Series No. 401
金 ꢀ ꢀ 属 ꢀ ꢀ 矿 ꢀ ꢀ 山 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ
20总09第年 第40111期 期
ꢀ
ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ
Novemberꢀ 2009
METAL MINE
浮选柱与 730 系列起泡剂适配研究及铜矿分选实践
胡 卫 新 ꢀ 冯 ꢀ 莉 ꢀ 刘 炯 天 ꢀ 商 林 萍
(
中 国 矿 业 大 学 )
摘 ꢀ 要 ꢀ 旋 流 - 静 态 微 泡 浮 选 柱 在 分 选 某 些 硫 化 矿 时 存 在 起 泡 剂 起 泡 能 力 不 足 , 进 而 导 致 浮 选 精 矿 回 收 率 较
低 的 问 题 。 通 过 对 730 系 列 起 泡 剂 在 浮 选 柱 应 用 中 的 气 含 率 研 究 以 及 结 合 云 南 大 红 山 铜 矿 的 选 矿 实 践 对 比 研 究 ,
比 较 5 种 起 泡 剂 的 性 能 指 标 , 综 合 精 矿 品 位 和 回 收 率 得 出 730C 更 适 配 于 旋 流 - 静 态 微 泡 浮 选 柱 。
关 键 词 ꢀ 浮 选 柱 ꢀ 730 系 列 起 泡 剂 ꢀ 气 含 率 ꢀ 铜 矿
Research on Optimization of Flotation Column and 730
Series Frother and Tests on Copper Separation
Hu Weixi(nꢀ Feng Liꢀ Liu Jiongtianꢀ Shang Linping
China University of Mining Technology)
Abstractꢀ FCSMC has a shortcoming of foaming deficiency in separating some sulphide ores, leading to the low recov
ery of flotation concentrate. Based on research on the gas holdup of 730 series frothers in flotation column and combining
with the beneficiation practice in Yunnan Dahongshan Copper Mine, five kinds of frothers'index were compared, concluding
that 730C is suitable for FCSMC based on concentrate grade and recovery.
Keywordsꢀ Flotation column, 730 series frother, Gas holdup, Copper ores
ꢀ
ꢀ 旋 流 - 静 态 微 泡 浮 选 柱 是 中 国 矿 业 大 学 研 制 的
粗 选 指 标 来 比 较 、 选 配 一 种 高 效 起 泡 剂 , 以 提 高 浮 选
柱 对 该 铜 矿 的 分 选 效 率 。
拥 有 自 主 知 识 产 权 的 新 型 柱 式 分 选 设 备 , 其 最 大 的
特 点 就 是 其 对 难 选 颗 粒 及 微 细 颗 粒 的 分 选 效 率 极
[
1ꢀ 试 验 系 统
高
1] 。 旋 流 - 静 态 微 泡 浮 选 柱 以 自 身 独 特 的 “ 柱 分
研 究 内 容 包 括 730 系 列 起 泡 剂 的 气 含 率 研 究 以
及 浮 选 柱 分 选 试 验 研 究 , 相 应 构 建 试 验 系 统 包 括 气
含 率 测 量 系 统 和 浮 选 柱 分 选 系 统 两 部 分 。
选 ” 方 法 及 理 论 在 其 内 部 形 成 “ 塞 流 、 旋 流 、 管 流 ” 逐
级 加 强 的 矿 化 分 选 模 式 。 从 矿 化 角 度 讲 , 其 特 色 分
选 模 式 的 构 建 对 起 泡 剂 的 性 能 提 出 了 不 同 于 传 统 浮
选 机 的 新 要 求 2] 。 因 主 体 分 选 环 境 相 对 浮 选 机 纵
向 空 间 大 大 延 伸 , 粘 度 小 的 脆 性 泡 沫 由 于 寿 命 短 , 导
致 在 浮 选 柱 的 整 个 行 程 当 中 气 泡 携 带 能 力 不 足 ; 旋
流 - 静 态 微 泡 浮 选 柱 的 旋 流 、 管 流 等 矿 化 单 元 , 构 建
了 以 强 紊 流 为 特 征 的 中 矿 循 环 回 收 机 制 , 由 于 脆 性
1
. 1ꢀ 气 含 率 测 试 系 统 试 验 装 置 及 参 数
[
气 含 率 测 试 试 验 系 统 如 图 1 所 示 。 它 主 要 由 变
频 控 制 系 统 、 气 含 率 测 量 系 统 和 旋 流 - 静 态 微 泡 浮
选 柱 ( 100 mm × 2 000 mm) 系 统 组 成 。
试 验 所 用 浮 选 柱 及 其 他 主 要 设 备 型 号 及 技 术 参
数 如 表 1 所 示 。
本 试 验 采 用 压 差 法 考 察 不 同 起 泡 剂 以 及 起 泡 剂
浓 度 对 气 含 率 的 影 响 。 压 力 传 感 器 A 和 B 将 测 得
的 所 在 位 置 的 压 强 值 以 电 流 信 号 的 形 式 输 出 , 在 变
频 控 制 柜 的 PID 表 上 显 示 。 利 用 这 种 测 量 方 法 时 ,
首 先 要 将 电 流 值 转 换 为 压 强 值 , 两 个 压 强 值 之 差 即
气 泡 受 紊 流 影 响 的 易 碎 现 象 而 导 致 气 泡 量 的 不 足 将
使 得 浮 选 柱 的 中 矿 循 环 回 收 作 用 很 难 发 挥 [ 35] 。
7
30 系 列 起 泡 剂 是 昆 明 冶 金 研 究 院 专 门 为 铜 矿
分 选 而 研 制 的 一 种 高 效 起 泡 剂 , 其 主 要 优 点 是 可 以
根 据 不 同 的 矿 石 性 质 , 调 整 起 泡 剂 的 组 分 和 含 量 , 从
而 调 节 起 泡 剂 的 起 泡 速 度 、 起 泡 能 力 、 泡 沫 黏 度 和 稳
定 性 67] 。 本 研 究 结 合 云 南 大 红 山 铜 矿 的 旋 流 - 静
态 微 泡 浮 选 柱 的 选 矿 实 践 , 通 过 730 系 列 起 泡 剂 应
用 于 旋 流 - 静 态 微 泡 浮 选 柱 的 气 含 率 测 试 及 实 验 室
“ 十 一 五 ” 国 家 科 技 支 撑 计 划 项 目 ( 编 号 : 2008BAB31B02) , 中 国
矿 业 大 学 科 学 研 究 基 金 项 目 ( 编 号 : 2007B020) 。
胡 卫 新 ( 1977— ) , 男 , 中 国 矿 业 大 学 化 工 学 院 , 博 士 研 究 生 , 221116
江 苏 省 徐 州 市 。
[
·
67·
总 第 401 期 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 金 ꢀ ꢀ 属 ꢀ ꢀ 矿 ꢀ ꢀ 山 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2009 年 第 11 期
为 两 点 之 间 的 压 强 差 。
进 行 气 含 率 的 对 比 试 验 。 试 验 结 果 如 表 2 所 示 。
表 2ꢀ 浮 选 柱 气 含 率 试 验 结 果
药 剂 用 量
/
起 泡 剂 种 类
730C
( mg/ L)
730A
6. 98
730B
7. 86
730D
14. 68
20. 07
26. 57
37. 24
45. 82
49. 21
49. 34
49. 57
730E
12. 42
18. 20
23. 36
31. 15
39. 32
45. 13
47. 38
47. 72
5
17. 21
10
15
20
25
30
35
40
9. 68
11. 74
19. 81
34. 12
41. 92
45. 30
48. 16
48. 16
22. 15
27. 09
39. 58
46. 34
49. 21
49. 21
49. 21
13. 49
17. 47
25. 79
27. 87
38. 80
40. 62
图 1ꢀ 浮 选 柱 气 含 率 试 验 系 统
1
— 变 频 控 制 柜 ; 2— 压 力 传 感 器 B; 3— 压 力 传 感 器 A;
4
— 压 力 表 ; 5— 气 泡 发 生 器 ; 6— 循 环 泵 ; 7— 转 子 流 量 计
表 1ꢀ 主 要 设 备 型 号 及 技 术 参 数
ꢀ ꢀ ( 1) 在 一 定 起 泡 剂 用 量 范 围 内 , 5 种 起 泡 剂 所 产
生 的 气 含 率 都 是 先 随 起 泡 剂 浓 度 的 增 加 而 增 大 , 当
到 达 一 定 浓 度 后 再 增 加 起 泡 剂 的 用 量 对 气 含 率 影 响
不 大 。
设 备 名 称
型 号 及 主 要 技 术 参 数
台 数
浮 选 柱
循 环 泵
FCSMC 100 mm × 2 000 mm
功 率 1. 33 kW
1
1
1
1
1
1
(
2) 在 浓 度 小 于 15 mg / L 时 , 相 同 浓 度 下 5 种
压 力 变 送 器
玻 璃 转 子 流 量 计 ( 气 体 )
变 频 器
DYP5C5D1M1L2 型
LZB - 10
起 泡 剂 的 气 含 率 由 大 到 小 依 次 为 730C, 730D,
7
30E, 730B, 730A。 在 浓 度 大 于 15 mg / L 时 , 5 种 起
JX - 4T030G 型
PID 控 制 器
DY29AFI166P 型
泡 剂 的 气 含 率 由 大 到 小 依 次 为 730C, 730D, 730B,
7
30E, 730A。
ꢀ
ꢀ 循 环 泵 转 速 在 试 验 中 主 要 用 变 频 器 调 节 。 变 频
范 围 为 0 ~ 50 Hz。 通 过 变 频 器 的 调 节 可 以 得 到 在
不 同 的 频 率 下 循 环 泵 的 不 同 转 速 , 不 同 的 转 速 又 对
应 不 同 的 出 口 压 力 , 因 此 可 以 通 过 变 频 器 的 调 节 来
得 到 循 环 泵 不 同 的 出 口 压 力 ( 以 压 力 表 来 指 示 ) 。
进 气 量 的 大 小 则 由 连 接 在 气 泡 发 生 器 进 气 口 的 一 个
测 量 气 体 流 量 的 玻 璃 转 子 流 量 计 显 示 及 控 制 。
( 3) 单 从 气 含 率 的 角 度 看 , 730C 有 着 明 显 的 优
势 , 在 整 个 测 量 的 起 泡 剂 浓 度 范 围 内 所 产 生 的 气 含
率 是 最 大 的 , 其 次 为 730D, 气 含 率 最 小 的 为 730A。
3ꢀ 大 红 山 铜 矿 分 选 试 验 研 究
云 南 玉 溪 矿 业 有 限 公 司 大 红 山 铜 矿 是 目 前 中 国
西 南 地 区 品 位 较 高 , 储 量 较 大 , 投 资 效 益 较 好 , 又 连
续 4 年 被 国 家 “ 八 五 ” 计 划 列 为 重 点 建 设 工 程 的 唯
一 铜 矿 山 , 大 红 山 铜 矿 是 云 南 玉 溪 矿 业 公 司 的 接 替
矿 山 , 储 量 大 , 品 位 高 , 有 较 大 的 开 采 价 值 。 因 此 , 选
择 云 南 大 红 山 铜 矿 作 为 分 选 研 究 对 象 , 进 一 步 探 讨
浮 选 柱 与 起 泡 剂 的 适 配 性 能 , 并 对 气 含 率 试 验 结 果
作 进 一 步 的 取 证 分 析 及 应 用 研 究 工 作 。
1
. 2ꢀ 浮 选 柱 分 选 系 统
浮 选 柱 分 选 系 统 如 图 1 - 2 所 示 , 与 气 含 率 测 量
系 统 相 比 , 增 加 了 浮 选 用 的 300 mm × 450 mm 搅
拌 桶 、 给 料 蠕 动 泵 采 用 YZ1515BT00 - 600M 型 , 排
矿 蠕 动 泵 采 用 YZ2515BT00 - 600M 型 等 。
根 据 现 场 生 产 用 药 量 , 捕 收 剂 黄 药 用 量 固 定 为
5
0 g / t, 5 种 起 泡 剂 均 选 择 用 量 为 30, 40, 50, 60 g / t 4
个 水 平 进 行 试 验 , 主 要 试 验 参 数 见 表 3。 试 验 结 果
如 表 4 所 示 。
表 3ꢀ 浮 选 柱 的 主 要 试 验 参 数
试 验 参 数
试 ꢀ 验 ꢀ 条 ꢀ
件
给 矿 浓 度 / %
50
图 2ꢀ 实 验 室 浮 选 柱 分 选 系 统
循 环 压 力 / MPa
0. 16
0. 16
580
530
无
1
— 给 料 蠕 动 泵 ; 2— 浮 选 柱 ; 3— 循 环 泵 ; 4— 排 尾 蠕 动 泵
3
充 气 量 / ( m / h)
2
ꢀ 730 系 列 起 泡 剂 气 含 率 对 比 试 验
给 矿 速 度 / ( mL/ min)
排 尾 速 度 / ( mL/ min)
喷 洗 水 量
试 验 所 用 介 质 为 清 水 。 在 固 定 循 环 压 力 0. 2
3
MPa, 充 气 量 为 0. 3 m / h 的 条 件 下 , 分 别 选 择 5, 10,
浮 选 液 位 / cm
距 浮 选 给 料 口 上 方 30 ~ 40
1
5, 20, 25, 30, 35, 40 mg / L 8 个 水 平 的 起 泡 剂 用 量 来
·
68·
ꢀ
ꢀ ꢀ 胡 卫 新 等 : 浮 选 柱 与 730 系 列 起 泡 剂 适 配 研 究 及 铜 矿 分 选 实 践 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2009 年 第 11 期
表 4ꢀ 起 泡 剂 对 比 试 验 结 果 表
3 种 起 泡 剂 。 730B 的 回 收 率 仅 次 于 730C, 也 排 在 5
种 起 泡 剂 中 的 第 2 位 , 但 比 730C 的 回 收 率 低 很 多 。
试 验 中 浮 选 泡 沫 粘 度 适 中 。
原 矿
品 位
精 矿
品 位
/ %
尾 矿
品 位
/ %
精 矿
回 收 率
/ %
精 矿
产 率
/ %
用 量
( g/ t)
气 含 率
/ %
起 泡 剂
/
/
%
3
4
5
6
3
4
5
6
3
4
5
6
3
4
5
6
3
4
5
6
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
18. 30
18. 30
19. 72
22. 08
18. 86
20. 21
22. 34
23. 46
20. 27
22. 08
23. 45
23. 78
22. 84
23. 06
24. 10
25. 35
20. 71
22. 84
24. 60
25. 53
15. 99 0. 058 90. 45 3. 32
17. 30 0. 053 91. 25 3. 10
17. 45 0. 046 92. 41 3. 11
18. 80 0. 048 92. 06 2. 87
14. 70 0. 048 91. 31 3. 32
15. 52 0. 046 91. 66 3. 15
16. 45 0. 039 92. 92 3. 02
17. 02 0. 035 93. 64 2. 94
15. 50 0. 048 92. 57 3. 71
15. 59 0. 040 93. 81 3. 74
14. 00 0. 035 94. 61 4. 20
12. 74 0. 030 95. 40 4. 66
17. 19 0. 066 89. 34 3. 12
16. 15 0. 052 91. 63 3. 40
10. 86 0. 046 92. 73 5. 12
9. 41 0. 046 92. 79 5. 92
13. 46 0. 062 88. 27 3. 35
12. 98 0. 046 91. 32 3. 60
11. 25 0. 038 92. 88 4. 22
9. 40 0. 040 92. 57 5. 03
730C 的 气 含 率 和 精 矿 品 位 均 居 中 , 但 回 收 率 却
比 其 他 4 种 起 泡 剂 的 高 出 很 多 。 说 明 该 起 泡 剂 在 泡
沫 比 较 稳 定 的 情 况 下 又 能 兼 顾 选 择 性 , 最 适 于 旋 流
7
7
7
7
7
30A
30B
30C
30D
30E
0. 587
0. 534
0. 622
0. 600
0. 511
-
静 态 微 泡 浮 选 柱 的 浮 选 。
4ꢀ 结 ꢀ 论
( 1) 在 以 旋 流 - 静 态 微 泡 浮 选 柱 为 应 用 主 体 的
起 泡 剂 特 性 研 究 中 , 730 系 列 起 泡 剂 在 一 定 用 量 范
围 内 , 5 种 起 泡 剂 所 产 生 的 气 含 率 都 是 先 随 起 泡 剂
浓 度 的 增 加 而 增 大 , 当 到 达 一 定 浓 度 后 再 增 加 起 泡
剂 的 用 量 对 气 含 率 影 响 不 大 。
( 2) 旋 流 - 静 态 微 泡 浮 选 柱 使 用 730 系 列 5 种
起 泡 剂 , 730C 所 产 生 的 气 含 率 是 最 大 的 , 其 次 为
7
30D, 产 生 气 含 率 最 小 的 为 730A。
(
3) 利 用 旋 流 - 静 态 微 泡 浮 选 柱 ( 100 mm ×
2
000 mm) 一 段 粗 选 流 程 进 行 大 红 山 铜 矿 分 选 试 验
研 究 , 对 比 5 种 起 泡 剂 , 各 有 优 劣 : 730A 的 精 矿 品 位
最 高 ; 730B 的 泡 沫 稳 定 性 较 好 ; 730D 和 730E 的 浮
选 效 果 受 浓 度 变 化 的 波 动 较 大 ; 730C 精 矿 回 收 率 最
高 。
ꢀ
ꢀ 从 表 4 可 看 出 , 浮 选 柱 的 气 含 率 分 别 随 5 种 起
泡 剂 用 量 的 增 加 而 增 大 。 在 药 剂 用 量 大 于 约 40 g / t
的 时 候 , 5 种 起 泡 剂 气 含 率 由 大 到 小 依 次 为 730E,
(
4) 综 合 精 矿 品 位 和 回 收 率 来 看 , 730C 更 适 合
旋 流 - 静 态 微 泡 浮 选 柱 , 其 气 含 率 和 泡 沫 粘 度 均 适
中 , 能 够 在 产 生 大 量 稳 定 泡 沫 的 同 时 兼 具 浮 选 选 择
性 。
7
30D, 730C, 730B, 730A。
5 种 起 泡 剂 中 730A 的 气 含 率 最 低 , 精 矿 品 位 最
高 , 在 起 泡 剂 用 量 大 于 40 g / t时 精 矿 回 收 率 也 最 低 。
精 矿 品 位 和 回 收 率 均 随 起 泡 剂 用 量 增 加 而 增 加 。 试
验 结 果 表 明 , 该 起 泡 剂 的 选 择 性 比 较 好 , 其 回 收 率 太
差 的 可 能 原 因 是 它 降 低 水 溶 液 表 面 张 力 的 能 力 比 较
低 , 因 此 产 生 的 泡 沫 量 比 较 少 , 有 一 部 分 精 矿 直 接 损
失 在 尾 矿 中 没 有 被 浮 起 。
参 ꢀ 考 ꢀ 文 ꢀ 献
[
[
1] ꢀ 陈 泉 源 . 实 验 室 规 模 高 气 泡 表 面 积 通 量 浮 选 柱 的 原 理 、 研 制 及
应 用 [ D] . 长 沙 : 中 南 大 学 , 2002.
2] ꢀ 刘 炯 天 . 旋 流 - 静 态 微 泡 柱 分 选 方 法 及 应 用 之 三 : 射 流 微 泡 与
管 流 矿 化 的 研 究 [ J] 选 煤 技 术 , 2000( 3) : 14.
7
30D 和 730E 的 气 含 率 都 比 较 高 , 它 们 的 精 矿
[ 3] ꢀ 张 兴 昌 . CPT 浮 选 柱 工 作 原 理 及 应 用 [ J] . 有 色 金 属 : 选 矿 部
分 , 2003( 2) : 2224.
品 位 是 随 起 泡 剂 用 量 的 增 加 而 减 小 , 在 730D 的 用
量 较 少 的 时 候 , 它 的 精 矿 品 位 比 较 高 , 但 回 收 率 是 仅
次 于 730E 最 低 的 。 在 浓 度 大 于 40 g / t的 时 候 , 这 两
种 起 泡 剂 的 精 矿 品 位 为 5 种 起 泡 剂 中 最 低 , 精 矿 回
收 率 大 于 730A 但 小 于 730B。 试 验 过 程 中 观 察 浮 选
泡 沫 的 状 态 发 现 , 该 两 种 起 泡 剂 的 泡 沫 粘 度 比 相 同
药 剂 用 量 下 其 他 3 种 起 泡 剂 要 大 , 从 精 矿 品 位 较 低
而 尾 矿 品 位 较 高 的 情 况 来 看 , 其 浮 选 选 择 性 较 差 。
[
4] ꢀ Barbian N, Hadler K, Medina E V, et a1. The froth stability col
umn: linking froth stability and flotation performance[ J] . Minerals
Engineering, 2005, 18: 317324.
[
5] ꢀ 曾 克 文 , 余 永 富 . 浮 选 槽 内 矿 浆 紊 流 强 度 对 浮 选 影 响 的 理 论 及
应 用 研 究 [ J] 金 属 矿 山 , 2000( 9) : 1720.
[ 6] ꢀ 李 晓 阳 , 刘 述 忠 , 杨 新 华 . 新 起 泡 剂 730A 浮 选 铜 矿 的 应 用 [ J]
中 国 有 色 金 属 学 报 , 2002( 6) : 587591.
[
7] ꢀ 李 晓 阳 . 730 系 列 起 泡 剂 的 开 发 及 应 用 研 究 [ J] 云 南 冶 金 ,
2
003( 10) : 159162.
7
30B 的 气 含 率 较 730A 略 高 , 在 浓 度 大 于 40
(
收 稿 日 期 ꢀ 20090906)
g / t时 , 该 起 泡 剂 的 精 矿 品 位 仅 次 于 730A, 高 于 其 他
·
69·
/pdf/swf/201108/2011_0816_053254_557.swf