Different factors on flotation separation kinetics of chalcopyrite and pyrite
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摘要: 以动力学参数K（浮选速率系数）为依据，来评判黄铜矿、黄铁矿快速浮选分离的可能性.首 先，在不同矿浆浓度、浮选粒度及浮选机转速等条件下考察黄铜矿和黄铁矿纯矿物K值的变化，在一 定程度上阐释了黄铜矿、黄铁矿快速浮选分离的动力学机理及其可能性；同时，为使黄铜矿、黄铁矿快 速浮选分离技术在工业上具有适用性，进一步研究黄铜矿与黄铁矿组成的2种粒级的混合矿在适当 浮选条件下的动力学特性.结果表明，适当的浮选条件，可扩大黄铜矿与黄铁矿之间的浮选速率差异，从而实现黄铜矿的快速优先浮选.Abstract: To judge the possibility of rapid flotation separation on chalcopyrite and pyrite, the dynamics parameter K (flotation rate coefficient) was used as the basis. At first, through investigating the change of K value of chalcopyrite and pyrite pure minerals under the conditions of pulp density, flotation particle size and flotation machine speed, respectively, the dynamics mechanism and possibility of rapid flotation separation on chalcopyrite and pyrite was interpreted to some extent. Meanwhile, to make the technology of rapid flotation separation feasible on chalcopyrite and pyrite applicable in the industry, the dynamics characteristic of two mixed ore in different size fraction that composed by chalcopyrite and pyrite was further investigated. lt was proved that flotation rate difference between chalcopyrice and pyriec could be expanded through controling appropriate flotation conditions and then furfiued the rapid prioriey flotation of chalcopyrite
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Keywords:
- chalcopyrite /
- pyrite /
- pure mineral /
- mixed ore /
- rapid flotation /
- flotation rate coefficient
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0 前言
永平铜矿是一座于1984年建成投产的、日处理万吨矿石的大型有色金属矿山, 主要生产铜精矿、硫精矿, 并在铜精矿中回收伴生有价金属金、银。两台f5.03m ×6.4m球磨机系该矿从加拿大A.C.公司引进的选矿主机设备, 其磨矿回路设备和自控仪表具有80年代国际先进水平-选厂从投产至今已有15年的生产实践, 磨矿机钢球单耗由投产初期的2.06kg/t·矿下降到目前的1.2kg/t·矿。
1 磨矿机技术性能
磨矿机为f5.03m ×6.4m溢流型球磨机, 磨矿机技术性能见表 1。
表 1 Ø5.03m ×6.4m溢流型球磨机技术性能
2 矿石性质及磨矿工艺参数
2.1 矿石性质
永平铜矿是一座以铜为主, 共生硫铁、铅、锌及铁的综合矿床, 属广义的矽卡岩型矿石。矿石的普氏硬度为8~ 10, 设计碎矿最终产品粒度-15mm含量为100%, -9mm含量为80%, 磨矿机内矿浆pH值为6~ 8。
2.2 磨矿设计工艺参数
磨矿设计工艺参数为:磨矿机处理能力5 000 t /d·台; 给矿粒度-12 mm占80%;产品粒度-0.115mm占80 %; 磨矿浓度70 %, 分级溢流细度-0.074mm占(68 ±3)%; 磨矿分级返砂比300 %~ 500 %; 磨矿介质采用锻钢球, 原始球荷组成见表 2; 钢充填率38 %~ 40 %; 补加钢球直径与比例f75mm:f50mm=1:1;钢球由加拿大A.C.公司提供, 单耗为0.95kg/t·矿。
表 2 设计球荷组成结果
3 生产实践
3.1 碎矿生产
永平铜矿选厂自投产以来, 经过不断技术革新和流程改进工作, 碎矿流程于1989年基本通畅, 生产趋于正常, 选矿处理能力基本达产-碎矿生产虽然达到日处理万吨的能力, 但碎矿最终产品粒度距设计水平还有一定差距, 筛析结果见表 3。
表 3 碎矿最终产品筛析结果 %
由表 3可见, 由于碎矿最终产品粒度太粗、粒度组成不合理, 这将直接影响到磨矿生产, 也影响到磨矿机钢球的消耗。
3.2 磨矿生产
在原设计设备、备件装配条件下, 由于碎矿产品粒度达不到设计要求, 为了使磨矿生产基本达到浮选工艺的要求, 现场对一些设计参数进行了局部调整。补加钢球的直径由原设计f75mm、f50mm改为f90mm、f70mm, 配比不变, 磨矿浓度也提高到75 %左右, 磨矿机内钢球充填率, 原设计为38%~ 40 %, 改为34%左右。为此, 磨矿生产能力基本达到5 000 t/d·台。但是磨矿产品粒度比设计要求还略粗, 分级溢流产品细度-0.074mm占65 %, 存在欠磨的情况, 对浮选指标也有一定的影响。
3.3 磨矿钢球的消耗试验
随着选厂生产能力的达标, 生产工艺基本定型, 生产管理也逐步完善。为了提高磨矿机的台效, 降低钢球的磨矿单耗, 除了要把降低碎矿产品粒度作为重要因素来攻关之外, 选用适应永平铜矿矿石性质的高质量低消耗钢球也十分重要。
3.3.1 钢球质量的影响因素
选矿生产对钢球的要求是密度大、硬度高、耐磨性好和足够的韧性, 以免在冲击时碎裂。影响钢球质量的因素较多, 主要有材料质量、原料配方、生产工艺等。作为使用单位, 虽然对钢球的生产过程不了解也无法控制, 但是对钢球质量的影响因素应该了解清楚, 以便在使用过程中发现问题, 并及时进行分析和采取措施。另外, 还应利用矿山自有条件进行一些简单的质量检查, 如观察钢球的表面质量(钢球光洁度、圆度等), 并及时对钢球的密度、硬度进行检测, 避免劣质钢球进入磨矿机, 而影响磨矿生产能力。
3.3.2 钢球应用比较试验
投产初期, 永平铜矿的钢球单耗曾一度高达2.06kg/t·矿, 由于当时的选矿生产不太正常, 存在磨矿给矿不足的问题, 但也有钢球质量差的问题-1989年选厂达产后, 在降低碎矿产品粒度方面开展了大量的工作-1991年碎矿产品质量相对稳定后, 开始对不同钢球的质量进行了反复应用比较试验, 历年钢球应用试验结果见表 4。
表 4 历年钢球应用试验结果
由表 4可见, 江西铜业股份公司东乡铜矿玻尔公司生产的高铬合金球, 质量较好, 而且也耐磨, 磨矿单耗只有1.01kg/t·矿, 但是生产成本也高; 高质量的低铬合金球在永平铜矿的适用性较好, 如马鞍山市金属材料耐磨公司生产的低铬合金钢球, 磨矿单耗1.161kg/t·矿, 对买卖双方都有利; 安徽马鞍山市矿友耐磨材料公司生产的低铬合金钢球, 质量也较稳定, 永平铜矿近几年都是使用这种钢球, 磨矿机钢球的磨矿单耗见表 5。
表 5 1993~1998年钢球磨矿单耗结果 kg/t·矿
由表 5可见, 钢球单耗明显下降, 既稳定了磨矿生产, 又节约了生产成本。
4 结语
永平铜矿选矿厂的碎磨生产实践证明, 碎矿作业的好坏, 将直接影响到磨矿生产, 也影响到磨矿机钢球的消耗。通过钢球单耗试验, 选用合适的钢球, 对稳定磨矿生产, 降低钢球消耗, 节约生产成本是有利的。
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图 5 黄铜矿、黄铁矿不同矿浆浓度条件下的回收率及K值
Fig 5. Recovery and value K of chalcopyrite and pyrite under different pulp density conditions
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图 6 黄铜矿、黄铁矿不同粒级条件下的回收率及K值
Fig 6. Recovery and value K of chalcopyrite and pyrite under different particle size conditions
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图 7 黄铜矿、黄铁矿不同转速条件下的回收率及K值
Fig 7. Recovery and value K of chalcopyrite and pyrite under different speed conditions
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图 8 试样一、试样二铜精矿、硫精矿的累积回收率
Fig 8. Cumulative recovery of Cu and S concentrate of sample 1 and sample 2
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