选矿理论与实践

CITIC1.1氧化矿系列选矿工艺流程氧化矿系列采用“阶段磨矿、粗细分级、重选—强磁—阴离子反浮选”工艺。其中，“磨矿－分级－磁重”系统分四个系列生产（Ⅰ－Ⅳ系列），浮选系统分四个选别区生产。具体设备联系图见图1.1、1.2，工艺流程图见图1.3。CITIC图1.1CITIC图1.2CITIC振网筛溢流强磁前浓缩重精浮精浮尾中矿中矿回水尾矿扫二扫一精选粗选溢流混磁精浓缩木渣木渣强磁机除渣筛强磁前弱磁精矿过滤三磨三旋精螺中磁机除渣筛中磁前弱磁扫螺粗螺二旋一旋二磨螺旋分级机一磨原矿图1.3氧化矿工艺流程图CITIC1.2原生矿工艺流程采用“阶段磨矿—单一磁选”工艺，一个系列生产（Ⅴ系列）。具体设备联系图见图1.4，工艺流程图见图1.5。CITIC图1.4CITIC溢流分矿箱除渣间五系列除渣间流程尾矿至四系列一旋废渣中/强磁机细筛水力旋流器一磁尾矿和二磨排磁选尾矿除渣间尾矿精矿回水过滤浓缩磁选柱三磁三磨旋流器二磁二磨排磁选二磨浓缩磁选细筛一磁螺旋分级机一磨原矿图1.5原生矿工艺流程图1.2原生矿选矿工艺流程2、磨矿与分级工艺CITIC2.1磨矿工艺概述（1）磨矿的基本原理：当筒体转动时，装在筒体内的磨矿介质在摩擦力和离心力的作用下，随着筒体旋转被提升到一定的高度，然后按一定的速度抛落，矿石受下落钢球的撞击以及钢球与钢球之间或钢球与衬板之间的压碎和磨削作用而被粉碎。由上述可知，矿石在磨机筒体内主要是受冲击力、磨剥力及挤压力的作用而被磨碎的。图2.1介质在磨矿机内运动示意图CITIC2.1磨矿工艺概述（2）磨矿与选别作业的关系：磨矿的目的是使矿石中的有用成份全部或大部分达到单体分离状态，同时尽量避免“过磨”，并能达到选别作业要求的粒度，以便为选别作业创造有效回收矿石中有用成份的条件。可见，磨矿作业与选矿技术指标有很大关系。改善磨矿效果，提高磨机的生产率，提高其产品质量，不仅能提高精矿质量和金属回收率，而且对降低消耗也有很重要的意义。CITIC（1）球磨操作过程中注意事项：A、闭路磨矿时，应有适当的循环负荷：生产实践表明，在一定范围内增大返砂比，磨机的生产率随之提高，在较大的返砂比的条件下，分级效率的波动对磨机的生产率影响较小。B、装球制度要合理：装球制度包括钢球的质量、钢球配比、钢球的充填率及合理补加等。C、磨矿浓度要适宜：2.2磨矿操作与实践CITIC（2）磨矿浓度的调节：磨矿浓度直接影响磨矿时间，进而影响到磨矿产品的细度，是岗位操作中需要重点关注的环节。影响磨矿浓度的因素有：原矿性质（硬度、粒度组成等）、给矿量和给矿水、返砂量等。图2.2一段球磨示意图2.2磨矿操作与实践CITIC（3）磨机“胀肚”(干胀）的原因及对策：A、现象：主电机电流表指示电流在下降；磨矿机排矿吐大块，矿浆涌出；分级机溢流“跑粗”现象严重，返砂量明显增大；磨矿机运转声音沉闷，几乎听不见钢球的冲击声。B、原因：“胀肚”现象的产生是由于磨机工作失调的结果。原矿性质发生变化，或是给矿量增大或粗粒给矿增大而增大返砂比时，超过了球磨机本身的通过能力；操作不当，如磨矿用水量掌握不当，影响到磨矿浓度，而磨矿浓度过高则可能引起“胀肚”；磨矿介质装入的总量或球径配比不合理。2.2磨矿操作与实践CITICC、“胀肚”发生后解决办法：首先要分析矿石性质的变化情况、给矿量、给水量、返砂量、溢流粒度是否正常等，找出原因，“对症下药”。在操作上一般采取以下措施：减少磨矿机给矿量或短时间内停止给矿；调节用水量；合理添加磨矿介质。2.2球磨机操作与实践CITIC（1）分级的目的：当矿石磨细后，就要及时把那些已经符合细度要求的矿粒分出来，这既可提高磨机的台时处理能力，又可避免过粉碎。（2）分级设备：图2.3常见分级设备2.3分级工艺概述CITIC2.3分级工艺概述（3）水力旋流器工作原理：矿浆以一定的压力沿渐开线方向进入旋流器，在离心力场的作用下，大颗粒随外旋流向下运动，从下部沉砂口流出得到粒度粗的沉砂产物；细颗粒随内旋流向上运动，从上部得到粒度细的溢流产物。图2.4水力旋流器原理图3、重选工艺CITIC3.1重选设备与工作原理司家营铁矿所使用的重选设备为螺旋溜槽（见图3.1）。选分原理：螺旋溜槽是利用有用矿物与脉石在沿螺旋斜面向下的水流中所受的重力、惯性离心力、水流作用力和摩擦力的不同进行分选的。图3.1螺旋溜槽CITIC粗螺扫螺精螺重精振网筛一段旋流器粗细分级沉砂中磁前弱磁三段旋流器图3.2重选工艺流程图3.2司家营重选流程CITIC3.3影响重选指标的因素（1）结构参数：结构参数圈数直径横面倾角断面形状螺距槽面粗糙度CITIC3.3影响重选的因素（2）工艺参数（操作因素）：给矿浓度工艺参数给矿体积滑块位置矿浆粘度增大，流速缓慢，导致分带不清，造成精矿品位和回收率均有下降。处理能力下降，且使槽面的料层变薄，不具备分带的选别条件，同时因浓度小，矿浆的流速过快，细粒铁矿物易被甩到外缘，使尾矿品位升高，回收率下降矿浆流速增大，部分细粒铁粉矿物来不及沉降就被高速流的矿浆流甩到外缘进入尾矿中，从而造成为尾矿品位升高矿浆在槽面的流速变低，使粗颗粒脉石和连生体由于离心力小不能被甩到外侧而混杂在精矿中，造成精矿品位下降滑块位置根据分矿带情况来调整，同时还应根据矿石性质，以及对产品的要求来调整截取宽度CITIC3.3影响重选的因素（3）矿石性质：矿石性质主要是指入选矿石的粒度及粒度组成和颗粒形状、矿物比重和品位等因素。（1）给矿粒度和粒度组成螺旋溜槽选别的适宜粒度范围在0.2-0.03mm之间。◙给矿粒度太粗，大颗粒连生体及大粒脉石沿槽面流动时易沉入下层受较小的离心力，就会沿槽面向内侧流动而混入精矿中，从而降低精矿品位。◙给矿粒度太细，细粒铁矿物不宜沉降而浮在上层，结果被流速高离心力大的上层矿浆流甩到槽面外缘而带入尾矿中，使尾矿品位升高，另外随着矿泥含量的增加，矿浆粘度增大，槽面分带不清也影响精矿质量。（2）螺旋溜槽给矿品位的高低螺旋溜槽的选别富集比是有一定限度的，入选品位太低，必然得不到合格的精矿品位。（3）入选物料颗粒的形状颗粒的形状不同，表面积不同，在矿浆中受到阻力不同，进而所受到的流速也不一样。4、磁选工艺CITIC4.1中强磁设备与分选原理司家营铁矿目前使用的中强磁选别设备主要为立环脉动高梯度磁选机。该设备的特点是：分选环立在磁场中旋转。图4.1Slon立环脉动磁选机实物图CITIC4.1中强磁机设备与分选原理分选原理：转环中装有导磁不锈钢棒，选矿时，转环作顺时针旋转，矿浆从给矿斗给入，沿上铁轭缝隙流经转环，转环内的磁介质在磁场中被磁化，磁介质表面形成高梯度磁场，矿浆中磁性颗粒被吸到磁介质表面，随着转环转动被带至顶部无磁场区，用冲洗水冲入精矿斗中，非磁性颗粒沿下铁轭缝隙流入尾矿斗排走。CITIC给矿品位给矿量给矿稳定程度设备本身参数给矿浓度激磁电流亚铁含量影响因素影响因素4.2影响中强磁机指标的因素CITIC4.3影响弱磁机选别效果的因素影响永磁筒式磁选机工作的因素较多，除了底箱型式（顺流、逆流、半逆流）、磁系结构、磁场特性、圆筒转速等固定因素外，还有磁偏角、工作间隙、分选浓度等可调因素。尾矿品位低，回收率高；但太小时，由于精矿不能提升到精矿端脱落，反而使尾矿品位升高。磁偏角小精矿品位高，同时由于扫选区减短，也使尾矿品位升高。大10～20°CITIC场强力增大，使精矿品位降低，但回收率可以高些。若过小则会造成矿浆流速过快，尾品升高。4.3影响弱磁机选别效果的因素有利于提高处理量，但由于离圆筒表面较远，磁场强度较低，所以会使尾品升高，降低回收率。工作间隙大小45～75mmCITIC精矿品位高些，而尾矿品位也会增高，使回收率降低。4.3影响弱磁机选别效果的因素流速慢，阻力大，精矿中易夹杂脉石，降低精矿品位。但由于选别时间长，对回收率有利。分选浓度高低给矿浓度底箱吹散水需要指出的是，卸矿的干净与否也影响弱磁机的选别效果，因此卸矿水管的位置及冲洗角度要保持适当，磁选机滚筒既不能带矿，水量也不能过大，其水量的大小应正好将筒上精矿卸下为宜。5、浮选工艺CITIC（1）浮选：浮选即浮游选矿，是根据矿物表面物理化学性质（润湿性）的差异分选矿物的方法。正浮选：一般的浮选多将有用矿物浮入泡沫产物中，将脉石矿物留在矿浆中，通常叫正浮选。反浮选：而将脉石矿物浮入泡沫产物中，将有用矿物留在矿浆中的则叫反浮选。图5.1浮选过程示意图5.1浮选相关概念CITIC5.1浮选相关概念（2）润湿性：浮选过程是依靠分散在矿浆中矿粒选择地附着于气泡上，之所以产生这种选择性附着，主要原因是由于不同的矿物表面具有不同的润湿性，即疏水性和亲水性。润湿性是通过接触角评价的。石英是亲水性矿物，难浮；石蜡是疏水性矿物，易浮。石英水润湿石蜡不润湿水CITIC5.2浮选药剂分类由于自然界的大部分矿物都是亲水的，为了使矿物之间分离，必须人为地控制矿物的浮选行为，如采用捕收剂就可以选择性提高某些矿物的疏水性，使用抑制剂可选择性提高某些矿物的亲水性，人为提高不同矿物之间的润湿性差异，从而达到分离矿物的目的。因此浮选药剂是浮选研究的核心，常用的浮选药剂分捕收剂、起泡剂和调整剂三大类。CITIC5.2浮选药剂分类浮选药剂捕收剂：能选择性地作用于某种矿物表面并使之疏水的有机药剂。起泡剂：是一种表面活性物质，促进空气在矿浆中分散，能促使泡沫形成和矿化，增加其机械强度的一类药剂。调整剂调整(促进和阻碍)捕收剂与矿物表面的相互作用，调整矿浆性质，能提高浮选选择性的一类药剂。抑制剂：能削弱或消除捕收剂与矿物的相互作用，从而降低或恶化矿物可浮性的一类药剂。活化剂：能增强或促进捕收剂与矿物的相互作用，从而提高矿物可浮性的一类药剂。介质调整剂pH调整剂矿泥分散剂絮凝剂CITIC5.3浮选药剂作用原理（1）捕收剂：自然界中除石蜡、石墨、硫磺、叶腊石、滑石和辉钼矿等矿物颗粒表面疏水，具有天然可浮性外，大多数矿物颗粒的表面是亲水的。为改善可浮性，就需添加能使矿物颗粒疏水的捕收剂。水玻璃水石蜡亲水疏水石蜡就起了捕收剂的作用。玻璃CITIC5.3浮选药剂作用原理司家营铁矿阴离子反浮选所使用的捕收剂是脂肪酸类离子型（阴离子）捕收剂。离子型捕收剂的分子结构中一般有两个基团：极性基和非极性基。极性基能够活泼地与矿物表面发生作用，使捕收剂固着到矿物表面；非极性基起疏水作用。气泡矿物矿浆捕收剂CITIC5.3浮选药剂作用原理（2）起泡剂：具有亲水基团和疏水基团的表面活性分子，定向吸附于水—气界面,降低水溶液的表面张力，使充入水中的空气易于弥散成气泡，并产生稳定的泡沫。起泡剂与捕收剂有联合作用,共同吸附于矿物颗粒表面,促进矿物上浮。常用的起泡剂有松醇油(俗称二号油)等。CITIC5.3浮选药剂作用原理（3）调整剂：①pH值调整剂通过调节矿浆酸碱度，控制矿物表面特性、矿浆化学组成以及各种药剂的作用条件，改善浮选效果。常用的有石灰、碳酸钠、氢氧化钠和硫酸等；②活化剂能增强矿物同捕收剂的作用能力，使难浮矿物受到活化而被浮起。如硫酸铜、硫化钠；③抑制剂提高矿物亲水性或阻止矿物同捕收剂作用，使其可浮性受到抑制。如淀粉、重铬酸钾。④絮凝剂使矿物细颗粒聚集成较大颗粒，以加快其在水中的沉降速度，常用的絮凝剂有聚丙烯酰胺和淀粉等；⑤分散剂阻止细矿粒聚集，使之处于单体分散状态，作用与絮凝剂相反，常用的有水玻璃、偏磷酸钠等。CITIC5.4药剂制度所谓药剂制度是指浮选过程中所添加的药剂种类、药剂用量、药剂配制、加药地点及加药顺序、加药方式等。在浮选厂，药剂制度是影响浮选技术指标最重要的因素。（1）药剂种类：浮选的用药种类与矿石性质、工艺流程、需要得到几种选矿产品等因素有关，通常都是经过矿石的可选性试验或半工业与工业试验来确定的。（2）药剂用量：浮选药剂用量要掌握好“度”，不足或过量对选别指标都有影响。过量会失去选择性，还会造成选矿成本的增加；而过少，药剂则起不到应有的效果。CITIC5.4药剂制度（3）药剂配制：选矿厂所用的药剂，有一部分是不经稀释、原液加入的，如2号油、低碳脂肪酸、