用于选矿浮选的脱水脱药脱泥工艺的制作方法

本发明涉及选矿浮选工艺领域，尤其涉及一种用于选矿浮选的脱水脱药脱泥工艺。

背景技术：

矿浆性质是影响矿物浮选的一个重要因素。在选矿作业中，矿物自身溶解、选矿药剂的加入和中间产物的生成，都会对矿浆体系造成重大影响。

由于在选矿作业中，上游浮选流程的磨矿和加药，会导致后续浮选矿浆中矿物粒度变细，甚至泥化，矿浆溶液中药剂复杂，离子众多，恶化浮选指标，从而降低了浮选效率。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种用于选矿浮选的脱水脱药脱泥工艺，旨在使硫化矿重新调浆具有良好的选择性，提高了浮选效率。

为实现上述目的，本发明提供一种用于选矿浮选的脱水脱药脱泥工艺，包括以下步骤：

将需要处理的硫化矿矿浆给入搅拌桶内，加入药剂，并将药剂与矿浆进行充分搅拌均匀；

将矿物给入卧式螺旋离心机中进行处理，使矿浆高速离心得到去泥固体物料和含泥废水；

将卧式螺旋离心机离心出的去泥固体物料与清水进行搅拌，浮选选出精矿。

优选地，所述药剂为氧化脱药剂、还原脱药剂、分散脱泥剂、氧化脱药剂和分散脱泥剂、或还原脱药剂和分散脱泥剂。

优选地，当矿浆电位低于其同pH下的原生电位时，所述药剂为氧化脱药剂；当矿浆电位高于矿物与药剂发生吸附作用的电位时，所述药剂为还原脱药剂；当矿浆细颗粒含量高于预设含量时，所述药剂为分散脱泥剂。

优选地，所述将需要处理的硫化矿矿浆给入搅拌桶内，加入药剂，并将药剂与矿浆进行充分搅拌均匀的步骤中，药剂与矿浆的搅拌时间不少于5分钟。

优选地，当药剂为次氯酸钙时，其用量为500～2000g/t；当药剂为硫化钠时，其用量为2000～5000g/t；当药剂为硅酸钠时，其用量为200～600g/t。

优选地，所述卧式螺旋离心机转速为1500～2000r/min。

本发明提出的用于选矿浮选的脱水脱药脱泥工艺，利用卧式螺旋离心机将脱水、脱药和脱泥3个作用结合在一起，实现了对复杂矿浆的重现调浆，解决了选矿作业的难题，提高了浮选效率。

附图说明

图1为本发明用于选矿浮选的脱水脱药脱泥工艺优选实施例的流程示意图；

图2为本发明用于选矿浮选的脱水脱药脱泥工艺用于半工业试验时的流程示意图；

图3为现有技术中浮选作业时的流程示意图；

图4为本发明用于选矿浮选的脱水脱药脱泥工艺用于半工业试验时COD增加量与转速的关系示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，本优选实施例中，一种用于选矿浮选的脱水脱药脱泥工艺，包括以下步骤：

将需要处理的硫化矿矿浆给入搅拌桶内，加入药剂，并将药剂与矿浆进行充分搅拌均匀；

将矿物给入卧式螺旋离心机中进行处理，使矿浆高速离心得到去泥固体物料和含泥废水；

将卧式螺旋离心机离心出的去泥固体物料与清水进行搅拌，浮选选出精矿。

卧式螺旋离心机的主要作用是高速离心，其中伴随着不同矿粒之间的摩擦分层，在有脱药剂和分散剂作用的基础上，进一步将药剂和泥排除在废水之中，通过调节设备运转速度可将控制脱药和脱泥效果，离心之后的固体物料最终停留在滚筒内壁，通过螺旋转子将其送出，而液体部分则直接由中间管道排出。固体矿物通过与清水搅拌后，自生所带药剂和泥极少，矿浆性质变好，可以直接调浆，浮选效果较之处理前有极大提高。

具体地，所述药剂为氧化脱药剂、还原脱药剂、分散脱泥剂、氧化脱药剂和分散脱泥剂、或还原脱药剂和分散脱泥剂(因氧化脱药剂和还原脱药剂不能同时使用)。当矿浆中具有还原性时，药剂为氧化脱药剂；当矿浆电位高于矿物与药剂发生吸附作用的电位，药剂为还原脱药剂；当矿浆中含泥量大时，药剂为分散脱药剂。

即当矿浆电位低于其同pH下的原生电位时(通常硫化矿矿浆原生电位＝0.91-0.0591pH，单位V)，药剂为氧化脱药剂(如氯酸钙、双氧水等)，此时，通过加入氧化脱药剂，可以促进还原性物质的分解，强化脱药效果，再经过卧式螺旋离心机脱药。

当矿浆电位高于矿物与药剂发生吸附作用的电位(通常为-0.25V)时，药剂为还原脱药剂(如硫化钠、亚硫酸钠等)，此时加入还原剂，能促进药剂的解吸，强化脱药效果，再经过卧式螺旋离心机脱药。

当矿浆细颗粒含量高于预设含量(表现在-0.020μm含量≧30％)时，所述药剂为分散脱泥剂。通过加入分散剂(如硅酸钠、六偏磷酸钠等)，强化脱泥效果，再经过卧式螺旋离心机脱泥。

当条件同时满足上述两条件，则可选择两种药剂，但氧化脱药剂和还原脱药剂不可同时参与。

当药剂为次氯酸钙时，其用量为500～2000g/t；当药剂为硫化钠时，其用量为2000～5000g/t；当药剂为硅酸钠时，其用量为200～600g/t。

在将需要处理的硫化矿矿浆给入搅拌桶内，加入药剂，并将药剂与矿浆进行充分搅拌均匀的步骤中，控制药剂与矿浆的搅拌时间不少于5分钟，以提高浮选效率。

当卧式螺旋离心机转速为1500～2000r/min时，此时矿浆脱水脱药脱泥最好。

将本用于选矿浮选的脱水脱药脱泥工艺的具体实施例中，应用于金堆城钼业华光公司选铜车间，其选铜原矿来自选钼尾矿，由于在选钼阶段加入大量药剂(如磷洛克斯、巯基乙酸钠、羧甲基纤维素钠、煤油等等)，又再磨再选，导致矿浆药剂混乱，离子众多，泥化严重，给选铜造成重大影响。铜品位长期处于15％以下，铜回收率长期处于50％以下。经过长期的探索试验，结合给矿矿浆性质，提出了矿浆脱水脱药脱泥的思想。

在金堆城钼业选铜车间应用卧式螺旋离心机进行半工业试验。试验室小型试验表明对精一泡沫的脱水脱药能够获得较高品质的精矿，本次半工业试验在国内外首次采用卧式螺旋离心机对华光公司选铜厂的原矿和中矿进行脱水脱药脱泥试验研究，在半工业试验过程中通过变化卧式螺旋离心机的运行参数，获得最适宜生产的运行条件，探究设备的最佳处理能力，通过对脱药产物和浮选作业效果的考察，来评价设备的脱水脱药效果、工艺流程的稳定性，为进一步的工业流程改造提供参考。

本次半工业试验的主要技术思想是精一精矿脱水、脱药后，使进入精二作业的原有药剂影响到最低，同时新流程精二尾矿的药剂复杂程度小于原流程，精二浮选尾矿返回到精一浮选柱，在一定程度上也能优化精一的浮选环境。

新工艺流程采用卧式螺旋离心机处理精选一泡沫精矿，工业实施阶段，柱选精一泡沫自流进入卧式螺旋离心机搅拌桶，由泵扬送至卧式螺旋离心机，经脱水脱药脱泥后，卧式螺旋离心机的脱药产物有固体泥饼和废水，泥饼排至增搅拌槽调浆，通过新增泡沫泵扬送至精二浮选柱的给矿泵池，返回原流程浮选作业，脱药产生的废水自流至尾矿沟排放。新工艺流程见图2，原流程为图3。新流程与原流程相比，仅增加两个搅拌桶、一个泵和一台卧式螺旋离心机，相关设备连接并不复杂，流程可实现自动控制，对原流程的改动极少。

药剂条件试验过程中，在精二浮选柱给矿泵池改变石灰、捕收剂Z-200#和起泡剂用量，探索最佳的药剂条件，以保证精选二作业品位和回收率的要求

卧式螺旋离心机的转速和差速条件试验：转速分别为2200r/min、2100r/min、1900r/min、1600r/min、1200r/min、800r/min。每个转速运行六个小时，其中半小时为给矿稳定期，半小时后进行该条件下的固体和液体产物取样，每一个小时取样一次。

开始工业试验后，浮选柱的调浆浓度10％，并用浓度壶进行测定调节，用石灰调浆至pH＝11左右，Z-200#建议添加5至25g/t，起泡剂根据现场情况调节。

卧式螺旋离心机在7月22日至7月26日上午处理精一浮选泡沫，统计设备的各个参数、药剂制度和样品品位及浓度如表1；在7月26日上午处理入选原矿，统计设备的各个参数、药剂制度和样品品位及浓度如表2。卧式螺旋离心机处理精选一泡沫数据算术平均汇总见表3，卧式螺旋离心机处理浮钼尾矿数据算术平均汇总见表4。

表1卧式螺旋离心机处理精选一泡沫数据汇总

表2卧式螺旋离心机处理浮钼尾矿数据汇总

表3卧式螺旋离心机处理精一泡沫的各个参数和浮选指标

表4卧式螺旋离心机处理入选原矿的各个参数和浮选指标

化学需氧量(COD，Chemical Oxygen Demand)，是在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂量。它是表示水中还原性物质多少的一个指标。水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等，但主要的是有机物。因此，化学需氧量(COD)又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。

卧式螺旋离心机处理的矿样经过上游多次的浮选作业，含有药剂成分复杂。COD值为水中的有机物质含量，测试中认为矿浆中除浮选添加药剂之外的其他有机物含量极少，用COD值来表征矿浆中药剂含量，COD值的大小可以说明液体中药剂含量的多少。

本次试样来自华光半工业试验期间所取，卧式螺旋离心机处理前所取样为精一泡沫精矿，处理后所取为废水样，分别对试样过滤得清液进行COD含量测定。各个试样的COD值如表5和表6所示。

表5 COD含量的测定1

表6 COD含量的测定2

从表1可以看出，矿浆经过卧式螺旋离心机后液相COD含量与处理前的矿浆COD含量对比增加非常显著，说明大量的药剂脱药之后转移到废水中。COD增加量与转速的关系参照图4。由图4可以看出，液相中COD含量的变化与卧式螺旋离心机的转速有一定的关系，总体上看来随着转速的增加COD的增加量先增大后减小，在转速1500～2000r/min下能达到较好的脱药效果。根据相关吸附理论，药剂凭借物理吸附和化学吸附作用聚集在矿物表面，化学吸附往往伴随着化学反应，不容易随着物理作用力而产生巨大的影响，脱药过程即外力的存在，主要使药剂在矿物表面物理吸附作用遭到破坏，达到解吸附的过程。在卧式螺旋离心机内，随着离心机的高速运转矿浆会产生剧烈的搅动，液固相之间产生较大的剪切力，从而能够使矿物表面吸附的一部分药剂脱落。

通过以上测试有以下结论。

1.对柱选精一精矿进行脱水作业，入机矿浆浓度为23.40％，卧式螺旋离心机处理矿浆得泥饼和废水，试验表明浓缩的泥饼矿物浓度为85.13％，矿物固体颗粒回收率99.42％，铜回收率99.65％，废水中固体含量0.09％，固体回收率0.58％，损失铜的回收率0.35％。可见脱水脱药作业损失的铜金属极少，泥饼的铜金属回收率很好，达到了脱水脱药的目的。推荐精一泡沫脱水脱药工艺参数为转速1900r/min，差速25.60r/min，此条件下泥饼铜回收率99.95％，泥饼浓度85.51％。

2.在7月22日至26上午的半工业试验中，采用卧式螺旋离心机处理柱选精一精矿，脱药之后的矿物重新调浆，达到改善浮选环境的目的。在试验阶段，给矿铜品位波动极大，在7月24日和25日，给矿品位升高较大，浮选中精一泡沫的产率理应随之增大，但是考虑卧式螺旋离心机的处理能力已经达到峰值，无法再增加卧式螺旋离心机的处理能力，为保证半工业试验的稳定运行，浮选操作中控制粗精泡沫产率稳定不变，带来的结果就是精一泡沫铜品位较之前升高很多，对工业试验的前后比较有一定影响。在对精一泡沫脱水脱药工业试验阶段，精一泡沫平均铜品位16.41％，脱药之后的柱选精矿铜平均品位为20.01％，精选作业回收率75.57％。

3.在7月26日下午使用卧式螺旋离心机处理浮钼尾矿，浓缩后泥饼浓度可达78.07％，废水固体含量1.61％，泥饼铜回收率98.60％，原矿脱水脱药对铜金属的损失极少，能够获得满意的效果。

4.机理分析研究表明，矿物表面有大量物理吸附的药剂，在卧式螺旋离心机的强烈搅动作用下，矿物表面能够脱除大量的有机药剂。

本发明提出的用于选矿浮选的脱水脱药脱泥工艺，利用卧式螺旋离心机将脱水、脱药和脱泥3个作用结合在一起，实现了对复杂矿浆的重现调浆，解决了选矿作业的难题，提高了浮选效率。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。