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探讨金属矿山开采中的选矿技术应用

时间:2020-11-23 来源:中国金属通报 本文字数:3818字
作者:王甫刚 单位:江西铜业公司永平铜矿选矿厂

    摘要:能源开采技术在不断发展,金属矿山选矿技术及工艺也在不断改进创新。传统选矿技术已经不能满足现代化的矿产资源开采,选矿技术会更加便捷化、自动化、环保化。相关技术人员在金属矿山选矿技术研究中,应当强化创新应用,基于传统选矿技术,转变思想,积极采用先进的选矿技术及工艺,从而促进我国选矿技术水平进一步提升,推动我国矿产资源开采实现可持续发展。本文将对金属矿山开采中的选矿技术应用进行深入探讨,并展望其未来发展,以供借鉴。

  关键词:金属矿山; 选矿技术; 发展;

  1 金属矿地质资源特征分析

  1.1金属矿分布较广,存在多层地质结构中

  根据地质结构勘察工作可知,金属矿产资源的地质结构复杂,地质中多存在断裂情况,从分布规律来讲,通常金属矿产资源多处在金属矿坡度较为明显的岩石层中。这一地理位置的地形会出现显着的变化,地层断裂会直接影响到金属矿产资源的形成与发育,地质人员在进行勘察的过程中,需要加强断层分析,结合断裂部位的具体情况和特点,明确断裂的走向,并判断出顺断层及逆断层,从而为科学实施矿产资源开采工作提供依据,提高资源开采效率[1]。

  1.2金属矿产资源的韧性大

  金属矿产资源形成与发育中,相应位置的地层结构也在持续改变,会出现明显的剪切、断裂、挤压等情况,再加上地质结构自身的原因,会出现具有较强韧性的变形区域。一般而言,金属矿的地质结构中会存在大量的岩浆,而且岩浆不断活动,这就给金属矿产资源的勘察与开采工作带来负面影响。通过勘察经验总结出,金属矿中岩浆活动频繁的部位,相应的矿产资源形态也较为复杂,与矿产资源地质结构特点相结合,实施有效的找矿工作会提高开采效率,提高资源开采的方向性和针对性。开采人员在实际工作中,应当对金属矿产资源分布情况进行详细记录,总结数据并绘制精细的分析表格,从而给找矿和开采工作提供有效参考[2]。

  2 选矿技术进展

  2.1焙烧、磁选单机、浮选工艺

  焙烧、磁选单机、浮选工艺在选矿过程中是较为常用的。随着矿产资源选矿要求的提高,在实际应用中这些工艺尚有不足之处;社会经济在不断发展,科学技术在不断进步,上述技术工艺以先进科技为支撑实现了一定的进步。然而技术应用中存在的根源性问题,仍然需要进一步优化改进,近些年我国在技术工艺方面的研发力度不断增强,对于工艺水平提升具有很大的推动作用,选矿技术工艺也基于此有了快速的提升,朝着向好的方向发展。

  2.2Slom立环脉动高梯度磁选机

  现阶段,技术整体工艺的应用较为广泛,而在其中Slom立环脉动高梯度磁选机占有占有重要地位。实际的选矿过程中,Slom立环脉动高梯度磁选机在很大程度上突破了技术难题。随着Slom立环脉动高梯度磁选机的应用推广,其在金属矿产资源选矿中的应用较为突出,发挥出了有效的分选作用,并具有较高的运行稳定性,为我国金属选矿工艺水平提升做出了积极贡献。

  2.3脉动机构

  驱动力从脉动机构中而来,其松散性能够得到有效的提升,是脉动的形成在矿浆的驱动下的功劳。所以说,脉动机构要借助驱动力;另外,分选区内磁介质中矿粒下,能够获取磁性矿粒,不具备磁性的会顺利通过,进而穿过后进入尾矿中。这样看来,基于反冲精矿的背景,磁介质堵塞情况能够实现有效缓解,进而起到矿浆脉动的作用,提升工艺效率。

  2.4脉动分选

  在金属矿产资源开采中,合理有效的进行脉动分选,不但可以确保磁性精矿的质量,还可以增强精矿技术效果,与诸多相关技术联合运用,提升设备的富集比,除此之外,提高设备应用的适用性,体现出良好、显着的分选作用。

  纵观近年来我国金属矿山选矿技术的进展,相关的技术研发和探究一直在开展,通过不断的技术提升、工艺创新,很多方面的设备运行问题得到了有效解决,有效提升了设备性能及选矿能力[3]。

  3 金属选矿工程案例分析

  3.1金属矿矿床概况

  在江西与湖南的交界处为某铜矿资源区,矿区矿层属于粒状晶体结构,具有3m~8m的沉积厚度,全铜品位12%~30%,矿区内的矿层沉积厚度与地层厚度成呈正比。矿区矿层顶板含有大量的铜孔雀石,近矿层部位含有细小铜矿微晶;矿层底板含有铜磁绢云岩,其分布的是星点状铜。这一铜矿区中包含的资源类型多数是黄铜矿、斑铜矿和辉铜矿,少数是蓝铜矿和赤铜矿。矿物含铜排序为绢云母含量约为52%,绿泥石含量约为18%,石英石、绿帘石含量不到10%[4]。

  3.2选矿工程设计

  (1)试样的采集及加工。

  在矿区内进行试验矿物的采集。基于矿物特征和选矿工艺的要求进行试样加工和提前处理。对试样进行初步手选,体积较大的试样晶体采用物理方式进行破碎处理,处理后不超过2mm,手选剔除较大的杂质。选择后的试样放入研磨器中实施进一步的破碎处理,通常经过10min的研磨可满足试验的精度要求,试样研磨后进行120目筛子过滤,筛除的物料进一步进行蒸馏水400目筛子湿筛,筛上的物料再次进行操作。准备稀盐酸溶液,在其中浸泡获取的试样30min,然后使用蒸馏水进行清洗,并采用干燥箱进行烘干处理。最终得到的干燥的样品,需要密封保存,并置于避光环境下,准备用于后期的浮选试验。

  (2)破碎筛分。

  矿区中,低品位铜矿多存在于斑铜矿,针对高品位铜矿的获取,可以通过弱化特性来实现。因为矿含量不高的原因,要对斑铜矿实行预筛选。本工程的选矿设计中,选择高压辊磨机作为破碎机,这一设备相对辊式破碎机而言,辊子能够凭借重力及给料装置朝着两个不同的方向进行旋转,在两个辊子间内向压力的作用下,矿物物料进入后受到挤压而形成密实的饼状。矿物物料的含水量具有差异,相应的物料饼的散密程度不同。斑铜矿的铜质地较为细质,大部分是细粒形式的,在高压辊磨机的破碎作用下,相应的颗粒会比传统方式下辊式破碎机进行破碎的颗粒更细致,提高铜的富集比,对于后续物料分选有积极作用。本工程的铜矿铜品位不高,但具有较高的富集需求,所以在大量的矿石物料处理过程中,选择高压辊磨破碎机不但能够提高研磨精度,还能够更有效的满足选矿需求。

  (3)风-重-磁联合选矿。

  本矿区处在干旱的气候条件下,因此为了使湿式分选成本高这一问题得到有效解决,选择风选处理。实验流程趋于稳定状态,确定技术参数:矿物处理量:600kg/h,高压辊磨负荷:约115%,矿料粒度:<30mm。在分选系统中放入粗矿样,实施首次循环,结束首次循环后,下一次循环的矿样为粗粒矿、风力分级粗粒矿和磁选矿。将粗碎样添入到各次的循环中,确保循环总质量相等。多次循环后,实现循环平衡。表1是风-重-磁分选各循环数据。根据表1的数据可以得知,风选系统中的粗粒矿能够降低物料整体处理量,有效规避原矿石掺杂到精矿这一问题。

  表1 风-重-磁联合选矿循环数据 

  (4)反浮选降杂。

  风-重-磁联合选矿工艺进行原矿处理后,相应的精矿品位还是没有纯铜矿的精度要求,要采用反浮选降杂工艺对脉石矿物残留进行剔除,从而获取高品位铜矿。阳离子捕收剂反浮选试验对捕收剂、抑制剂、PH环境的影响进行测试。具体试验过程中,PH调整利用NaOH来实现,苛化淀粉作为抑制剂,十二胺作为捕收剂。经过多次试验后发现,浮选品位与PH值呈反向相关的关系,即PH越高,浮选品位降低,最终PH值确定为7.5;抑制剂量不足500g/t的情况下,抑制剂用量不会影响铜品位,抑制剂量超过500g/t的情况下,铜品位会明显下降,最终抑制剂量确定为500g/t;捕收剂量不足50g/t的情况下,用量越大铜品位越高,捕收剂量超过50g/t后,铜品位不再变化,回收率降低,最终捕收剂确定为50g/t。

  (5)选矿生产过程及工程指标。

  粗选矿区开采的矿石资源,会经过初步破碎、中度破碎、精细破碎。矿石不到800mm的,利用汽车运输到选矿厂予以初步处理;再将破碎后的不到200mm的粗碎矿送到磨浮,利用皮带机将其运输到标准圆锥破碎机予以中度处理;进行筛选过滤,筛上物料送到缓冲矿仓进行二次的中度处理;将筛下物料放入高压辊磨破碎机实施精细处理。本工程中,根据选矿试验和铜矿精度的需求指标,最终确定选矿工程指标为:精铜矿产率10.5%,回收率96%,尾矿产率89.7%,回收率5%。

  4 金属矿山选矿技术发展方向

  4.1重选、强磁选技术

  矿石本体具有一定的金属品位,与其他类质相接触会出现一定的反应,因此合理采用物理选矿法。当精矿选矿难度提高时,需要利用焙烧技术,从而提高精矿的品位,然而,实际焙烧时会存在严重的烧损现象。因此,要开拓创新技术工艺,提高工艺水平,降低损失,可以采用重选较强的磁选技术,此工艺对精矿中杂质含量的敏感程度不高,起不到有效的作用,所以,应当选择利用联合磁选工艺,特别是浮选工艺,这样可以使精矿中杂质的含量减少。如图1所示。

 重选、强磁选技术

  图1 重选、强磁选技术   

  4.2复合矿石选矿技术

  我国矿产资源丰富,例如包含超过两种的矿物矿,这也决定了矿产选矿过程具有复杂性。如果矿中的褐铁矿含量较多,要想提升精矿品位具有很大的难度,回收率更是无法保障。针对此问题,有关机构通过不懈的探讨和努力,取得了突破性的进展,发现了优良的联合工艺,例如弱磁;浮选;强磁;磁化焙烧;反浮等工艺,将其应用在实践中,实验效果显着。这些先进的选矿技术工艺,为我国有色金属开采开拓了新的技术路线。

  5 结语

  综上所述,在我国经济发展过程中,金属矿产资源开采工程发挥了重要作用。采用先进的技术设备和工艺,提高选矿技术水平,对于金属矿产资源开采有重要意义。相关技术人员还需不断努力探索金属矿山选矿技术的应用,使得金属矿山选矿效率得到更进一步的提升,为我国经济建设作出更大的贡献。

  参考文献

  [1]魏宇峰.我国矿产选矿技术现状及发展趋势[J].世界有色金属,2020(08):39-40.

  [2]李芝禄.矿产选矿技术和工艺方法探讨[J].世界有色金属,2020(08):47-48.

  [3]曾路平,曾路长,潘锡良.江西于都银坑矿田贵多金属矿地质特征及矿床成因分析及找矿方向[J].世界有色金属,2019(16):88+90.

  [4]胡宏福.江西地区有色金属选矿工程设计分析[J].世界有色金属,2019(16):55-56.

  原文出处:王甫刚.金属矿山选矿技术进展及发展方向探究[J].中国金属通报,2020(08):19-20.
相关标签:选矿工程师论文
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