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浮选柱与730系列起泡剂适配研究及铜矿分选实践
2009-11-16
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。
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 holdup, 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 [ 35] 。 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 67] 。 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) : 14. 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) : 2224. 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: 317324. [ 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) : 1720. [ 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) : 587591. [ 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) : 159162. 7 30B 的 气 含 率 较 730A 略 高 , 在 浓 度 大 于 40 ( 收 稿 日 期 ꢀ 20090906) g / t时 , 该 起 泡 剂 的 精 矿 品 位 仅 次 于 730A, 高 于 其 他 · 69·
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