矿石中难浮颗粒，从而保证矿石有价组分回收率，通过两段式流态化浮选抛废工艺设置，实现了宽粒级颗粒中易浮、难浮颗粒的分步回收，工艺中各参数可调节性更佳，流态化浮选抛废系统整体能耗更低且水量 消耗更低，有效降低了毫米级矿砂抛废成本。
本实施例的步骤S1、步骤S2适于以粒度为基准对粗粒硫化矿进行梯级抛废，实现对浮选前硫化矿原矿中脉石颗粒的预先抛废，从而减少步骤S3中磨矿-浮选作业负荷，有效减少系统整体能耗。该分选工艺流程简单、投资少、能耗低、运行经费低，能有效降低系统整体能耗，特别是破磨作业能耗，并有效提升微细粒浮选效率，同时浮选前抛废产品建材化利用潜力巨大，经济效益更为显著。
步骤S3：磨矿浮选。
采用“一粗二精二扫”工艺，塔式磨机9的来料为一段流态化浮选精矿及二段流态化浮选精矿，塔式磨机9的磨矿产品通过管道给入到水力旋流器11进行分级，分选出的细粒物料随水力旋流器溢流排出并通过管道给入第二调浆机12，水力旋流器11分选出的粗粒物料随水力旋流器底流排出并由管道返回陶瓷介质塔式磨机9。第二调浆机12处理后的细粒矿浆产品通过管道给入粗选浮选柱13，粗选浮选柱13分选出的粗选精矿溢流随管道给入第四调浆机15，粗选浮选柱13分选出的粗选尾矿底流由管道给入第三调浆机14。第四调浆机15处理后的粗选精矿强调浆产品通过管道给入第一精选浮选柱16，第一精选浮选柱16分选出的一次精选精矿溢流由管道给入第五调浆机17，第一精选浮选柱16分选出的一段精选尾矿底流由管道返回第二调浆机12，第五调浆机17处理后的矿浆通过管道给入第二精选浮选柱18，第二精选浮选柱18分选出二段精选尾矿底流由管道返回第四调浆机15，第二精选浮选柱18分选出二段精选精矿溢流排出为最终精矿产品。第三调浆机14处理后的粗选尾矿强调浆产品通过管道给入第一扫选浮选机19，第一扫选浮选机19分选的一次扫选精矿溢流通过管道返回第二调浆机12，第一扫选浮选机19分选的一次扫选尾矿底流通过管道给入第二扫选浮选机20，第二扫选浮选机20分选的二次 扫选精矿溢流通过管道返回第三调浆机14，第二扫选浮选机20分选的尾矿底流排出成为最终尾矿产品。
本实施例中，采用陶瓷介质塔式磨机9进行细磨作业实现了细磨作业的低能耗、高效率特性；微细粒浮选粗选、精选工序设备使用浮选柱，扫选使用浮选机，微细粒浮选粗选、一段精选、二段精选及一段扫选前均使用细粒多段搅拌循环调浆机对矿浆进行调浆处理，促进了矿浆中药剂分散、增强了疏水颗粒气泡间碰撞、强化了矿浆中微细粒分散，提高硫化矿回收率的同时有效减少了微细粒脉石对精矿的污染。
本实施例的工艺用于生产精矿、尾矿、尾砂及废石四种产品，精矿产品为浮选工艺中随第二精选浮选柱18的溢流精矿排出物质，尾矿产品为浮选工艺中随第二扫选浮选机20的底流尾矿排出物质，尾砂产品为流态化浮选抛尾工序中第二浮选机10的底流尾矿排出物质，废石产品为XRT智能光电分选机3的尾矿槽排出物质，实现了对浮选前硫化矿原矿梯级抛废，实现了精矿、尾矿、尾砂及废石的分别输出，有效降低了硫化矿分选工艺整体能耗，提升了浮选工艺效率，同时尾砂及废石具备极高的建材利用潜力，增加了选厂经济效益。
本申请以硫化矿块矿、毫米级矿砂为预抛废对象，借助相应分选抛废技术设计一种粗粒硫化矿梯级抛废分选提质工艺，实现硫化矿脉石颗粒梯级抛废，减少磨矿负荷，增加浮选效率，并生产具备建材化利用潜力的粗粒脉石尾矿颗粒对于硫化矿资源的高效低碳利用具有重要意义。
以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (17)

  1. 一种粗粒硫化矿梯级抛废分选提质系统，其特征在于，包括块矿抛废单元、粗粒矿砂抛废单元和磨矿浮选单元；
    所述块矿抛废单元用于对硫化矿原矿进行预破碎、筛选分级和抛废，获得块状废石、筛下产品及块状精矿产品；
    所述粗粒矿砂抛废单元用于对所述筛下产品和所述块状精矿产品进行多级破碎和流态化浮选抛废，获得尾砂产品和流态化浮选精矿；
    所述磨矿浮选单元用于对所述流态化浮选精矿进行一次粗选、两次精选和两次扫选，获得精矿和尾矿产品。
  2. 根据权利要求1所述的粗粒硫化矿梯级抛废分选提质系统，其特征在于，所述块矿抛废单元包括按物料流动顺序设置的颚式破碎机(1)、块矿分级筛(2)、XRT智能光电分选机(3)和旋回式破碎机(4)。
  3. 根据权利要求2所述的粗粒硫化矿梯级抛废分选提质系统，其特征在于，所述块矿分级筛(2)的筛下输出端与所述旋回式破碎机(4)的输入端连接，所述块矿分级筛(2)的筛上输出端与所述XRT智能光电分选机(3)的输入端连接，所述XRT智能光电分选机(3)的一个输出端连接所述旋回式破碎机(4)，另一个输出端输出所述块状废石。
  4. 根据权利要求2所述的粗粒硫化矿梯级抛废分选提质系统，其特征在于，所述粗粒矿砂抛废单元包括高压辊磨机(5)、弛张筛(6)和第一调浆机(7)；
    所述旋回式破碎机(4)的输出端与所述高压辊磨机(5)的输入端连接，所述高压辊磨机(5)的输出端连接所述弛张筛(6)，所述弛张筛(6)的筛下输出端与所述第一调浆机(7)连接，所述弛张筛(6)的筛上输出端连接所述高压辊磨机(5)的输入端。
  5. 根据权利要求4所述的粗粒硫化矿梯级抛废分选提质系统，其特 征在于，所述粗粒矿砂抛废单元还包括第一浮选机(8)、塔式磨机(9)和第二浮选机(10)；
    所述第一调浆机(7)的输出端与所述第一浮选机(8)的输入端连接，所述第一浮选机(8)的溢流输出端与所述塔式磨机(9)的输入端连接，所述第一浮选机(8)的底流输出端与所述第二浮选机(10)连接，所述第二浮选机(10)的溢流输出端与所述塔式磨机(9)的输入端连接。
  6. 根据权利要求5所述的粗粒硫化矿梯级抛废分选提质系统，其特征在于，所述磨矿浮选单元包括水利旋流器(11)和第二调浆机(12)；
    所述塔式磨机(9)的输出端与所述水利旋流器(11)的输入端连接，所述水利旋流器(11)的溢流输出端与所述第二调浆机(12)的输入端连接，所述水利旋流器(11)的底流输出端与所述塔式磨机(9)的输入端连接。
  7. 根据权利要求6所述的粗粒硫化矿梯级抛废分选提质系统，其特征在于，所述磨矿浮选单元还包括粗选浮选柱(13)、第四调浆机(15)和第一精选浮选柱(16)；
    所述第二调浆机(12)的输出端与所述粗选浮选柱(13)的输入端连接，所述粗选浮选柱(13)的溢流输出口与所述第四调浆机(15)的输入端连接，所述第四调浆机(15)的输出端连接所述第一精选浮选柱(16)的输入端，所述第一精选浮选柱(16)的底流输出端连接所述第二调浆机(12)的输入端。
  8. 根据权利要求7所述的粗粒硫化矿梯级抛废分选提质系统，其特征在于，所述磨矿浮选单元还包括第五调浆机(17)和第二精选浮选柱(18)；
    所述第一精选浮选柱(16)的溢流输出端连接所述第五调浆机(17)的输入端，所述第五调浆机(17)的输出端与所述第二精选浮选柱(18) 的输入端连接，所述第二精选浮选柱(18)的底流输出端与所述第四调浆机(15)的输入端连接。
  9. 根据权利要求8所述的粗粒硫化矿梯级抛废分选提质系统，其特征在于，所述磨矿浮选单元还包括第三调浆机(14)、第一扫选浮选机(19)和第二扫选浮选机(20)；
    所述粗选浮选柱(13)的底流输出口与所述第三调浆机(14)连接，所述第三调浆机(14)的输出端与所述第一扫选浮选机(19)的输入端连接，所述第一扫选浮选机(19)的溢流输入口与所述第二调浆机(12)的输入端连接，所述第一扫选浮选机(19)的底流输出口与所述第二扫选浮选机(20)的输入端连接，所述第二扫选浮选机(20)的溢流输出口连接所述第三调浆机(14)的输入端。
  10. 一种粗粒硫化矿梯级抛废分选提质工艺，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的粗粒硫化矿梯级抛废分选提质系统，步骤包括：
    步骤S1：块矿抛废；
    步骤S2：粗粒矿砂抛废；
    步骤S3：磨矿浮选。
  11. 根据权利要求10所述的粗粒硫化矿梯级抛废分选提质工艺，其特征在于，所述步骤S1中，颚式破碎机(1)对硫化矿原矿进行预破碎，块矿分级筛(2)对预破碎产物进行筛分，筛上产品给入XRT智能光电分选机(3)进行块矿抛废处理，XRT智能光电分选机(3)分选后块状尾矿产品为块矿废石，块状精矿产品与块矿分级筛(2)的筛下产品一同给入旋回式破碎机(4)进行粗破处理。
  12. 根据权利要求10所述的粗粒硫化矿梯级抛废分选提质工艺，其特征在于，所述步骤S2中，旋回式破碎机(4)的粗破产品给入高压辊磨机(5)进行超细碎作业，高压辊磨机(5)的超细碎产品给入弛张筛 (6)进行分级，弛张筛筛下细粒级物料运输至第一调浆机(7)进行调浆处理，弛张筛筛上粗粒级物料返回至高压辊磨机(5)再次破碎。
  13. 根据权利要求12所述的粗粒硫化矿梯级抛废分选提质工艺，其特征在于，所述步骤S2中，第一调浆机(7)调浆后产品给入第一浮选机(8)进行分选处理，分选出的一段流态化浮选精矿给入塔式磨机(9)，第一浮选机(8)分选出的一级流态化浮选尾矿给入第二浮选机(10)进行二次分选处理，分选出的二段流态化浮选精矿随一段流态化浮选精矿一同给入塔式磨机(9)，第二浮选机(10)分选出的底流尾矿输出得到尾砂产品。
  14. 根据权利要求10所述的粗粒硫化矿梯级抛废分选提质工艺，其特征在于，所述步骤S3中，塔式磨机(9)的磨矿产品给入水力旋流器(11)进行分级，分选出的细粒物料随水力旋流器溢流排出并给入第二调浆机(12)，水力旋流器(11)分选出的粗粒物料随水力旋流器底流排出并返回塔式磨机(9)。
  15. 根据权利要求14所述的粗粒硫化矿梯级抛废分选提质工艺，其特征在于，所述步骤S3中，第二调浆机(12)处理后的细粒矿浆产品给入粗选浮选柱(13)，粗选浮选柱(13)分选出的粗选精矿溢流给入第四调浆机(15)，粗选浮选柱(13)分选出的粗选尾矿底流给入第三调浆机(14)。
  16. 根据权利要求15所述的粗粒硫化矿梯级抛废分选提质工艺，其特征在于，所述步骤S3中，第四调浆机(15)处理后的粗选精矿强调浆产品给入第一精选浮选柱(16)，第一精选浮选柱(16)分选出的一次精选精矿溢流给入第五调浆机(17)，第一精选浮选柱(16)分选出的一段精选尾矿底流返回第二调浆机(12)，第五调浆机(17)处理后的矿浆给入第二精选浮选柱(18)，第二精选浮选柱(18)分选出二段精 选尾矿底流返回第四调浆机(15)，第二精选浮选柱(18)分选出二段精选精矿溢流排出为最终精矿产品。
  17. 根据权利要求16所述的粗粒硫化矿梯级抛废分选提质工艺，其特征在于，所述步骤S3中，第三调浆机(14)处理后的粗选尾矿强调浆产品给入第一扫选浮选机(19)，第一扫选浮选机(19)分选的一次扫选精矿溢流返回第二调浆机(12)，第一扫选浮选机(19)分选的一次扫选尾矿底流给入第二扫选浮选机(20)，第二扫选浮选机(20)分选的二次扫选精矿溢流返回第三调浆机(14)，第二扫选浮选机(20)分选的尾矿底流排出成为最终尾矿产品。
PCT/CN2023/091034 2022-12-30 2023-04-27 一种粗粒硫化矿梯级抛废分选提质系统及工艺 WO2024138980A1 (zh)

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