中矿选择性分级再磨新技术磨—浮新工艺机理及应用研究

中矿选择性分级再磨新技术磨—浮新工艺机理及应用研究

论文摘要

二十一世纪人类面临资源紧缺、环境污染、生态破坏等一系列严峻的挑战。其中资源问题已成为人类社会可持续发展的主要瓶颈。有色矿山矿产资源日趋贫、细、杂,选矿作业难度增加,随着我国经济的不断发展,对高品质矿产原料的需求量不断增加,提高矿产资源回收利用率至关重要。文章在中矿选择性分级再磨新技术的基础上提出最大可浮粒度(Dfmax)、粗磨放粗、精细分级等选矿技术来解决当前矿山资源回收率下降,磨矿效率偏低,球磨机排矿粒度组成不合理等现实问题。粗磨放粗技术可较大幅度提高磨矿效率、磨机台时处理量,降低磨矿能耗;Dfmax、Dfmax准确分级、精细分级技术可提高分级效率,降低单位矿量的磨矿能耗,减少颗粒过粉碎,优化粒度组成,使浮选流程更加通畅,较好的解决了粗粒欠磨和细粒过磨等问题,有利于后序浮选作业。对球比、磨矿浓度、磨矿时间等影响因素进行探索,发现应用Dfmax准确分级做粗磨放粗和精细分级技术的闭路磨矿产品的中间粒级的含量要比相应的开路磨矿产品的中间粒级含量多,并显著减少粗粒级的含量。连续磨矿试验表明采用Dfmax、Dfmax准确分级、粗磨放粗、精细分级技术后磨矿细度从原工艺要求的-0.074mm含量65%降到60%,磨机生产能力由113公斤/小时提高到142公斤/小时,磨机生产能力相对提高25.67%。2#磨矿流程采用新技术后比1#磨矿流程分级效率相对提高104.48%;返砂比相对减少15.36%;对于大于0.25mm的粗颗粒部分减少93.75%,-0.25+0.019mm增加7.61%,-0.019mm减少8.29%,总体上能够较为显著的改善浮选的给矿粒度。对闭路磨矿的动力学进行研究,用磨矿动力学分析分级效率对返砂组成的影响,推导并绘制Dfmax准确分级技术下闭路磨矿的各物料粗粒级和细粒级数量图。实际矿物连续闭路磨矿表明了数据的正确性与准确性,通过与实际情况的对比和计算绘制了Dfmax=0.30mm闭路磨矿下的各物料粗粒级和细粒级数量图。引出凯索尔提出的模型,进一步针对铜矿物浮选推导了概率模型,比较ε=ε∞(1-e-Kt)与W=W0(1-P)N,发现动力学模型和概率模型归结的浮选动力具有相似性,但表述方式不一样。对浮选动力学模型进行研究,用两个数学函数拟合浮选时间和回收率的关系,发现双曲线函数拟合相关程度较好,负指数函数拟合效果次之。进一步推导n级浮选动力学反应模型,模型的公式表述如式:对青海省某铜矿进行浮选测定,浮选条件:pH=10,黄药浓度加入50g/t,2#油31g/t。当n=2时,t与相关系数R2=0.9988,此浮选过程遵守二级浮选动力学,K=0.0206。采用Dfmax、Dfmax准确分级、粗磨放粗、精细分级等技术对湖北省某铜矿安徽省某铜矿进行浮选中矿选择性分级再磨试验研究,试验结果表明:(1)湖北省某铜矿工业试验中,新流程原药剂比原流程原药剂回收率提高2.43%,新流程新药剂比原流程原药剂回收率提高4.99%。工艺矿物学研究表明新流程新药剂I系统扫选精矿黄铜矿单体解离度比原流程原药剂增加了15.00%。新流程新药剂II系统扫选精矿黄铜矿单体解离度比原流程原药剂增加了7.10%。中矿再磨后(分级溢流)比中矿再磨前(再磨给矿)黄铜矿单体解离度增加36.54%。黄铁矿、辉钼矿等解离度也有较大程度增加,新流程的中矿解离度增加是取得好的回收率的关键。拉曼光谱分析表明通过中矿再磨,使得中矿连生矿物能够有效被“打开”,中矿的解离度大大增加。红外光谱分析表明在新药剂PLQ作用下,应用中矿选择性分级再磨新技术进行浮选,矿石的表面化学成分有所改变,生成金属-硫化物螯合物,从机理上说明矿物的可浮性增强是化学螯合与物理吸附的协同作用的结果。(2)安徽省某铜矿试验中,闭路磨矿原药剂流程浮选精矿铜品位为21.59%,回收率为90.73%,比原流程开路磨矿浮选回收率提高1.44%;半优先“闭路磨矿+中矿再磨”原药剂流程浮选精矿铜品位为22.86%,回收率为92.73%,比原流程开路磨矿浮选铜品位提高0.71%,铜回收率提高3.44%;半优先“闭路磨矿+中矿再磨”新药剂PLQ-4流程浮选精矿铜品位为22.80%,回收率为94.89%,比原流程开路磨矿浮选铜品位提高0.70%,铜回收率提高5.60%。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 硫化矿浮选理论的研究进展
  • 1.2 国内外铜矿资源概述
  • 1.3 硫化铜矿浮选概述
  • 1.3.1 含铜多金属硫化矿的种类
  • 1.3.2 影响硫化铜矿浮选的因素
  • 1.3.3 硫化铜矿浮选工艺
  • 1.3.4 硫化铜矿浮选中矿的处理方式
  • 1.4 典型的硫化矿选矿工艺
  • 1.4.1 选择性磨矿与精确化补球理论
  • 1.4.2 电化学调浆工艺
  • 1.4.3 浮选中矿选择性分级再磨新技术
  • 1.4.4 分支浮选新工艺
  • 1.4.5 异步混合浮选新工艺
  • 1.5 浮选中矿选择性分级再磨新技术的发展
  • 1.5.1 技术原理
  • 1.5.2 技术经济指标概况
  • 1.5.3 浮选中矿选择性分级再磨新技术的研究新进展
  • 1.6 文章研究内容、目的及意义
  • 1.6.1 研究内容
  • 1.6.2 研究目的及意义
  • 1.6.3 文章的主要创新点
  • 第2章 试验设备、药剂及方法
  • 2.1 矿样来源与制备
  • 2.2 试验设备与药剂
  • 2.3 MA-1标准曲线的制作
  • 2.4 试验方法
  • 2.5 条件试验判据
  • 第3章 中矿选择性分级再磨新技术磨-浮过程机理研究
  • fmax—Flotation Maximum Diameter)的提出与相关概念'>3.1 最大可浮粒度(Dfmax—Flotation Maximum Diameter)的提出与相关概念
  • fmax)的概念与用途'>3.1.1 最大可浮粒度(Dfmax)的概念与用途
  • fmax值的确定原则与方法'>3.1.2 Dfmax值的确定原则与方法
  • 3.1.3 "粗磨放粗"概念的提出
  • 3.1.4 "精细分级"概念的提出
  • fmax准确分级的闭路磨矿曲线制作'>3.1.5 Dfmax准确分级的闭路磨矿曲线制作
  • fmax、Dfmax准确分级、粗磨放粗与精细分级技术的实际应用'>3.1.6 Dfmax、Dfmax准确分级、粗磨放粗与精细分级技术的实际应用
  • fmax)的确定'>3.2 最大可浮粒度(Dfmax)的确定
  • fmax)测定'>3.2.1 纯矿物最大可浮粒度(Dfmax)测定
  • fmax)确定原理'>3.2.2 实际矿物最大可浮粒度(Dfmax)确定原理
  • fmax)确定试验'>3.2.3 实际矿物最大可浮粒度(Dfmax)确定试验
  • 3.3 实际矿物连续闭路磨矿试验
  • 3.3.1 试验设备与条件
  • 3.3.2 试验条件及流程
  • 3.3.3 试验结果研究
  • 3.4 本章小结
  • 第4章 浮选数学模型及半优先浮选工艺新机理研究
  • 4.1 浮选数学模型研究
  • 4.1.1 实际矿物浮选时间试验
  • 4.1.2 两个浮选数学函数的拟合计算
  • 4.2 浮选模型研究
  • 4.2.1 浮选动力学模型的推导与检验
  • 4.2.2 浮选概率模型的进一步推导
  • 4.2.3 动力学模型与概率模型的比较
  • 4.3 半优先混合分离+中矿再磨浮选工艺的新机理探索
  • 4.3.1 试验工艺设计
  • 4.3.2 机理研究与分析
  • 4.4 本章小结
  • 第5章 中矿选择性分级再磨新技术提高湖北省某铜矿选矿试验研究
  • 5.1 实验室试验
  • 5.1.1 磨矿试验
  • 5.1.2 浮选条件试验
  • 5.1.3 混精再磨分选试验
  • 5.1.4 中矿选择性分级再磨细度试验
  • 5.1.5 闭路浮选流程试验
  • 5.2 工业试验
  • 5.2.1 原流程原药剂情况及试验内容
  • 5.2.2 中矿选择性分级再磨新流程试验
  • 5.3 本章小结
  • 5.3.1 实验室试验小结
  • 5.3.2 工业试验小结
  • 第6章 中矿选择性分级再磨新技术提高湖北省某铜矿选矿试验的机理研究
  • 6.1 工艺矿物学研究
  • 6.1.1 原流程原药剂中矿工艺矿物学研究
  • 6.1.2 新流程新药剂中矿工艺矿物学研究
  • 6.1.3 两种流程中矿工艺矿物学对比研究
  • 6.1.4 新流程新药剂与原流程原药剂对比特点
  • 6.2 中矿选择性分级再磨新技术及新药剂机理研究
  • 6.2.1 拉曼光谱机理研究
  • 6.2.2 红外光谱机理研究
  • 6.3 本章小结
  • 第7章 中矿选择性分级再磨新技术安徽省某铜矿选矿试验研究
  • 7.1 原矿性质与磨矿曲线制作
  • 7.1.1 原矿性质分析
  • 7.1.2 磨矿试验
  • 7.1.3 磨矿产品解离度分析
  • 7.2 浮选条件试验
  • 7.2.1 开路磨矿浮选条件试验
  • 7.2.2 闭路磨矿浮选药剂条件试验
  • 7.2.3 精选和混精再磨分离试验
  • 7.3 闭路浮选试验结果
  • 7.3.1 原流程原药剂制度开路磨矿闭路浮选试验
  • 7.3.2 闭路磨矿原药剂制度浮选试验
  • 7.3.3 半优先"闭路磨矿+中矿再磨"流程原药剂制度浮选试验
  • 7.3.4 半优先"闭路磨矿+中矿再磨"流程新药剂制度浮选试验
  • 7.4 本章小结
  • 第8章 中矿选择性分级再磨新技术提高安徽省某铜矿选矿工艺的关键产品分析
  • 8.1 原流程原药剂制度开路磨矿浮选原、尾筛分化验分析
  • 8.2 闭路磨矿原药剂制度浮选原、尾筛分化验分析
  • 8.3 半优先"闭路磨矿+中矿再磨"流程原药剂浮选原、尾筛分化验分析
  • 8.4 半优先"闭路磨矿+中矿再磨"流程新药剂浮选原、尾筛分化验分析
  • 8.5 本章小结
  • 第9章 结论
  • fmax)及相关概念的提出与研究'>9.1 最大可浮粒度(Dfmax)及相关概念的提出与研究
  • 9.2 数学模型的推导
  • 9.3 工艺机理研究
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录:攻读博士期间发表论文和参加科研情况
  • 相关论文文献

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