一种高密度重介质悬浮液及配置方法与流程

1.本发明涉及高密度重介质分选技术领域，具体地说是一种配方简单、提高了高密度重介分选的精度和效率、成本低廉，分选指标较好的高密度重介质悬浮液及配置方法。


背景技术：

2.众所周知，随着矿产资源的贫、杂、差态势加剧，传统磨浮工艺将很难适应矿物加工要求，而重选工艺在合适的解离度下，可直接抛出20％～70％的尾矿，抛尾后的粗精矿再进入磨浮工艺，将大大改善浮选效果。目前重介质分选是目前重选中分选精度最高的选矿手段，重介质分选方法在煤炭分选技术领域已日趋成熟，且获得广泛应用。近年来，在选矿领域也已有不少应用，如重晶石、萤石、铅锌矿、铁矿等矿石。
3.而高密度矿物的重介质分选一直是重介质选矿的难点，由于重介质悬浮液的分选密度决定着分选矿石的比重界限，比重较高的细粒级矿石需要较高的重介质分选密度，从而造成重介质悬浮液黏度随固体体积的增加而急剧增大，造成矿物颗料运动时受到粘滞阻力干扰过大，分选困难，从而造成分选效果变差。目前仅能通过降低给矿量来完成高密度的矿物质重介质分选，但重介质分选的精度和效率仍旧很低。


技术实现要素：

4.本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种配方简单、提高了高密度重介分选的精度和效率、成本低廉，分选指标较好的高密度重介质悬浮液及配置方法。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高密度重介质悬浮液，其特征在于该悬浮液包括加重质和改善剂，所述的加重质的添加量为2000～4000kg/（m3合格重介液），改善剂的添加量为0.4 ~1.0 kg/（m3合格重介液），所述的加重质的重量份数的原料组成为450～600份1#粗粒级硅铁粉、150～300份2#细粒级硅铁粉、50～100份3#常规硅铁粉，所述的改善剂的重量份数的原材料组成为3.5～10份的1#改善剂、1～2.5份的2#改善剂，所述1#改善剂为水玻璃、焦磷酸钠( na4p2o7 ) 、磷酸钠(na3po4
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12h2o) 中的至少一种，所述的2#改善剂为天然高分子黄原胶、聚丙烯酰胺中的至少一种。
6.本发明所述的1#粗粒级硅铁粉为d50为40μm～55μm，所述的2#细粒级硅铁粉为d50为8μm～17μm，所述的3#常规硅铁粉为d50为30μm～35μm。
7.本发明所述的1#粗粒级硅铁粉与2#改善剂以质量比450-600:1-2.5组成。
8.本发明所述的2#细粒级硅铁粉与1#改善剂以质量比150-300:3.5-10组成。
9.一种高密度重介质悬浮液的配置方法：其特征在于所述的配置方法如下：s1. 分别配置合格浓度的1#改善剂和2#改善剂，所述1#改善剂为水玻璃、焦磷酸钠( na4p2o7 ) 、磷酸钠(na3po4
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12h2o) 中的至少一种，所述2#改善剂为天然高分子黄原胶、聚丙烯酰胺中的至少一种；s2. 将1#粗粒级硅铁粉加入1#合介桶内混合以形成悬浮液，同时将配合好的2#改
善剂加入1#合介桶内搅拌，混合均匀，以形成稳定的1#重介质悬浮液，所述加1#粗粒级硅铁粉的添加重量和所述2#改善剂的添加重量的比为450-600：1-2.5；s3. 将2#细粒级硅铁粉加入2#合介桶内混合以形成悬浮液，同时将配合好的1#改善剂加入2#合介桶内搅拌，混合均匀，以形成稳定的2#重介质悬浮液，所述加2#细粒级硅铁粉的添加重量和所述2#改善剂的添加重量的比为150-300:3.5-10；s4. 将3#常规硅铁粉加入3#合介桶内混合均匀以形成稳定的3#重介质悬浮液；s5. 将配合好的1#重介质悬浮液、2#重介质悬浮、3#重介质悬浮液同等分加入混料桶内，并加入适当比例的水搅拌，直至混合物各组分混合均匀以形成合格的高密度重介质悬浮液；本发明所述的合介桶搅拌转速为200-800 r/min。
10.本发明所述的改善剂溶剂的配置温度为55℃～85℃。
11.本发明的有益效果：与现有技术相比，分选矿石的密度范围在2.60～3.35 g/cm3时，重介质悬浮液在同等密度下粘度可下降10%～30%，精矿品位提高25%～30%，尾矿品位降低了25%～50%，精矿回收率提高了15%以上，具有配方简单、提高了高密度重介分选的精度和效率、成本低廉，分选指标较好等优点。
具体实施方式
12.下面对本发明进一步说明：为了克服现有技术中高密度重介质悬浮液结构化严重、悬浮液粘度大，分选效果差等问题，本发明提供一种高密度重介质悬浮液及配置方法，该方法能够缓解高密度重介质悬浮液结构化状况，并降低重介质悬浮液粘度，减小矿物运动粘滞阻力，以此提高重介质选矿的分选精度，具体方案如下：一种高密度重介质悬浮液，其特征在于该悬浮液包括加重质和改善剂，所述的加重质的添加量为2000～4000kg/（m3合格重介液），改善剂的添加量为0.4 ~1.0 kg/（m3合格重介液），所述的加重质的重量份数的原料组成为450～600份1#粗粒级硅铁粉、150～300份2#细粒级硅铁粉、50～100份3#常规硅铁粉，所述的改善剂的重量份数的原材料组成为3.5～10份的1#改善剂、1～2.5份的2#改善剂。
13.进一步，所述的1#粗粒级硅铁粉为d50为40μm～55μm，所述的2#细粒级硅铁粉为d50为8μm～17μm，所述的3#常规硅铁粉为d50为30μm～35μm。
14.进一步，所述1#改善剂为水玻璃、焦磷酸钠( na4p2o7 ) 、磷酸钠(na3po4
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12h2o) 中的至少一种。
15.进一步，所述的2#改善剂为天然高分子黄原胶、聚丙烯酰胺中的至少一种。
16.进一步，所述的1#粗粒级硅铁粉与2#改善剂以质量比450-600:1-2.5组成。
17.进一步，所述的2#细粒级硅铁粉与1#改善剂以质量比150-300:3.5-10组成。
18.一种高密度重介质悬浮液的配置方法：其特征在于所述的配置方法如下：s1. 分别配置合格浓度的1#改善剂和2#改善剂，所述1#改善剂为水玻璃、焦磷酸钠( na4p2o7 ) 、磷酸钠(na3po4
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12h2o) 中的至少一种，所述2#改善剂为天然高分子黄原胶、聚丙烯酰胺中的至少一种；s2. 将1#粗粒级硅铁粉加入1#合介桶内混合以形成悬浮液，同时将配合好的2#改
善剂加入1#合介桶内搅拌，混合均匀，以形成稳定的1#重介质悬浮液，所述加1#粗粒级硅铁粉的添加重量和所述2#改善剂的添加重量的比为450-600：1-2.5；s3. 将2#细粒级硅铁粉加入2#合介桶内混合以形成悬浮液，同时将配合好的1#改善剂加入2#合介桶内搅拌，混合均匀，以形成稳定的2#重介质悬浮液，所述加2#细粒级硅铁粉的添加重量和所述2#改善剂的添加重量的比为150-300:3.5-10；s4. 将3#常规硅铁粉加入3#合介桶内混合均匀以形成稳定的3#重介质悬浮液；s5. 将配合好的1#重介质悬浮液、2#重介质悬浮、3#重介质悬浮液同等分加入混料桶内，并加入适当比例的水搅拌，直至混合物各组分混合均匀以形成合格的高密度重介质悬浮液；进一步，所述的合介桶内搅拌转速为200-800r/min。
19.进一步，所述的改善剂溶剂的配置温度为55℃～85℃，以便改善剂快速溶解。
20.上述控制加重质的添加量为2000～4000 kg/（m3合格重介液），其目的为配置高密度重介质悬浮液，从而保证重介质旋流器对高密度矿石的有效分选。
21.控制不同组分加重质的重量份数：450～600份1#粗粒级硅铁粉、150～300份2#细粒级硅铁粉、50～100份3#常规硅铁粉，其目的是根据高密度重介质悬浮液流动特点，配置最优的重介质悬浮液粒度组分，从而降低重介质悬浮液的固相体积浓度，降低重介质悬浮液的粘度，从而克服高密度重介悬浮液结构化这一难点。
22.控制1#粗粒级硅铁粉与2#改善剂以质量比450-600:1-2.5组成：加重质粒度较大，配置的重介质悬浮液的粘度越小，从而有助于改善高密度重介质悬浮液的结构化现象，但粗粒级重介质沉降速度较快，且粗颗粒表面棱角不规则，颗粒悬浮液很不稳定；而加入的天然高分子黄原胶或聚丙烯酰胺等2#改善剂，其羧酸根离子会使1#粗粒级硅铁粉颗粒之间架桥形成网状结构，增加整体系的稳定性。
23.控制2#细粒级硅铁粉与1#改善剂以质量比150-300:3.5-10组成：加重质粒度小，配置的重介质悬浮液稳定性较好，但粘度较高，需加入水玻璃、焦磷酸钠( na4p2o7 ) 、磷酸钠(na3po4
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12h2o) 等1#改善剂，对2#细粒级硅铁粉表面进行改性，降低重介质悬浮液的粘度，减小矿物运动粘滞阻力，并保证其稳定性，从而提高重介质选矿的分选精度。
24.实施例1：湖南某钨矿原矿wo3品位0.240%左右，做重介分选收精作业，将原矿破碎筛分至0.5-3 mm，第一步将1#粗粒级d50为40μm硅铁粉加入1#合介桶内混合以形成重介质悬浮液，同时将配合好的天然高分子黄原胶2#改善剂加入1#合介桶内搅拌，混合均匀，以形成稳定的1#重介质悬浮液，其中1#粗粒级硅铁粉和天然高分子黄原胶的添加量分别为2000 kg/m3和0.2 kg/m3；第二步将2#细粒级d50为10μm硅铁粉加入2#合介桶内混合以形成重介质悬浮液，同时将配合好的水玻璃1#改善剂加入2#合介桶内搅拌，混合均匀，以形成稳定的2#重介质悬浮液，其中2#细粒级硅铁粉和水玻璃的添加量分别为800 kg/m3和0.7 kg/m3；第三步将3#常规d50为30μm硅铁粉加入3#合介桶内混合以形成重介质悬浮液，添加量为300kg/m3；第四步将配合好的1#重介质悬浮液、2#重介质悬浮、3#重介质悬浮液同等分加入混料桶内，并加入适当比例的水搅拌，直至混合物各组分混合均匀以形成密度为2.92 g/cm3，且粘度低于30 mpa
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s的合格重介质悬浮液。将改良后的重介悬浮液经合介泵泵送至混料桶，同时将脱泥后的0.5-3 mm粒级的入选原矿与悬浮液充分混合后泵入有压两产品重介质旋流器，
分选出尾矿和精矿。
25.本实施例与原有重介质分选的试验结果见表1。
26.表1本实施例与传统重介质分选的试验结果由上表可知：该钨矿石在合介质密度2.92g/cm3的条件下，抛废产率为65%左右，其中原矿品位为0.240%，本次发明较原有工艺重介液粘度降低了21.61%，重介质分选精矿品位为0.472%，较原有工艺精矿品位提高了25.53%；尾矿品位为0.073%，较原有工艺尾矿品位降低了40%；重介质作业wo3回收率72.56％，较原有工艺wo3回收率提高了17%。
27.实施例2采用实施案例1同一钨矿，原矿wo3品位0.240%左右，做重介分选收精作业，将原矿破碎筛分至0.5-3mm，第一步将1#粗粒级d50为55μm硅铁粉加入1#合介桶内混合以形成重介质悬浮液，同时将配合好的聚丙烯酰胺2#改善剂加入1#合介桶内搅拌，混合均匀，以形成稳定的1#重介质悬浮液，其中1#粗粒级硅铁粉和聚丙烯酰胺的添加量分别为2500kg/m3和0.3kg/m3；第二步将2#细粒级d50为15μm硅铁粉加入2#合介桶内混合以形成重介质悬浮液，同时将配合好的磷酸钠(na3po4
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12h2o)1#改善剂加入2#合介桶内搅拌，混合均匀，以形成稳定的2#重介质悬浮液，其中2#细粒级硅铁粉和磷酸钠(na3po4
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12h2o)的添加量分别为600kg/m3和0.7kg/m3；第三步将3#常规d50为30μm硅铁粉加入3#合介桶内混合以形成重介质悬浮液，添加量为100kg/m3；第四步将配合好的1#重介质悬浮液、2#重介质悬浮、3#重介质悬浮液同等分加入混料桶内，并加入适当比例的水搅拌，直至混合物各组分混合均匀以形成密度为2.92g/cm3，且粘度低于30mpa
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s的合格重介质悬浮液。将改良后的重介悬浮液经合介泵泵送至混料桶，同时将脱泥后的0.5-3mm粒级的入选原矿与悬浮液充分混合后泵入有压两产品重介质旋流器，分选出尾矿和精矿。
28.本实施例与原有重介质分选的试验结果见表2。
29.表2本实施例与传统重介质分选的试验结果
由上表可知：该钨矿石在合介质密度2.92g/cm3的条件下，抛废产率为65%左右，其中原矿品位为0.240%，本次发明较原有工艺重介液粘度降低了19.48%，重介质分选精矿品位为0.465%，较原有工艺精矿品位提高了23.67%；尾矿品位为0.072%，较原有工艺尾矿品位降低了35.71%；重介质作业wo3回收率67.12％，较原有工艺wo3回收率提高了11.56%。
30.实施例3广西某铅锌矿原矿pb+zn品位为1.95%左右，做重介分选收精处理作业，将原矿破碎筛分至0.5-5mm，第一步将1#粗粒级d50为40μm硅铁粉加入1#合介桶内混合以形成重介质悬浮液，同时将配合好的天然高分子黄原胶2#改善剂加入1#合介桶内搅拌，混合均匀，以形成稳定的1#重介质悬浮液，其中1#粗粒级硅铁粉和天然高分子黄原胶的添加量分别为1900kg/m3和0.2kg/m3；第二步将2#细粒级d50为10μm硅铁粉加入2#合介桶内混合以形成重介质悬浮液，同时将配合好的水玻璃1#改善剂加入2#合介桶内搅拌，混合均匀，以形成稳定的2#重介质悬浮液，其中2#细粒级硅铁粉和水玻璃的添加量分别为700kg/m3和0.7kg/m3；第三步将3#常规d50为30μm硅铁粉加入3#合介桶内混合以形成重介质悬浮液，添加量为300kg/m3；第四步将配合好的1#重介质悬浮液、2#重介质悬浮、3#重介质悬浮液同等分加入混料桶内，并加入适当比例的水搅拌，直至混合物各组分混合均匀以形成密度为2.75g/cm3，且粘度低于25mpa
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s的合格重介质悬浮液。将改良后的重介悬浮液经合介泵泵送至混料桶，同时将脱泥后的0.5-5mm粒级的入选原矿与悬浮液充分混合后泵入有压两产品重介质旋流器，分选出尾矿和精矿。
31.本实施例与原有重介质分选的试验结果见表3。
32.表3本实施例与传统重介质分选的试验结果由上表可知：该铅锌矿石在合介质密度2.75g/cm3的条件下，抛废产率为65%左右，其中原矿pb+zn品位为1.95%，本次发明较原有工艺重介液粘度降低了19.11%，重介质分选
精矿品位为5.21%，较原有工艺精矿品位提高了4.00%；尾矿品位为0.31%，较原有工艺尾矿品位降低了35.41%；重介质作业pb+zn回收率91.86％，较原有工艺pb+zn回收率提高了9.80%。
33.实施例4采用实施例3同一铅锌矿，原矿pb+zn品位为1.95%左右，做重介分选收精处理作业，将原矿破碎筛分至0.5-5mm，第一步将1#粗粒级d50为55μm硅铁粉加入1#合介桶内混合以形成重介质悬浮液，同时将配合好的聚丙烯酰胺2#改善剂加入1#合介桶内搅拌，混合均匀，以形成稳定的1#重介质悬浮液，其中1#粗粒级硅铁粉和聚丙烯酰胺的添加量分别为1800kg/m3和0.3kg/m3；第二步将2#细粒级d50为15μm硅铁粉加入2#合介桶内混合以形成重介质悬浮液，同时将配合好的磷酸钠(na3po4
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12h2o)1#改善剂加入2#合介桶内搅拌，混合均匀，以形成稳定的2#重介质悬浮液，其中2#细粒级硅铁粉和磷酸钠(na3po4
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12h2o)的添加量分别为800kg/m3和0.7kg/m3；第三步将3#常规d50为30μm硅铁粉加入3#合介桶内混合以形成重介质悬浮液，添加量为200kg/m3；第四步将配合好的1#重介质悬浮液、2#重介质悬浮、3#重介质悬浮液同等分加入混料桶内，并加入适当比例的水搅拌，直至混合物各组分混合均匀以形成密度为2.75g/cm3，且粘度低于25mpa
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s的合格重介质悬浮液。将改良后的重介悬浮液经合介泵泵送至混料桶，同时将脱泥后的0.5-5mm粒级的入选原矿与悬浮液充分混合后泵入有压两产品重介质旋流器，分选出尾矿和精矿。
34.本实施例与原有重介质分选的试验结果见表4。
35.表4本实施例与传统重介质分选的试验结果由上表可知：该铅锌矿石在合介质密度2.75g/cm3的条件下，抛废产率为65%左右，其中原矿pb+zn品位为1.95%，本次发明较原有工艺重介液粘度降低了14.25%，重介质分选精矿品位为5.26%，较原有工艺精矿品位提高了5.00%；尾矿品位为0.33%，较原有工艺尾矿品位降低了31.25%；重介质作业pb+zn回收率90.50％，较原有工艺pb+zn回收率提高了8.44%。
36.实施例5：新疆某锂辉石原矿li2o品位1.65%左右，做重介分选细粒级收精作业，将原矿破碎筛分至0.3-2mm，第一步将1#粗粒级d50为40μm硅铁粉加入1#合介桶内混合以形成重介质悬浮液，同时将配合好的天然高分子黄原胶2#改善剂加入1#合介桶内搅拌，混合均匀，以形成稳定的1#重介质悬浮液，其中1#粗粒级硅铁粉和天然高分子黄原胶的添加量分别为1800kg/m3和0.2kg/m3；第二步将2#细粒级d50为15μm硅铁粉加入2#合介桶内混合以形成重介质悬浮液，同时将配合好的水玻璃1#改善剂加入2#合介桶内搅拌，混合均匀，以形成稳定的
2#重介质悬浮液，其中2#细粒级硅铁粉和水玻璃的添加量分别为600kg/m3和0.7kg/m3；第三步将3#常规d50为30μm硅铁粉加入3#合介桶内混合以形成重介质悬浮液，添加量为200kg/m3；第四步将配合好的1#重介质悬浮液、2#重介质悬浮、3#重介质悬浮液同等分加入混料桶内，并加入适当比例的水搅拌，直至混合物各组分混合均匀以形成密度为2.64g/cm3，且粘度低于24mpa
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s的合格重介质悬浮液。将改良后的重介悬浮液经合介泵泵送至混料桶，同时将脱泥后的0.3-2mm粒级的入选原矿与悬浮液充分混合后泵入有压两产品重介质旋流器，分选出尾矿和精矿。
37.本实施例与原有重介质分选的试验结果见表5。
38.表5本实施例与传统重介质分选的试验结果由上表可知：该锂辉石在合介质密度2.64g/cm3的条件下，抛废产率为75%左右，其中原矿品位为1.65%，本次发明较原有工艺重介液粘度降低了17.88%，重介质分选精矿品位为4.95%，较原有工艺精矿品位提高了11.23%；尾矿品位为0.51%，较原有工艺尾矿品位降低了21.53%；重介质作业li2o回收率73.27％，较原有工艺li2o回收率提高了4.83%。
39.实施例6采用实施案例5同一锂辉石矿，做重介分选细粒级收精作业，将原矿破碎筛分至0.3-2mm，第一步将1#粗粒级d50为55μm硅铁粉加入1#合介桶内混合以形成重介质悬浮液，同时将配合好的聚丙烯酰胺2#改善剂加入1#合介桶内搅拌，混合均匀，以形成稳定的1#重介质悬浮液，其中1#粗粒级硅铁粉和聚丙烯酰胺的添加量分别为2000kg/m3和0.3kg/m3；第二步将2#细粒级d50为10μm硅铁粉加入2#合介桶内混合以形成重介质悬浮液，同时将配合好的磷酸钠(na3po4
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12h2o)1#改善剂加入2#合介桶内搅拌，混合均匀，以形成稳定的2#重介质悬浮液，其中2#细粒级硅铁粉和磷酸钠(na3po4
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12h2o)的添加量分别为400kg/m3和0.7kg/m3；第三步将3#常规d50为30μm硅铁粉加入3#合介桶内混合以形成重介质悬浮液，添加量为200kg/m3；第四步将配合好的1#重介质悬浮液、2#重介质悬浮、3#重介质悬浮液同等分加入混料桶内，并加入适当比例的水搅拌，直至混合物各组分混合均匀以形成密度为2.64g/cm3，且粘度低于24mpa
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s的合格重介质悬浮液。将改良后的重介悬浮液经合介泵泵送至混料桶，同时将脱泥后的0.3-2mm粒级的入选原矿与悬浮液充分混合后泵入有压两产品重介质旋流器，分选出尾矿和精矿。
40.本实施例与原有重介质分选的试验结果见表6。
41.表6本实施例与传统重介质分选的试验结果
由上表可知：该锂辉石在合介质密度2.64 g/cm3的条件下，抛废产率为75%左右，其中原矿品位为1.65%，本次发明较原有工艺重介液粘度降低了19.13%，重介质分选精矿品位为4.97%，较原有工艺精矿品位提高了11.68%；尾矿品位为0.53%，较原有工艺尾矿品位降低了18.46%；重介质作业li2o回收率78.95％，较原有工艺li2o回收率提高了10.51%。
42.终上所知，1#粗粒级硅铁粉d50为40μm，2#细粒级硅铁粉为10μm，3#常规硅铁粉d50为30μm，1#粗粒级硅铁粉与天然高分子黄原胶添加量为2000:0.2，,2#细粒级硅铁粉与水玻璃添加量为800:0.7，该高密度重介质悬浮液的配置方法为最佳。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。