矿物加工研究方法.docx

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矿物加工研究方法

某硫化铜矿选矿工艺实验研究报告

昆明理工大学

2012年12月30日

校长周荣

主管校长

科技处长

院长文书明

课题负责人

课题主要成员

协作单位

目录

1.前言

1.1试验的目地任务

1.2试验的对象

1.3试验的研究内容

1.4试验结果

2.矿石破碎加工

3.矿石性质

4.试验结果

5.数质量流程

6.结论

1.前言

1.1试验的目地任务：

选矿试验是为了进行选矿厂设计而进行矿石的选取试验。

选矿试验成果不仅对选矿设计的工艺流程、设备选型、产品方案、技术经济指标等的合理确定有着直接影响，而且也是选矿厂投产后能否顺利达到设计指标和获得经济效益的基础。

因此，为设计提供依据的选矿试验，必须由专门的试验研究单位承担。

选矿试验报告应按有关规定审查批准后才能作为设计依据。

在选矿试验进行之前，选矿工艺设计者应对矿床资源特征、矿石类型和品级、矿石特征和工艺性质、以及可选性试验等资料充分了解，结合开采方案，向试验单位提出试验要求，在“要求”中，一般不必详述试验单位通常都应做到的内容，而应着重提出需要试验单位解决的特殊内容和主要问题。

1.2试验的对象：

以含铜，铁为主要矿物的硫化铜矿。

1.3试验的研究内容：

1、原矿性质研究

　　光谱分析。

查明各种元素的大约含量及有无稀散元素和其它可供综合回收的元素。

　　多元素分析或全分析。

查明矿石中主要组分、伴生有益和有害组分的含量。

必要时还要进行矿浆性质的化学分析，测定可溶性盐类等。

　　试金分析。

查明金、银和其它贵金属的种类及其含量（含有金、银等贵金属时才能进行）。

　　显微镜测定。

查明矿石类型、矿物组成及含量、矿石的结构构造、矿物粒度及嵌布特征和共生关系等。

进行选矿目的矿物挑纯分析。

　　物相分析。

对矿石主要有用组分及伴生有益及有害组分赋分状态，即对它们的不同矿物产出形式进行测定。

例如，铜矿石需测定自然铜、原生硫化物、次生硫化物、氧化物及铜的盐类等的相对含量；铁矿石需测定磁铁矿、赤铁矿、菱铁矿、镜铁矿、褐铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿、钛铁矿和硅酸铁等的相对含量。

粒度分析。

通过筛析和水析，测定矿石粒度特性和原生矿泥的各粒级含量、金属分布率。

必要时用不同密度的重液，测定各粒级按不同密度部分的产率及金属分布率，为重液分离提供依据。

　　矿石物理机械性质测定。

对矿石的密度、松散密度、安息角、内摩擦角、摩擦系数、硬度、粘度、水分、比磁化系数、导电性、含泥率等进行测定。

　　2、碎磨工艺（含洗矿和预选）流程试验研究

　　功指数测定。

如按邦德公式进行破碎和磨矿设备计算时，应进行破碎和磨矿功指数的测定。

测定的功指数有以下几种，粗、中、细破碎功指数，自磨功指数，棒磨功指数，球磨功指数，以及粗精矿或中矿再磨功指数。

可磨度测定。

如用容积法计算磨粉设备时，应测定各段磨矿的矿石可磨度。

在进行矿石可磨度试验时，须采取用作对比试验的标准矿样。

有色金属矿山选矿厂设计多以杨家仗子钼矿的矿石为标准矿样，化工矿山硫铁矿选矿厂设计以向山硫铁矿矿石为标准矿样，沉积变质磷灰岩以锦屏磷矿矿石为标准矿样，沉积磷块岩和硅钙质磷矿石当采用多段磨矿时以王集第三层矿矿石为标准矿样，黑色金属矿山选矿厂设计以类似磨矿工艺生产选矿厂的原矿为标准矿样。

鉴于生产矿山开采的矿石性质常有变化，故在采取标准矿样的同时，应测定该矿山选矿厂处理这种矿石当时的磨粉机处理量、技术条件和有关技术参数。

　　磨蚀指数试验。

磨矿介质及磨矿机衬板的消耗是选矿厂一项主要消耗指标，因此应测定其耗量指标。

　　自磨介质性能试验。

拟采用自磨工艺时，应先进行自磨介质试验，依此决定是否需要进行自磨或半自磨的半工业试验或工业试验。

　　在研究碎磨工艺流程时，应根据矿石含泥率和矿泥性质及其对破碎、磨矿、选别、脱水作业的影响程度，考虑是否有必要和有可能进行洗矿。

如有必要洗矿，则需进行相应的冼矿和洗矿溢流处理的试验。

　　矿石预选的试验研究。

应根据开采矿石的废石混入率或磨选作业对原矿品位富集的需要，考虑有无可能在原矿石入磨前进行矿石预选。

如有可能，需进行矿石预选试验，并在磨选工艺流程试验方案中包括有预选矿石的磨选流程试验。

　　磨矿方法和磨矿流程的试验研究。

常用的磨矿方法，按磨矿介质不同分为球磨、棒磨、自磨、半自磨、砾磨等。

应根据矿石性质和特征、上述有关试验测定资料、生产和试验类似经验及其它因素，分析研究各种磨矿方法的可能性和进行扩大连续试验的必要性，并选择和推荐1—2个为主的单一或联合的磨矿方法。

在此基础上进行一段磨矿或多段磨矿、多段连续磨矿或阶段磨矿（含粗磨抛尾、中矿和粗精矿再磨等试验）等磨矿流程和磨矿细度的多方案对比试验。

　　磨矿产物分析。

应对各段磨矿给料和产物（含中矿、粗精矿等）进行筛析和单体解离度的测定。

　　3、选矿方法和流程试验研究

　　选矿方法的研究。

由于选矿技术的发展，处理一种矿石，可以用多种选矿方法，因此在试验中应根据矿石性质、用户对产品质量的要求和建设条件等因素，有选择的进行选矿方法多方案对比试验，并选定合理的选矿方法。

　　选别条件试验。

（1）浮选，应进行磨矿细度、矿浆浓度、矿浆温度、矿浆酸碱度、药剂制度、搅拌与浮选时间等试验。

有些情况下，还应做回水试验、水质、脱药、脱泥、风压及风量等试验

（2）磁选，一般应进行磁感应强度、物料入选粒度、处理能力、物料分级与不分级对比试验等。

此外，对干式弱磁选还应进行矿石水分对选别指标的影响试验，矿石经洗矿与不经洗矿对选别指标的影响试验；对湿式弱磁选应进行矿浆浓度、冲洗水压及水量、齿形介质板间隙（或球介质直径、介质充填率）、转速等试验，以及强磁性矿物的聚积和试验影响（3）焙烧磁选，应进行焙烧气氛、焙烧温度、焙烧时间、燃料种类、用量、挥发成分、物料粒度等条件试验及有关技术参数测定（4）重选，应进行给矿量、给矿粒度及范围、矿浆浓度（固液比）、冲洗水压及水量、给排料方式及截取位置等试验。

此外，还应根据使用的重选设备的不同，进行相应的工艺参数试验（5）重介质选矿，应进行给矿量、给矿粒度及范围，重介质悬浮液的密度，加重剂的原料、密度、粒度、加入量、回收措施及消耗量的试验。

此外，还应根据使用的重介质设备的不同，进行相应的工艺参数试验（6）电选，除应进行选别段数、作业电压、极距及电极位置、转鼓速度、给矿量、粒度、温度、湿度等项试验外，还应进行转鼓速度与电压、粒度的关系的试验，给料分级与不分级的对比试验，分矿板位置调整对比试验等（7）光拣选，先进行洗矿分级，然后在料层为单矿粒的情况下进行给矿粒度与处理量关系的对比试验（8）选矿药剂、燃料、介质等主要原材料选用对比试验，应结合不同选矿方法和设备的试验，对所采用的主要药剂、燃料、介质的种类、性能、规格、耗量、选矿效果等进行比较试验，选择选矿指标好、价格便宜、来源充足、环境污染小或易治理的品种。

　　选别流程结构试验研究。

（1）确定选别段数

（2）探讨精选和扫选作业的合理次数，尽量提高精矿品位和回收率，降低产品杂质含量，富集伴生有益组分或可综合回收组分。

对自溶性或碱性矿石还应注意保持精矿的自溶性（3）查明中矿的性质，确定中矿返回的合理地点或单独处理方案（4）在充分的单元条件试验基础上进行开路流程综合条件试验，试验中应注意工艺和操作条件的稳定，指标应有再现性（5）在开路流程试验的基础上，进行闭路流程试验。

应注意稳定相应的工艺条件和控制条件（最好采用稳微型连续试验装置进行试验），试验指标应具有重现性、稳定性、流程的数量质量指标应平衡。

　　推荐选矿工艺流程。

对选矿方法、工艺流程和选别条件应进行多方案试验，并在重点的对1-2个方案作对比试验的基础上推荐出选矿工艺流程。

推荐的工艺流程应包括合理的磨矿细度、各作业或产品的浓度、品位、部分回收率、总回收率及产出率、工艺条件、新水及回水补加量等内容。

　　选矿产品分析。

应对精矿、中矿和尾矿进行化学分析、粒度分析、物相分析，以及进行机械物理性质（如密度、松散密度、安息角、水分等）的测定。

必要时尚应对某些作业的给矿和产品进行光谱分析、化学分析、试金分析、物相分析、粒度分析及岩矿鉴定等，据以说明如下问题

（1）精矿品位不高、回收率低、有害成分降不下去、中矿难选等的原因

（2）可综合回收的某些位生成分的富集方向（3）某些选矿作业和某些新技术的采用对不同矿物的回收情况和选别深度。

　　4、产品脱水试验研究

　　应对精矿脱水和尾矿做沉降速度试验，绘制沉降速度曲线。

如粗精矿、中矿或其它中间产品需要浓缩时，也应进行上述试验。

如果在浓缩时加絮凝剂或过滤时加助滤剂，需进行药剂用量及药剂条件试验，并就用药后的回水对浮选指标的影响进行试验。

　　5、环境保护试验

　　对工艺流程中排出的精矿水、尾矿水和其它污水、有害气体、废渣等进行化验分析。

如超过国家工业卫生标准的有关规定，应进行治理试验。

　　对放射性矿物、有毒矿物以及采用的有毒药剂应测定其放射强度、毒性程度以及对金属或其它物质的腐蚀等，并提出防护措施。

　　选矿试验尽量不用或少用对人体和农林牧渔各业有害、对环境有污染的药剂，尽量进行无毒无害的选矿工艺试验研究，使工艺流程少产生污染源。

　　与选矿试验有关的环保试验和防护设施的研究，应与选矿试验同时进行。

四：

试验的结果

1、筛分分析：

确定破碎后原矿中各粒级的含量，其中-200目的含量不但可以作为磨矿时间确定的依据，而且可以确定是否有脱泥的必要。

2、磨矿细度与磨矿时间的关系：

取一定量的原矿进行磨矿细度试验，确定不同时间不同的磨矿细度，绘制磨矿细度与磨矿时间的关系曲线，确定出最佳磨矿时间为5'30''。

3、合适的磨矿细度的确定：

以磨矿细度为变动因素，通过对不同磨矿细度的矿石做浮选试验，通过对产率，品位，回收率为判断依据，确定最佳的磨矿细度为-200目85%。

4、通过对浮选实验中调整剂（石灰），硫化钠，捕收剂（丁黄药）用量对比，确定最佳用量，石灰最佳用量为1000g/t,硫化钠最佳用量为400g/t，丁黄药最佳用量为60g/t，起泡剂一般不进行专门的试验，而是根据泡沫的矿化状况增减用量。

5、粗选时间的确定：

用一个试样，分不同时间分批刮泡，根据不同刮泡时间的产率和品位确定最佳粗选时间为3'。

6、闭路试验：

闭路试验是用来考察循环物料影响的分批试验，在不联系的设备上模仿连续生产过程，使中矿返回选别过程再选，在最终成为稳定量的情况下，对所得精矿和尾矿的各项指标进行全面考察。

此次闭路试验重量和金属量基本平衡，但精矿品位过低，没有达到工业要求。

2.矿石破碎加工

进行研究前必要的加工准备工作。

包括试验的破碎，缩分以及备样，分析样，鉴定样，试验样的制备。

根据原始试验的最大尺寸，实验室用的选矿设备，确定具有代表性的最小试验量及试验用样的最大尺寸，考虑矿石的分选方案，编制试验的加工缩分流程图。

其加工程序如下：

试样加工流程如图所示：

3.矿石性质

原矿是以含铜，铁为主要矿物的大型矿床。

铜矿物以黄铜矿为主，其次是斑铜矿，有微量的铜蓝和孔雀石，铁矿物以磁铁矿为主，次为菱铁矿和黄铁矿，褐铁矿微量。

除主要金属铜，铁外，还伴生有金，银，铂，钯等稀贵金属元素。

脉石矿物以黑云母，长石，白云母，石英及绿泥为主，其次是方解石，石榴石，高岭石等。

铜矿物为硫化矿，嵌布粒度细，矿石属易选矿石，根据矿物组成的差异可分为以下三种类型：

（1）石榴石，黑云母岩型：

以黑云母，长石，石英，石榴石为主的铜，铁矿石。

（2）变质凝灰岩型：

以石英，长石为主所组成的铜，铁矿石。

（3）含铜白云石，大理岩型：

以碳酸盐，长石，石英为主所组成的铜，铁矿石。

（1）原矿多元素分析

组份

cu

TFe

SFe

Ag

Au

Pt

Pd

S

含量

1.0

27.25

26.26

4.99（g/t）