田淑秋,李占科,陈文生,曹 亮,李来平,李延超,蒋丽娟
(1.中钢集团赤峰金鑫矿业有限公司,内蒙古 赤峰 024000) (2.西北有色金属研究院,陕西 西安 710016)
辉钼矿晶体为六方晶系,属标准的六方层状,由2层硫原子和1层钼原子组成S-Mo-S的三重层构造,层与层之间,即相邻硫原子间是分子键。因此,辉钼矿被破碎时,易于沿层片间裂开,其表面是弱的分子键,矿物表面的极性及化学活性弱,对水分子吸引力弱,接触角在60°~90°之间,为非极性矿物,可浮性好[1]。辉钼矿由于其层状结构,具有良好的天然可浮性,采用非极性的烃油作为捕收剂,依靠物理吸附作用进行浮选。
赤峰金鑫矿业有限公司选矿车间,长期以来一直使用柴油作为选钼捕收剂。柴油用量为30 g/t,2#油用量为60 g/t。原矿钼品位为0.07%,钼精矿品位为40%,钼浮选回收率稳定在82%。
西北有色金属研究院研制的TY225辉钼矿浮选捕收剂具有易于分散、浮选速度快、捕收能力强、浮选泡沫稳定等特点。为考察TY225捕收剂替代柴油作为辉钼矿捕收剂的可行性及可获得的技术指标,赤峰金鑫矿业有限公司进行小型浮选试验、工业试验研究工作。
试验结果表明,采用TY225替代柴油作为捕收剂,在原矿钼品位为0.07%、钼精矿品位为40%的条件下,钼浮选回收率可提高至85%。同时,由于采用该捕收剂后浮选泡沫丰富稳定,TY225用量为22 g/t,2#用量减少50%,仅为30 g/t。
试验所用矿石样品为选矿厂磨矿分级溢流产品。对比所用的起泡剂2#油、捕收剂柴油均为浮选车间所用。试验工艺流程见图1,试验结果见表1。以图1所示工艺流程为基础,进行粗选闭路试验,闭路试验结果见表2。
试验结果表明:TY225可替代柴油作为钼矿石的浮选捕收剂;TY225的最佳用量为45 g/t,是柴油最佳用量的60%;使用TY225作为钼矿石浮选捕收剂与使用柴油作为捕收剂所得粗精矿品位相近;钼浮选回收率可提高约2个百分点。
图1 室内小型浮选试验工艺流程
表1 室内小型浮选试验结果
表2 闭路试验结果
1.2.1 工业试验前期准备工作
TY225替代柴油工业试验于选矿车间浮选系统进行。为保证试验数据的准确性与可比性,对浮选车间进行系统的流程考察与分析工作。
选矿车间为2个平行系列,即一系列和二系列。2个浮选系列的浮选指标存在一定的系统误差。一系列设备运转稳定性较差,经常出现停车抢修,浮选指标稳定性较差。二系列设备运转稳定,浮选指标稳定性较好。综合考虑设备的稳定性、入选原矿矿量及原矿品位等因素,决定于二系列进行TY225替代柴油工业试验研究。工业试验所获得技术指标仅与二系列前3个月的平均技术指标进行对比。
对二系列所用各浮选药剂用量、原矿石处理量、原矿品位、精矿品位、尾矿品位等关键技术指标进行为期3 d的考察研究工作。除对二系列进行为期3 d的流程考察外,还对该系列前3个月技术指标进行了统计分析。流程考察及前3个月技术指标统计分析结果见表2。
1.2.2 工业试验研究及数据分析
在获得二系列关键技术参数的基础上,于二系列开始进行TY225替代柴油作为钼浮选捕收剂工业试验研究工作。捕收剂TY225加药点与柴油相同。
工业试验期间,依据原矿石钼品位变化及浮选现象,对捕收剂及起泡剂用量进行及时调整。每天统计各类药剂消耗,并在生产过程中不定时对各类药剂的流量进行监测。工业试验期间技术指标统计结果见表2。
表2 二系列流程考察结果及前3个月技术指标统计结果
由表2所示数据可知,二系列采用柴油作为捕收剂时,前3个月所处理原矿平均钼品位0.065%,浮选回收率为83.35%,柴油用量30 g/t,2#油用量50 g/t。工业试验前期流程考察时,所处理原矿钼品位0.069%,浮选回收率84.08%,柴油用量32 g/t,2#油用量55 g/t。采用TY225作为选钼捕收剂,原矿钼品位0.076%,浮选回收率86.86%,TY225用量25 g/t,2#油用量25 g/t。与采用柴油相比,钼浮选回收率提高3.51个百分点,钼精矿品位相当。TY225用量较柴油用量降低5 g/t,2#油单耗为25 g/t,比使用柴油时降低了50%。
1.2.3 技术经济分析
经济效益计算以选矿车间年生产300 d,日处理矿石量9 000 t,原矿品位0.065%,钼精矿品位40%,钼浮选回收率提高3.51个百分点,钼精矿销售价格1 600元/吨度;TY225捕收剂售价25 000元/t,2#油用量降低30 g/t,售价8 000元/t;柴油用量30 g/t,售价6 000元/t进行计算。计算结果如下:
年可多生产钼精矿:9 000 t/d×0.065%×300 d×3.51%÷40%=154 t
年可多创造产值:154 t×40×1 600元/吨度=985.6万元
年可降低2#油消耗成本:300 d×9 000 t/d×25 g/t×8 000元/t=54.0万元
年消耗柴油成本:300 d×9 000 t/d×30 g/t×6 000元/t=48.6万元
年消耗TY225成本:300 d×9 000 t/d×25 g/t×25 000元/t=168.75万元
由以上数据可计算得出采用TY225替代柴油多创造利润:
985.6+54.0-(168.75-48.6)=919.45万元
由以上工业试验经济效益分析结果可知,采用TY225替代柴油作为选钼捕收剂,可为公司创造年利润919.45万元。
(1)实验室小型浮选试验结果表明,TY225捕收剂是一种可替代柴油的选钼捕收剂,在所得钼粗精矿品位相近的情况下,使用该捕收剂与使用柴油相比,钼浮选回收率可提高2~3个百分点。在理论上证明了TY225有替代柴油的可能性。
(2)二系列前3个月平均统计指标为:原矿钼品位0.065%,钼精矿钼品位40.00%,钼浮选回收率83.35%。柴油用量为30 g/t,2#油用量为50 g/t。
(3)TY225替代柴油工业试验结果表明,在原矿钼品位为0.076%,TY225用量为25 g/t,2#油用量为30 g/t的条件下,可获得钼精矿品位为40.99%,钼浮选回收率为86.86%的技术指标。与二系列前3个月平均指标相比,在原矿品位略高的情况下,钼精矿品位略有提高,钼浮选回收率提高3.51个百分点。2#油用量减少50%。以选矿车间现有生产规模计算,年可多创造经济效益919.45万元。
(4)实验室小型浮选试验及工业试验结果表明,采用TY225替代柴油作为选钼捕收剂在技术及经济方面均具有可行性。