旋流器串联分级在选矿流程中的应用

毛世意

(江西铜业集团公司城门山铜矿，江西九江 332100)

旋流器串联分级在选矿流程中的应用

毛世意

(江西铜业集团公司城门山铜矿，江西九江 332100)

介绍了两种形式的旋流器串联分级分别在两个选矿工艺流程中的应用实例，考查了一次分级和串联分级的产品粒度，并利用水力旋流器分级特性曲线研究其分离效果，证明在不同的条件下采用不同形式的串联分级工艺，可以分别达到其独特的分级效果。对沉砂进行再分级的串联分级用于精矿过滤前的脱泥时，保证了分级沉砂较低的含泥量;对溢流进行再分级的串联分级用于浮选前的脱泥时，既降低含泥量又可以减少可选粒级的有用颗粒在分级溢流中的损失。采用串联分级对于选矿厂强化分级效果具有实践意义。

旋流器;串联分级;选矿流程;分级效率;脱泥

1 串联分级工艺介绍

当常规的分级［1-2］作业，其产品不能满足某种特定的要求时，将两个(或以上)的分级作业串联起来，针对特定的产品(溢流或沉砂)进行再次分级，可以进一步提高总的分级效率。两个分级串联起来的工艺就是串联分级工艺［3-5］。

图1 针对溢流的串联分级

分级作业有两个产品:溢流和沉砂。因而串联分级工艺也有两种形式，即对分级产品的溢流进行再分级和对沉砂进行再分级。这两种分级工艺都有应用，例如武山铜矿对优先浮选的尾矿进行的脱泥，就是采用对溢流进行再分级;而在城门山铜矿对混合浮选的尾矿进行的脱泥，就是采用对沉砂进行再分级。对应的工艺流程图见图1、图2。

图2 针对沉砂的串联分级

2 对沉砂进行再分级的串联分级工艺实例分析

2.1 应用背景

城门山铜矿选矿厂采用“半自磨+球磨”的磨矿流程(磨矿最终产品粒度:62%～68%-200目)，选矿采用混合浮选主干流程。原矿中铜矿物主要有蓝辉铜矿、辉铜矿、黄铜矿等，硫矿物以黄铁矿为主。原矿含铜品位0.9%、含硫品位5%。在低矿浆碱度(游离CaO含量:30～50g/ml)条件下，浮出铜硫混合精矿;混合精矿经再磨、通过添加石灰形成的高矿浆碱度条件(游离CaO含量:500～1000g/ml)浮铜抑硫;二段尾矿经脱泥产出硫精矿。工艺流程图见图3。

图3 对沉砂进行再分级的串联分级工艺流程实例

2.2 分级目的和采用串联分级理由

二段分离浮选的尾矿含硫品位约25%～32%，经分析，主要是低品位细粒级矿泥含量高，通过分级，脱除细粒矿泥后，可以使硫精矿得到进一步富集。同时，脱除细泥也为硫精矿产品过滤创造条件，否则矿泥含量高时陶瓷过滤机的过滤效率低甚至根本无法运行。

在矿浆性质上，给矿浓度［6］过低，约8%～10% (矿浆体积浓度仅为3%)。如此低的给矿，造成一次分级后，尽管脱去了70%以上的水份，沉砂浓度依然很低。而沉砂浓度低可以从侧面反映出其含泥量必然高，筛析后检查-800目含量占65%以上。

由于脱泥不彻底，一次脱泥既不能确保稳定的硫精矿品位，也不能确保良好的过滤效果。为了达到上述目的，采用对沉砂进行再分级的串联分级工艺。

2.3 串联分级应用效果

对该流程的分级产品进行取样分析，结果见表1。

表1 对沉砂进行再分级的串联分级产品考查结果

从表1中看到，一次分级后，沉砂浓度仅为25.23%，其-800目含量仍高达65.80%，脱泥效果不明显;由此带来的相应结果是，硫品位仅由28.56%提高到33.72%，硫的富集效果不理想。

通过对沉砂进行再分级的串联分级，沉砂浓度提高到60.97%，其-800目含量也降到50.67%，有效的脱除了夹杂的细泥，并提升了硫精矿品位。实践证明，通过采用对沉砂进行再分级的串联分级，在生产过程中，可以确保硫精矿硫精矿品位达到35%以上，并实现良好的过滤效果。

3 对溢流进行再分级的串联分级工艺实例分析

3.1 应用背景

武山铜矿选矿厂磨矿也采用“半自磨+球磨”流程(磨矿最终产品粒度:60～65%-200目)，浮选采用优先浮铜、铜尾选硫的优先浮选工艺。原矿中铜矿物以黄铜矿为主，硫矿物以黄铁矿为主，含铜品位0.9%、含硫品位12%，入浮矿浆在高碱度(游离CaO含量:500～1000g/ml)条件下，抑硫浮铜;浮选尾矿经脱泥、活化，加黄药浮选产出硫精矿。脱泥工序处于硫浮选作业之前，工艺流程图见图4。

图4 对溢流进行再分级的串联分级工艺流程实例

3.2 分级目的及采用串联分级理由

此处进行分级的主要目的，是为后续的浮选作业创造条件，具体可体现在:

(1)脱“药”。优先浮选的尾矿浆中残存大量药剂，尤其是游离CaO含量高。脱除残存药剂以利于对抑制后的黄铁矿进行活化、浮选。

(2)脱水。鉴于游离CaO以及其它对浮选有害的药剂离子是以溶解或悬浮的方式存在于水中，脱水的过程实际上也就是脱“药”的过程。

(3)脱泥。减少细粒级矿泥对浮选的不利影响。由于直接采用半自磨的磨矿流程，原生和次生的矿泥含量较高，如果不加以脱除，直接加酸活化浮选，则对浮选过程和指标影响很大。

如果单纯采用一次分级，在保证脱泥效果的情况下，难以一次将溢流浓度降低到合适范围，相应其中可选粒级含量必然较高，造成金属流失大。而通过检查后发现，溢流浓度相应较高(浓度约15%～18%)，溢流里夹杂的可选粒级含量较高，是可以通过再分级加以回收的。另外，与前者对沉砂进行再分级的串联分级是为过滤创造条件不同，这里脱泥可以看作是为浮选创造条件。

3.3 串联分级应用效果

对采用串联分级后的流程分级产品取样，进行粒级分析，结果见表2。

表2 对溢流进行再分级的串联分级产品粒级分析结果

为了计算水力旋流器特性曲线，分别按一次分级、串联分级整理相应数据(为便于说明，以μm为粒度单位)，结果分别见表3、表4。

表3 水力旋流器一次分级特性曲线计算结果

表4 水力旋流器串联分级特性曲线计算结果

将水力旋流器一次分级分离特性图和串联分级特性图绘制在一张图上，见图5。

图5 水力旋流器分离特性曲线

见表2，经过一次脱泥，分级沉砂-800目含量由22.25%降低到5.93%，一次分级达到了降低含泥量(沉砂)的目的，但同时导致在溢流中的损失较大，+800目含量占到50.25%。经过串联分级后，溢流里+800目含量降到33.64%，有明显降低，与此同时可以看到沉砂性质并未产生很大变化，含泥量依然较低。

再从表3、表4和图5可以看到，单纯进行一次脱泥时，分离粒度较高，d50=66μm;进行串联分级后，有效的降低了分离粒度，d50=33μm，并随之将水力旋流器特性曲线整体向左推移。从实践的角度来看，d50越小，表明脱泥越成功。

通过采用对溢流进行再分级的串联分级，在原矿含硫品位相近的条件下，硫在分级作业的损失减少10～15%，总的选硫回收率提高6～10%。

4 串联分级工艺应用的总结和思考

(1)根据对分级溢流或沉砂产品的不同要求，可以实现对溢流或沉砂进行再分级的串联分级。

(2)串联分级用于有色金属矿山进行脱泥时，衡量脱泥效果的指标往往可以通过浓度值来判断。当沉砂浓度较低(例如低于50%)时，由液相而夹带的细泥量大，反映出脱泥效果差。另一方面，反观溢流，当其浓度较高(例如高于15%)时，体现的则是由液相带走的固体含量高，并且当浓度高时矿浆中相应粒度也随之增大，相应的自然是有用矿物在溢流里的损失率较高。

(3)采用串联分级后，可以根据需要，将水力旋流器分离特性曲线显著的向左或向右推移，即实现较细或较粗的分离粒度d50。因而串联分级的分离效果是仅依靠一次分级难以达到的。

［1］威尔斯B A.矿物加工技术［M］.胡力行等译.北京:冶金工业出版社，1985:92-96.

［2］赵国庆，张明贤.水力旋流器分离技术［M］.北京:化学工业出版社，2003:72-81.

［3］尹启华，魏明安.旋流器串联分级在工业生产中的应用［J］.有色金属(选矿部分)，2000(4):28-30.

［4］罗时军.水力旋流器串联分级在泗洲选矿厂的试验与应用［J］.铜业工程，2007(3):11-12，36.

［5］王鹏程，徐引行，谢建宏，等.旋流器串联分级在磁铁矿选矿中的应用［J］.矿业工程，2009，7(1):22-24.

［6］耿丽萍，杨茉，周静伟，等.进口浓度对水力旋流器颗粒分级的影响［J］.工程热物理学报，2006，27(4):625-627.

Application of Hydrocyclone Series-classification in Mineral Processing Flowsheet

MAO Shi-yi

(Chengmenshan Copper Mine，Jiangxi Copper Company Ltd.，Jiujiang 332100，Jiangxi，China)

This paper introduces two kinds application of hydrocyclone series-classification in different mineral processing flowsheet，checks product granule of one classification and series-classification and utilizes hydrocyclone curve to study its separation efficiency，which proofs that it can reach the different special classification efficiency in the different conditions to adopt the different types of series-classification technology.Series-classification of the grit re-classification could ensure the low percent of mud when applied before concentrate filtering.Series-classification of the overflow re-classification not only could ensure the low percent of mud but also reduce wastage of the valuable and floatable granule when applied before flotation.For the mineral processing plant，adopting series-classification is practiced to strengthen the classification efficiency.

hydrocyclone;series-classification;mineral processing technological flowsheet;classification efficiency;desliming

TD92

B

1009-3842(2011)06-0025-04

2011-07-11

毛世意(1977-)，男，湖北红安县人，江铜城门山铜矿选矿工程师，主要从事现场选矿技术管理工作。E-mail:782354458@qq.com