1909年,浮选法首次在澳大利亚得到工业应用。为了从矿浆中回收92%的- 0.15mm细粒闪锌矿92%,美国第一台工业选矿机于1911年投产。
近年来,浮选工艺越来越多地用于处理各种矿物原料。目前,世界上用泡沫浮选法处理的矿物原料有20亿吨。
大多数矿物原料的浮选,包括有色金属的主要选矿过程,总是有希望的。
在1960年至1980年期间,美国选矿厂的数量从202个增加到239个,处理的矿石量从1.799亿吨增加到4.404亿吨;1985年,部分企业倒闭,矿石加工规模也随之缩小。
1988年6月,在瑞典召开的第16届国际有用矿物选矿大会指出,选矿工艺,特别是浮选工艺,发生了许多革命性的变化。然而,近几十年来,整个采矿业受到一系列限制性因素的影响,包括电能和燃料价格的上涨,矿石中金属品位的下降,加工原料成分的恶化,增加了选矿厂建设的基本成本。
美国选矿厂浮选应用年数据
仅铜、铜钼和铅锌矿石每年就加工2.21亿吨:
从引用的数据可以看出,有色金属矿石浮选过程的特点是电能、药剂和水的高消耗。此外,要求浮选是完美的,因为在矿物加工中获得的铜(82%)和钼(58%)的回收率,例如铜和铜钼矿,仍然不令人满意。
随着越来越多的难选多金属矿石原料被引入处理,电能、药剂和原料价格上涨,投资成本增加,第16届国际会议提出了矿物原料选矿的新概念。在降低工艺消耗的情况下提高效率。
提高浮选过程效率的主要方向是应用选择性方法分裂矿物,研究细颗粒的回收过程,开发创新的硫化矿或氧化矿浮选药剂。新结构浮选机的研究将改进矿浆充气方式,优化浮选过程,并广泛实现浮选过程自动化。
根据使浮选工艺更加完善的一系列主要趋势,国外开展了详细的工业应用研究。
目前,为了提高从矿泥中回收金属的效率,已经对一系列工艺进行了详细的研究,包括油萃取或液相凝聚、多相絮凝、选择性絮凝、锚泊凝聚、絮凝浮选和直接浮选。
工业应用包括:选择性絮凝、非磁性燧石的絮凝、回收铁的Creveling Friver选矿厂的絮凝浮选以及从高岭土中分离锐钛矿的絮凝工艺。对于有色金属矿石,这些工艺还没有投入实际使用。
目前大容量浮选机的优势在于降低投资成本、降低电能消耗、减少厂房面积、简化选矿厂配置;42.5m充气机械搅拌浮选机已在许多选矿厂取代了17m 3槽的第一代浮选机。
研究所更完善的泥浆曝气方法。20年前就知道的圆筒浮选机,最近在选矿厂得到了广泛的应用,这是重要的成果之一,但只是最近才在工业上得到广泛的应用。
圆柱形浮选机的工作原理是矿浆和空气泡对流,长径比为10比100(注:原文。浮选柱长度与直径之比不能高达100)。它已应用于钼精矿浓缩的圆柱形浮选机中,
他们开始漂浮微粒。圆柱形浮选机使用的电能少,可以降低投资成本,节约材料。然而,向浮选机中供应空气泡的方法尚未使用。为了使国产粒子上浮,对一种特殊的微气泡发生器进行了详细的研究。
近年来,研究者的主要力量倾向于对气动浮选机其他结构的详细研究。
对Bahar气动浮选机的研究兴趣最大,该浮选机有两个主要部分:充气室,矿物颗粒和气泡之间的相互作用在此发生,而负载气泡在充气室内产生。充气室内有很多多孔管,高压下充入空气体。这些机器可以确保低功耗,提高金属回收率。
可以看出,将来优先浮选较差的矿石将变得越来越困难。这需要创造特殊的试剂和多阶段浮选循环,以确保高金属回收率和精矿质量。
最近,许多研究者对选矿厂的浮选循环进行了分析,认为多级循环更好。可以看出,对于一个生产能力大的选矿厂来说,处理一些不同成分的矿石,多级循环是最好的。
以克拉玛依矿床钼含量0.3 ~ 0.4%的钼矿石浮选为例,表明在选矿过程中,按照一段磨矿+0.15mm至35 ~ 40%的标准流程,对钼粗精矿(占总供矿量的3 ~ 6%)进行七段粗选和再磨,克拉玛依选矿厂钼回收率为89% ~ 90%。
借助于一种粗选精矿和另一种原矿的组合(可参考“分支浮选”法,校对者注),研究了二段循环。此时获得了回收率88.2%、二硫化钼含量34.2%的精矿,浮选药剂(C идгекс L和松油)消耗降低了50%。
以下试剂用于实现钼的浮选:
为了在特殊条件下浮选多金属矿石,开发新的药剂品种具有重要意义。
目前,美国为有色金属和贵金属的浮选创造了四种新的浮选药剂品种:变性的、烃基硫氨基甲酸酯、二尿酸酯、一磷酸二烃基酯和一磷酸二烃基酯。
在pH = 3 ~ 10时,变性硫代氨基甲酸盐和二尿酸盐是强有力的捕收剂。在低pH值下,硫胺粗选循环最有效。当在中性或弱碱性介质中优先选择铜时,石灰的消耗可以完全取消或显著减少。
在铜和铜钼矿浮选的工业生产中,氨基甲酸酯广泛使用二烷基硫醚。这些捕收剂,特别是双尿酸盐(TиYPaT),可以提高贵金属和铂族金属的回收率。改性硫代氨基甲酸盐在次生铜矿物(蓝刚灰岗矿)浮选中的效果优于黄铜矿。
硫代磷酸盐——溶于水,在酸性介质中漂浮时,它们是比相应的黑色粉末更强的捕收剂,在pH = 3 ~ 7时,它们对硫矿石和贵金属的选矿最有效。在ph = 5 ~ 6时,为了在boφ过程中用浮选代替沉积的铜,目前工业生产中使用的是单磷酸。当pH = 6 ~ 10时,用单磷酸浮选硫胺是有利的。这是一种强有力的捕收剂,它能很好地溶于水。
为了浮选铜、铅、锌等氧化矿石,不经预硫化的药剂研究受到了极大的重视。
为了浮选氧化铅和锌矿物,意大利试制了药剂。螯合形成的官能团引入烃链,捕收剂为苯并噻唑硫醇(MBT)和氨基噻吩(ATφ)。
由于使用了苯环上含有乙基、甲基或己基羟基的MBT试剂,可获得含铅20 ~ 29%的铅精矿,其回收率为87% ~ 88%。锌的回收率为10~15%。
为了浮选锌矿物,在烃链和苯环之间含有氧原子的ATφ型是有效的捕收剂。随着苯环中碳原子数从1增加到6,试剂的收集力显著增加。此时,精矿中锌的含量从18%提高到24.4%,锌的回收率从18.6%提高到82.5%。
在日本,根据确定的抑制效果,正在进行螯合剂的研究,特别是乙二胺四乙酸(# 1240;и ta),浮选含钙矿石中的水胆和孔雀石。
证明& # 1240;и TA是氧化铜矿物的良好抑制剂,当矿石中含有大量钙时,可实现选择性浮选。
在印度氧化铜矿浮选中,试验了铜铁(N-亚硝基(β-)萘铵)、水酸麻(8-)、α-二苯基乙醇酮肟和二乙氨基二硫代氨基甲酸盐。由于使用1.5公斤/吨二乙基二硫代氨基甲酸盐,当精矿含铜45%时,可获得最高的铜回收率(90%)。
在第16次会议上指出,提出的过程电化学概念是近年来在改进浮选方面最显著的成就之一。
Otakumopu公司(芬兰)代表报告说,在工业生产条件下,将直接安装在槽中的特殊电极用于铜镍矿浮选,成功地应用了浮选过程的电化学控制。此时,减少了捕收剂和介质调整剂的数量,同时提高了金属回收率和精矿质量。
在工业规模上,由于使用氧化剂或还原剂,还可以实现对矿浆电化学电位的控制和调节,它也适用于氧化钠或硫化氢。
在铜钼精矿分离实践中,应用了浮选过程的电化学控制。此时,硫氢化钠被加入到封闭的浮选机中。浮选机需要密封,以防止氧气进入矿浆。
Amadeus Corporation(美国)在分离铜钼精矿时使用了封闭式浮选槽,而没有使用氮气,从而减少了68%的钼抑制剂消耗。
近年来,浮选过程控制和操作自动化系统的发展受到了极大的关注。浮选过程控制系统追求两个目标:提高工艺指标和降低药剂消耗。过程控制系统高度发达的选矿厂的工作实践证明,平均回收率可提高1 ~ 5%,药剂消耗可降低40%。
本文研制的浮选过程三级自动控制和操作系统由以下几部分组成:X射线能谱分析仪、放射性密度计、超声波装置(粒度分析仪:校准器)、变送器、pH、矿浆自动液位计等测量矿浆氧化还原电位的装置,可对过程进行综合自控。
第一级,在过程中的给定位置实现可变参数的自动控制。在第二级上,实现了参数的自动稳定和与原料中金属含量最低时的最大回收水平相关的优化。在第三层次上,记录了与原料成分变化有关的所有可变参数的相互作用过程现象的逻辑模型。
该模型充分反映了浮选过程的动力学,是提高浮选过程效率的重要方向之一。这种控制和操纵浮选过程的综合系统确保了最高的经济效率:将金属回收率提高了5%,并降低了药剂消耗。
浮选过程中分析的可变参数列表
可以改变的变量
矿石的物质成分
矿石氧化程度
饲料粒度
矿物表面积的变化
矿石中的金属含量
纸浆的粘度和密度
水的特性(pH值、硬度、盐分)
可调变量
物理的
纸浆的通气度
浮选机中的矿浆液位
车轮的转速
调整时间
泡沫的排放速度
连体卵裂度
化学品:
发泡剂的量
捕收剂数量
调节剂和抑制剂的用量,Ph
药剂添加点
纸浆的电化学电位
可测变量
原始给矿的金属含量
处理矿石的体积
纸浆密度
纸浆尺寸
浮选机中的矿浆液位、泡沫液位、泡沫层厚度、pH值和电位
可测变量
原始给矿的金属含量
处理矿石的体积
纸浆密度
纸浆尺寸
浮选机中的矿浆液位、泡沫液位、泡沫层厚度、pH值和电位
可控变量
中金属精矿回收率和品位
加工矿石吨数
循环荷载
纸浆中的固体含量
浮选机中泡沫层的高度
纸浆浆料成分
根据有用矿物的选矿,在对第16届国际会议数据进行简明分析的基础上,可以得出结论:国外为提高浮选过程的经济效益进行了定向强化研究,许多发现的趋势已在工业上得到应用,如新的浮选药剂、大型浮选机、控制和操作过程的自动化系统。
需要指出的是,广泛的基础研究组织是国外浮选技术发展的重要条件。是的,在第十六届国际会议上,在矿物原料浮选领域,外国专家提交了二十份由基础研究作出的报告。