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以氧化铝研磨球为再磨磨矿介质的试验研究

作者:admin日期:2020-06-16阅读
以武山铜矿中矿为研究对象,分别利用金属球和氧化铝研磨球进行了磨矿、浮选试验,结果表明在磨矿细度-0.074mm 占90% 下,氧化铝研磨球与金属球相比具有相同的磨矿性能,前者磨矿产品过粉碎更轻。采用段式半理论公式计算出适宜的瓷高铝球磨矿介质尺寸为Φ30mm、Φ15mm,配比为4:1。以MA-1+Mos-2为组合药剂、矿浆pH=12.0 条件下经过一次粗选、两次扫选、两次精选的铜浮选,获得铜精矿品位23.26%、铜回收率95.31%,铜回收率提高1.12%。

1 引言
影响磨矿作业的因素很多,包括被磨物料性质、操作条件及磨机结构等,其中被磨物料性质及磨机结构相对固定,操作条件主要包括磨矿浓度、磨机的转速以及磨矿介质的尺寸、形状、充填率、类型、配比等[1]。磨矿介质尺寸过大引起破碎力过大,容易出现过粉碎现象,同时介质尺寸较大会降低介质填充个数,减小介质与矿石的破碎概率,不利于有用矿物的单体解离;磨矿介质过小导致破碎力不足,磨矿效率低下,能耗大幅提高,最佳尺寸的磨矿介质条件下可提高30% 的磨矿效率[2]。磨矿介质通常采用球状的钢球,此外还有圆柱、六方、钢锻等形状的磨矿介质[3]。研究表明,球形介质在通常粒度范围内最有效、能耗最低,可获得最细粒度的磨矿产品,而柱状介质磨矿产品粒度均匀、泥化轻,但滚动性差,适用于粗磨而不适用于细磨[4]。钢球作为磨矿介质会造成铁质污染,影响矿浆电位,影响浮选效果,为此,国内外选矿工作者积极寻求新的磨矿介质,主要有顽石、瓷球等。顽石作为磨矿介质能剔除铁质污染,但顽石形状不规则,对衬板磨损较大且顽石添加的工作量大。瓷球具有高硬度、高耐磨性、无污染、耐腐蚀等优点,采用瓷器作为磨矿介质能大幅降低能耗,具有广阔的应用前景。
本论文以武山铜矿选矿厂铜精选Ⅰ尾矿和铜扫选Ⅰ精矿合并后的中矿为研究对象,进行氧化铝研磨球取代金属球的中矿再磨工艺试验研究,分析两种磨矿介质之间的磨矿产品及浮选指标差异。
2 试验
2.1 试验样品
中矿多元素分析结果见表1,中矿各产品铜解离度分析结果见表2。表1 中矿多元素化学分析结果

从表1 可知,中矿主要有价矿物为Cu、S,品位为1.74%、27.38%。金、银品位为0.97g/t、64.21g/t,可作为伴生金属回收,尽可能富集到计价系数较高的铜精矿中。铅、锌含量较低,对精矿影响较小。
表2 中矿产品铜矿物连生情况

从表2 可知,扫选I 精矿与精选I 尾矿铜矿物单体解离度较低,仅占28.64%、39.97%,主要与脉石、硫化物连生,表3 为中矿筛析化验结果。

筛析结果表明,中矿粒度偏细,-0.074mm 粒级比例占78.05%。+0.038mm 粒级产率为27.74%,铜品位较高,铜分配率达41.88%,这部分矿石中的铜与脉石、硫化物紧密连生,需通过再磨使这部分矿石中的铜实现单体解离,浮选加以回收。
2.2 磨矿介质
试验过程采用一台容积为6.25L 的Φ240mm×90mm 的球磨机进行磨矿,分别以金属球球和氧化铝研磨球为磨矿介质,金属球球、高铝球的物理性能如表4、表5 所示。

2.3 试验方法
本次试验主要是进行氧化铝研磨球代替金属球的可行性研究,参照武山铜矿现场工艺流程,预先筛分粒级为-0.038mm,筛上物用不同磨矿介质进行磨矿,磨矿产品经检查筛分,筛下物返回磨机再磨,合格粒级与预先分级的筛下物合并进行浮选试验。固定不同磨矿介质的磨矿细度为-0.074mm 占
90%,磨矿产品调浆至浓度为35%,加石灰调节pH=12.0,以MA-1+Mos-2 为浮选药剂经过一次粗选、两次扫选、两次精选,获得铜粗精矿、浮选中矿及铜尾矿。对磨矿产品进行筛析,分析不同磨矿介质下磨矿产品的粒度特性及对浮选行为的影响。
3 结果与讨论
3.1 氧化铝研磨球的充填率试验
参考生产实际,金属球充填率35%、球径(直径)12mm,等质量转换的氧化铝研磨球球径为15mm。有文献指出[5],氧化铝研磨球所需充填率高于金属球。固定磨矿细度-0.074mm 90%,考察不同充填率下氧化铝研磨球磨矿产品粒度特征,试验结果见表6。

由表6 可知,当充填率较低时,达到指定磨矿细度需要更长的磨矿时间,易使合格粒级产品发生过磨。随充填率从35% 增加至45%,磨矿产品微细粒级(-0.020mm)产率逐渐下降,过粉碎现象减缓。继续增加磨矿介质充填率,产品细度再次提高,表明磨矿介质充填率不宜过高,这与生产实际
一致,故确定氧化铝研磨球充填率为45%。
3.2 磨矿产品粒度分布特征
实验室采用同一磨机、不同磨矿介质对试样进行磨矿试验,磨矿参数:磨矿细度-0.074mm 90%、磨矿浓度50%、金属球、氧化铝研磨球的充填率分别35%、45%,不同磨矿介质的磨矿产品粒度分布特征分析结果见表7,磨矿产品粒度正累计结果见图1。

由图1 可知,在-0.074mm 90% 的磨矿细度下,金属球和氧化铝研磨球具有相似的粒度分布特征,表明两种不同磨矿介质具有相同的磨矿性能。对比磨矿产品粒度分布特征曲线,采用金属球作为磨矿介质磨矿产品粒度更细,主要原因在于钢球尺寸小、比重大,对矿石研磨作用更强,产生更多的次生矿泥。而氧化铝研磨球过粉碎现象较轻,磨矿性能优于金属球,有利于后续的浮选作业。
3.3 磨矿介质配比
球径半理论公式[6]是我国用来计算磨碎不同粒度矿石所需磨矿介质尺寸最精确的公式,见公式1。

式中k—充填率,45% ;φ—最内层球与最外层球的球层半径比,0.508 ;R1 最外层球层半径,95cm,则D0=173.44cm。中矿粒度分析结果显示矿石整体粒度偏细,+0.15mm 粒级仅占7.02%,表明中矿细磨适宜采用小尺寸的磨矿介质,以达到细磨的目的。以0.074mm、0.038mm 为基准,计算出适宜的磨矿介质球径。

从表 9 计算结果可看出,氧化铝研磨球适宜的球径为 Φ30mm、Φ15mm,根据粒级产率确定两 者配比 4∶1。为进一步验证磨矿介质配比计算结果, 进行了验证试验,药剂制度为 :MA-1+Mos-2 用量 30+30g/t、松醇油用量 10g/t、调整剂 Ca(OH)2 用量 2500g/t,经一次粗选、两次空白精选的开路流程获 得铜精矿,试验结果见表 10。

从表 9 可知,随着磨矿介质配比(Φ30mm : Φ15mm)增加,粗精矿产率逐渐增加,铜品位先 增加后下降。原因在于在磨矿介质配比较低时,大 球径磨矿介质比例较小,对矿石磨剥作用较弱,细 粒级粒度比例较低,部分铜矿物未得到单体解离。 随着配比增加,产生较多的磨矿细泥,降低粗精矿 的铜品位。综合考虑指标,确定磨矿介质配比为 4:1, 此时铜精矿铜品位 26.51%、铜回收率 86.54%。
3.4  浮选试验研究
对金属球、氧化铝研磨球磨矿产品进行浮选试 验,考察不同磨矿介质对铜浮选的影响,试验流程 图见图 2,试验结果见表 11。


从表 10 可知,采用氧化铝研磨球作为磨矿介 质可获得更高产率的铜精矿,铜回收率从 94.19% 提高至 95.31%,硫品位及回收率小幅提高。矿石 中的金、银经浮选后出现一定的富集,采用氧化铝 研磨球替代金属球作为磨矿介质后,铜精矿中的 金回收率从 25.69% 下降至 23.52%,而银回收率从 52.98% 提高至 58.05%。综合考虑铜、金、银的价值,采用氧化铝研磨球替代金属球有利于浮选指标的提 高。
4  结论
(1) 武 山 铜 矿 中 矿 铜 品 位 1.74%, 硫 品 位 27.38%,铜矿物单体解离度较低,主要与脉石、硫 化物连生。
(2)氧化铝研磨球与金属球作为磨矿介质有 相同的磨矿性能,金属球尺寸小、比重大,对矿 石研磨作用更强,在 -0.074mm 90% 细度下,两 者 -0.020mm 粒 级 产 率 分 别 为 60.49%、66.94%,
氧化铝研磨球磨矿产品过粉碎现象较轻。