银山矿新选厂浮选柱的生产与实践

□李明敏

一、引言

随着矿物加工领域品位低、嵌布粒度细、矿石组成复杂的难选矿石所占比例日益增大，以往所采用的浮选机局限性较强，为了使浮选技术经济指标得到提升，浮选柱逐渐成为研制和使用的热点。

浮选柱有以下三大优点：一是富集比大、回收率高、特别适合处理微细粒级(0.001～0.1mm)及易于自控和大型化。二是浮选快速，不但可以降低运作回数，还可以取代联合流程。三是在抑制亲水颗粒方面发挥着明显优势，能够完成对细粒级的高浓度浮选。

二、矿石性质与工艺流程

银山矿新选厂处理量为6,500t/d，处理的铜硫矿石性质复杂，主要有用矿物为黄铜矿、黄铁矿、砷黝铜矿、硫砷铜矿等，并伴有少量的金。新选厂铜硫系统选矿工艺为二段粗磨后进行铜硫混选；混合浮选的粗精矿再磨后进入铜硫分离，产出品位>17.5%的铜精矿。

新选厂磨矿采用的是半自磨+球磨+顽石破碎的流程(即SABC流程)。圆筒矿仓的矿石由铁板给矿机及运输皮带给入半自磨机(φ7.0*3.5m)，处理的矿石经圆筒筛分级，筛上产物由JY-200圆锥破碎机破碎后，再返回半自磨机形成闭路系统；筛下产物进入球磨机(φ4.8*7.0m)和旋流器(φ660mm)组成的闭路磨矿分级系统。沉砂部分返回球磨，旋流器分级溢流细度为+80目占5%～8%，-200目占65%，浓度为34%±2%的溢流产物送入混合浮选，如图1所示。浮选流程采用铜硫混合浮选+铜硫再磨分离流程，如图2所示。

图1 磨矿工艺流程示意图

图2 浮选工艺流程示意图

混合浮选采用三次粗选，两次扫选，混合粗精矿经过立磨机(VTM-800)再磨和旋流器(φ350mm)分级处理，再将溢流细度为-320目占80%的混合粗精矿送至浮选进行铜硫分离，铜硫分离系统经过一次粗选，一次精选，两次扫选，得到最终产品铜精矿。其中铜精选过程就是在浮选柱(φ3.05*10m)中完成的，其他浮选均采用传统充气机械式浮选机(KYF/Ⅱ-50m3)。

三、新选厂浮选柱原理与构造

新选厂的浮选柱为φ3.05*10m的浮选柱。其主要构造由柱体、给矿分配器、气体发生器、冲洗水分配器四部分组成，如图3所示。其工作原理为：经浮选药剂处理过的矿浆，从距浮选柱顶部下方1.8米处四个给矿分配器给入，散布在整个浮选柱内，在柱底部环绕安装有可从柱体外部拆装检修的气体发生器(俗称气枪)。气体发生器向柱内发散由下至上的空气，矿浆中的矿物颗粒与柱体内的空气发生接触碰撞，疏水性颗粒附着在气泡上，使气泡矿化。有用矿物的颗粒矿化气泡继续浮升在柱体顶部富集，形成厚度可达1米左右的矿物泡沫层，泡沫层中夹带的脉石颗粒经过冲洗水清洗从泡沫层中脱落，以此获得较高品位的精矿，尾矿矿浆从柱体部排出。

图3 CPT浮选柱结构示意图

四、浮选柱生产中出现的问题和原因探析

进入浮选柱进行精选选别的矿浆作业条件如表1所示。

表1

在实际生产中经常发现精矿品位难抓，很难达到要求的17.5%以上，选铜整体回收率不高。经过长期的实践与探索发现有以下几个要因造成。

(一)入选矿浆浓度不当。入选矿浆细粒级-320%占了80%左右，入选矿浆PH值在10～12左右(满足本矿山矿石性质要求)，溢流浓度过高容易导致过磨，细粒级具有比表面积大特点，分子间作用力强，易与各种药剂起作用，不易分选，另外很容易粘附在粗粒表面，使粗粒可浮性降低，而溢流浓度过低不能使矿物之间充分单体解离，分选效果差。因此可推测出入选矿浆浓度不当是其中原因之一。

(二)气体分散器不适用。气体分散器(气枪)，气嘴易磨损快，易结垢、堵塞，影响正常生产。矿物颗粒对由气体发生器引入的空气流速是很敏感的，当空气流速较慢时，泡沫区域会比较容易出现聚集情况，无法立即将精矿刮出，甚至出现死区，从而导致回收率大大下降，当空气流速较快时，很可能导致二次富集时间较短，精矿产率过高，甚至是矿浆翻浆，影响精矿品位。在日常生产中，经常发现浮选柱泡沫刮出区部分位置泡沫流速慢，甚至严重时泡沫不能刮出，造成死区，检修时才发现部分气枪已经堵塞，这严重影响日常的生产，所以将气体分散器不适用列为原因之二。

(三)冲洗水调整不当。冲洗水量过大会导致泡沫破裂，泡沫层不稳定，附着在气泡上的有用矿物冲回底流，从而降低浮选柱的回收率。冲洗水量太小，不能将气泡上夹带的脉石冲回底流，伴随着有用矿物一起产出，从而导致精矿品位下降。因此，适当地调整冲洗水能有效减少精矿中脉石的夹带，在不影响回收率的前提下，有利于提高精矿品位。根据现场观察，发现部分操作人员有时会私自调整浮选柱的冲洗水大小，并且没有明确跟下个班交班，在其他操作工艺正常时，往往也会对铜精矿品位和回收率有着1%～2%的影响，因此将洗水流速不当列为原因之三。

五、提高新选厂浮选柱精矿品位和回收率的实践对策。

(一)确定最佳入选矿浆浓度。在保证原有磨矿细度和入选矿浆PH值不变的情况下，选矿厂在二段分离浮选的粗选和扫选中分别加大了对刮出泡沫产物的消泡水添加量来降低入选浮选柱矿浆的浓度，通过一段时间的对比(见表2)，最终重新确定了入选浮选柱矿浆浓度为34%～38%，过低的浓度会导致原有流程中二段分离量过大，浮选时间变短，另外在操作上表现为容易跑槽，加大了浮选工的操作难度，容易造成操作不稳，尾矿偏高，降低了回收率。

表2 入选浓度与精矿品位和回收率对照表

(二)重新调配浮选柱气体分散器。新选厂浮选柱共安装20根气枪，围成一圈均匀分布，最早使用北矿院的气枪，其中66cm长气枪十根，34cm短气枪十根，气嘴口径为2.5mm和2.2mm间隔安装配合使用。但是使用过程中经常出现局部死区，导致回收率不高，且气枪嘴容易磨损、堵塞影响生产。于是后来更换为CPT气枪，106cm长气枪十根，46cm短气枪十根，气嘴口径为2.2mm和2.0mm配合使用。经过更换气枪，局部死区现象消除，提高了精矿品位和回收率，另外由于CPT气枪拥有防回流系统以及更为便捷的单独更换方式，为日常维护打下了基础，更能确保日常正常生产。

(三)确定冲洗水量大小。给冲洗水安装上单独的流量计，做好对比实验，具体情况如表3所示。根据生产要求，最终把冲洗水大小确定在了16m3/h～20m3/h之间。

表3 冲洗水大小与精矿品位和回收率关系

六、新选厂浮选柱精矿品位与回收率改进效果评价

经过上述的优化调整之后，新选厂选铜回收率和精矿品位得到了一定的提升和稳定，经查询报表得知，详情如表4所示。

表4 2015～2017年精矿品位与回收率

选矿厂按照6,500t/d组织生产，平均原矿品位0.4%，一年生产按330天计算，计划回收率为85%，则在不断探索改进的三年中多回收了铜金属量为6,500*330*0.4%*(86.231+85.728+85.033-85*3)%，即170.91吨，如果铜价按5万元一吨计算，则多创收854.55万元。另外，铜中伴金的回收率更是由计划值的45%上升到实际50%以上，为矿山创造了显著效益。

七、结语

浮选柱作为银山新选厂第一次引入的新型选矿设备，对其工艺的探索与改进需不断地进行实践摸索与总结，仍要继续研究，不断固化现有成果，争取在生产指标中再创佳绩。