武鋼(集團(tuán))礦業(yè)公司大冶鐵礦是以生產(chǎn)鐵精礦為主的大型礦山,礦石中伴生有金、銀、銅、鈷和硫等多種可供回收的有用元素。選礦車間采用先浮后磁工藝,混合浮選所得銅硫混合精礦經(jīng)分離浮選得到的泡沫產(chǎn)品為銅精礦,銅精礦經(jīng)濃縮過(guò)濾兩段脫水得含水量15%左右的銅精礦產(chǎn)品。大冶鐵礦礦石結(jié)構(gòu)致密,嵌布粒度細(xì),經(jīng)細(xì)磨后浮選所得精礦很細(xì),加之近年來(lái)入選原礦含泥量增多和脫水設(shè)備陳舊,使銅精礦過(guò)濾困難,設(shè)備處理能力下降,濾餅水份增高(約16%),直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和銷售。降低濾餅水份途徑較多,如改進(jìn)工藝和設(shè)備等,但投資少,操作簡(jiǎn)單且效果明顯的方法首推在礦漿中加入化學(xué)助濾劑。為此決定用助濾劑進(jìn)行降低大冶銅精礦濾餅水份的研究。
1 試驗(yàn)礦樣性質(zhì)試驗(yàn)礦樣為大冶鐵礦銅精礦濃密機(jī)之底流樣(即銅精礦過(guò)濾機(jī)給礦),試樣的多元素分析結(jié)果和粒度分析結(jié)果見(jiàn)表1、表2。
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表1 試樣多元素分析結(jié)果 |
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元素 |
Cu |
Fe |
S |
Co |
SiO2 |
CaO |
MgO |
Al2O3 |
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含量 |
20.02 |
49.92 |
33.6 |
0.155 |
7.27 |
2.28 |
1.14 |
0.4 |
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表2 試樣粒度分析結(jié)果 |
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粒級(jí)/mm |
產(chǎn)率/% |
Cu品位 |
Cu分布率 |
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部分 累計(jì) |
/% |
/% |
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-0.154 |
0.35 |
0.35 |
20.1 |
0.36 |
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-0.154~0.125 |
0.52 |
0.87 |
9.6 |
0.52 |
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-0.125~0.110 |
3.01 |
3.88 |
18.3 |
2.81 |
|
-0.110~0.090 |
3.69 |
7.57 |
18.6 |
3.5 |
|
-0.090~0.080 |
0.6 |
7.97 |
18.8 |
0.38 |
|
-0.080~0.074 |
1.12 |
9.09 |
19.1 |
1.09 |
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-0.074~0.0564 |
8.54 |
17.63 |
17.5 |
7.62 |
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-0.0564~0.0433 |
13.37 |
31 |
18.9 |
12.86 |
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-0.0433~0.0312 |
11.13 |
42.13 |
19.7 |
11.18 |
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-0.0312~0.0211 |
17.36 |
59.49 |
19.9 |
17.62 |
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-0.0211~0.010 |
3.72 |
62.81 |
20.8 |
3.52 |
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-0.01 |
37.19 |
100 |
20.32 |
38.53 |
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合 計(jì) |
100 |
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19.61 |
100 |
表2數(shù)據(jù)表明,試驗(yàn)礦樣中,細(xì)粒級(jí)含量大,-74μm(-200目)占90.91%、-10μm高達(dá)37.19%,這應(yīng)該是過(guò)濾困難原因之一。
2 試驗(yàn)方法試驗(yàn)裝置見(jiàn)圖1：
將定量試樣調(diào)制成一定濃度的礦漿并加入一定量藥劑,攪拌數(shù)分鐘后注入改制的布氏漏斗中,在保持恒壓下進(jìn)行真空過(guò)濾,濾液收集在量筒中,記錄下不同時(shí)刻的濾液累積量及對(duì)應(yīng)時(shí)間,直至額定時(shí)間。注意觀察并記錄下濾餅形成時(shí)刻的濾液量。濾餅經(jīng)烘干,根據(jù)干濕濾餅之質(zhì)量差計(jì)算出濾餅最終水分。
3 表面活性劑的助濾試驗(yàn)及結(jié)果絮凝劑型助濾劑能夠提高過(guò)濾速度,縮短成餅時(shí)間,但一般會(huì)引起濾餅水分的增加[1];即使某些類型有使濾餅水分減少的趨勢(shì),但效果甚微。而從對(duì)濾餅結(jié)構(gòu)和殘存水份的分析及查閱資料得知[2],表面活性劑能降低濾餅水分,故對(duì)表面活性劑進(jìn)行助濾試驗(yàn)。
3.1 不同表面活性劑對(duì)銅精礦濾餅水分的影響不同表面活性劑對(duì)銅精礦助濾的試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。試驗(yàn)條件是:過(guò)濾壓差0.053MPa、礦漿濃度50%、脫水時(shí)間4min。表3說(shuō)明,試驗(yàn)所用的絕大多數(shù)表面活性劑都有降低濾餅水分的作用,只是用量和作用程度不同而已。至于某些表面活性劑反倒使濾餅水分增加,說(shuō)明并不是所有表面活性劑都有助濾作用,是否具備助濾作用與物質(zhì)結(jié)構(gòu)、性能及試驗(yàn)條件有關(guān)。按降低水分的程度,下列藥劑有比較好的效果,它們是TS-1、TS-2、混胺、AEO(9)、TX-10、環(huán)烷酸鈉、Drimax1235。值得注意的是,TS-1和TS-2降低濾餅水分最顯著,而這兩種藥劑是混合藥劑,其中TS-1是表面活性劑混合物,TS-2是絮凝劑和表面活性劑混合物。混合藥劑助濾效果好是不同藥劑的“協(xié)同效應(yīng)”所致。考慮到效果、價(jià)格和貨源,選擇TS-1、TS-2、陽(yáng)離子型表面活性劑混胺、非離子型表面活性劑TX-10和陰離子型表面活性劑環(huán)烷酸鈉進(jìn)行其它條件試驗(yàn)。
3.2 pH值對(duì)濾餅水分的影響試驗(yàn)結(jié)果如圖2。試驗(yàn)中過(guò)濾壓差為0.053MPa,各表面活性劑用量按表3中優(yōu)選用量,脫水時(shí)間為4min。
從圖2可知,不論是否添加表面活性劑,礦漿pH對(duì)濾餅水分都有一定影響,酸性介質(zhì)中的濾餅水分比堿性介質(zhì)中的濾餅水分低,但影響程度不大,相對(duì)而言,對(duì)助濾劑TS-2和環(huán)烷酸鈉的影響要稍大些。
3.3 表面活性劑用量對(duì)濾餅水分的影響試驗(yàn)結(jié)果如圖3。試驗(yàn)條件為:過(guò)濾壓差0.053MPa、脫水時(shí)間4min、礦漿pH=10.0。
