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微泡逆流接触式浮选柱浮选细粒萤石的选矿试验

 

       萤石又名氟石,主要化学成分为CaF2,相对密度3。0‐3。2。萤石是一种较常见的矿物,分布广泛。根据美国地质调查局2015年统计,全球查明的萤石矿资源约5亿吨,查明的储量约为2。5亿吨,中国的萤石储量居世界第三,仅次于南非、墨西哥。萤石作为一种具有战略意义的非金属原料,在化工、建材、陶瓷、冶金等领域广泛应用。随着优质萤石资源的逐渐匮乏,对原矿品位低、嵌布粒度复杂的细粒萤石进行选矿试验研究,具有重要意义。

矿石性质

       选厂所选萤石矿为云母萤石交代岩,萤石间包裹有方解石、绢云母等杂质矿物,呈星点状甚至繁星状嵌布;局部有玉髓或褐铁矿充填交代,并且常有方解石或绢云母充填于萤石的沿解理面定向排布的细小溶蚀孔中,因此即使是粗晶萤石也不纯净,往往含有细-微粒方解石包裹体;使得萤石矿物单体解离困难,难以获得较高品级的精矿产品。原矿多元素分析结果见表1-1,原矿矿物组成见表1-2,主要矿物组成为萤石、云母、方解石,主要的有价矿物为萤石。

表1-1 原矿多元素分析

 

表1-2 原矿主要矿物相对含量


经磨制原矿块矿石薄片显微镜下测定萤石嵌布粒度如表1-3。小于40微米的萤石占有率达14%左右,细磨才能使萤石充分解离。

表1-3 矿石的嵌布粒度


微泡逆流接触式浮选柱的工作原理

        由湖南中工矿业工程技术有限公司研发的ZGF-I型微泡逆流接触式浮选柱是一种新型高效的无机械搅拌充气式浮选设备,该浮选柱由五部分组成,主要包括:柱体、给矿系统、供气系统、自动控制系统、尾矿排放系统等。其结构示意图如下图1所示:空气压缩机产生高压高速气流,通过安装在柱体底部的发泡枪向柱体内注入;气体喷射产生大量微泡,矿粒与气泡在柱内逆流平稳接触,并捕捉疏水性矿粒上浮,形成泡沫精矿;未上浮的矿物经由尾矿阀排出;液位的高低和泡沫层厚度由液位控制系统进行调节。


图2-1 ZGF-I型微泡逆流接触式浮选柱结构示意图

       ZGF-I型微泡逆流接触式浮选柱对细粒级矿物回收率高;节能效果显著,与传统浮选机相比,节电30%以上;发泡枪可载流更换,易损件维护方便;自动化程度高,运行稳定;占地面积及基建投资少等优点。


浮选柱试验结果与分析

       试验主要对清洗后的萤石矿石、精选尾矿进行浮选柱浮选试验,由现场流程中直接分流出一部分矿浆,进入浮选柱试验系统。试验的药剂制度与现场药剂制度一致。

萤石粗选柱机联合分选试验结果与现场指标对比

       原矿清洗后经两段两闭路磨矿—分级工艺进入粗选系统,采用一粗一扫柱机联合流程,粗选采用浮选柱,扫选采用浮选机。矿浆浓度为16%—20%,磨矿细度为-325目占85%。浮选柱试验参数设置:给矿量为2.5 L/min,浮选柱泡沫层厚度20cm,充气量为0.55L/min。试验结果见表3-1。

表3-1萤石粗选试验结果及当班指标


       萤石粗选试验结果表明:采用柱机联合流程可获得平均品位为81.47%,平均回收率为88.61%萤石粗精矿;对现场当班生产该类矿石的指标统计显示:全浮选机流程获得的平均品位为80.42%,平均回收率为84.81%粗精矿品位;试验获得的粗精矿平均品位高出实际1.05%,平均回收率增加3.8%。可见柱机联合流程相比全浮选机流程可获得更高品位的萤石粗精矿,且回收率也得到提高。

精选尾矿回收萤石浮选柱试验结果与现场指标对比

       生产流程中萤石粗精矿经一粗一扫六精浮选流程获得萤石精矿,但其尾矿损失较为严重,精选尾矿中萤石含量达到40%~62%;同时浮选槽刮出的泡沫黏度大,需要大量冲水,导致尾矿浓度极低,只有4%~8%;选厂对其浓缩后采用一粗一扫两精的流程来回收这部分尾矿,但浮选回收效果不理想。因此,考虑采用一粗一扫柱机联合浮选流程对精选尾矿进行萤石回收试验。浮选柱的参数设计为:给矿量为2.5 L/min,浮选柱泡沫层厚度25cm,充气量为0.5L/min;试验结果见表3-2。

表3-2精选尾矿浮选试验结果及当班指标


       精选尾矿回收萤石浮选试验结果表明:经过一粗一扫柱机联合浮选流程,可获得的萤石精矿平均品位为80.51%,作业回收率平均为82.33%;相比于现场生产指标,试验获得的精矿品位低3%,但作业回收率有了大幅提高,平均提高29%,萤石总回收率可提高5%~8%。

结论

1、矿石性质分析表明,该矿石中萤石矿物与杂质矿物交代共生复杂,矿物嵌布粒度粗细不均,单体解离困难;同时矿石含泥量大,粘性物质含量高,恶化浮选环境;因此,浮选难以获得高品位萤石精矿。

2、浮选柱试验结果表明,采用ZGF-I型微泡逆流接触式浮选柱进行萤石粗选,试验获得的粗精矿平均品位比现场指标提高1.05%,平均回收率比现场指标提高3.8%;精选尾矿回收萤石浮选试验中,萤石的作业回收率提高20%以上,最终可使得萤石总回收率可提高5%~8%。

3、浮选柱试验结果表明,柱机联合流程相比全浮选机流程可获得更高品位的萤石粗精矿,能显著提高精选尾矿中细粒萤石的回收率。ZGF-I型微泡逆流接触式浮选柱通过发泡枪产生大量微细气泡,提高气泡与细粒萤石碰撞黏附的几率,改善细粒萤石矿物的回收效果。

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