
山东鑫海矿业集团股份有限公司(简称“鑫海矿业”)创立于1997年,是一家深耕矿业领域近三十载,以“矿业投资开发”与“矿业全产业链服务”双轮驱动为核心的国际化企业。集团致力于通过矿业全产业链服务(EPC+M+O),为全球客户提供涵盖选矿试验研究、矿山设计、设备制造与配套、采选尾矿库施工、设备安装、矿山建设管理及生产运营的一站式解决方案和全流程服务,助力客户实现矿产资源价值的全面提升。
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单一弱磁选工艺适用于矿物组分单一易选的磁铁矿石,磁铁矿是亚铁磁性物质,具有固有磁矩,磁性较强,通过单一的弱磁选方法选别就能使得铁精矿有较为理想的品位和回收率。
连续磨矿‑弱磁选工艺适用于嵌布粒度较粗,或含铁较高的磁铁矿。许多大、中型磁选厂在嵌布粒度较大时,通常采用一段磨矿弱磁选流程;当嵌布粒度较细时,则采用两段磨矿或多段磨矿弱磁选流程。如果采矿时混入有单体脉石矿物产生,可以通过干式磁选机进行预选。
当磨矿细度较粗时既能分选出品位较低的尾矿,则应采用阶段磨矿‑弱磁选工艺流程。该流程适用于嵌布粒度较细的低品位矿石。主要是利用磁铁矿在粗磨条件下也能被富集,同时又能排出已单体解离脉石的特点,减少下一阶段的磨矿量。
磁铁矿易磨,石英难磨,通常情况下,一部分粒度较粗的连生体和石英会由于磁力作用和机械夹带进入铁精矿,影响精矿质量,通过相应筛孔的细筛对磁铁矿精矿进行筛分,筛下则可获得优质铁精矿。
白钨矿的自然赋存状态复杂多样,成分丰富,且常与含钙的脉石矿物共生。针对不同赋存形态的白钨矿,需采用相应的选矿方法进行处理,目前,白钨矿的选矿技术主要包括重选、磁选、浮选和化学选矿等。
重选是利用矿物密度差异进行分选的方法,对于白钨矿而言,由于其密度较大,重选是一种有效的分选手段。然而,随着矿石粒度的减小,重选效率逐渐降低。
白钨矿通常嵌布粒度较细,要实现单体解离,往往需要将矿石磨至极细粒度。然而白钨矿质地很脆,在磨矿的过程中极易出现过磨的现象。基于这些特性,白钨矿的重选一般不会单独进行,而是经常与其他工艺相结合,比如浮选工艺。在这种联合工艺中,重选主要是承担抛尾任务。
磁选是利用矿物磁性的差异,实现矿物分离的一种选矿方法。根据矿物比磁化系数的大小,可将矿物分为强磁性矿物(如磁铁矿)、弱磁性矿物(如赤铁矿)和非磁性矿物(如白钨矿)。在磁选过程中,磁性矿物会受到磁场力的作用而被吸附在磁选设备的磁极上,随着磁极的转动被带出磁场,成为磁性产品;而非磁性矿物则不受磁场力的影响,留在矿浆中成为非磁性产品。
磁选与浮选的联合使用,可以在预处理阶段去除磁性杂质,提高浮选效率。
浮选工艺是一种基于矿物表面物理化学性质差异的选矿技术。这一工艺在白钨矿的选矿过程中扮演着至关重要的角色。白钨矿的浮选面临的主要挑战之一是如何有效地将其与伴生的脉石矿物分离。
浮选技术,作为矿物加工领域的关键技术,其核心在于通过精确控制选矿药剂的配比与投放,从而实现对矿物表面性质的精准调控,进而实现各类矿物的有效分离。鉴于萤石矿的特定性质及其伴生脉石矿物的种类和含量差异,萤石的浮选过程主要包括正浮选和反浮选两种方式。
以下将对几种主流的萤石矿浮选技术进行概述与分析。
在萤石矿浮选作业中,硫化矿捕收剂的应用尤为关键,其作为前期处理手段,旨在优先去除硫化矿物,为后续浮选作业创造有利条件。在某些情况下,辅以硫化钠的活化作用,以增强去除效果。随后,引入脂肪酸类捕收剂,专门用于萤石的浮选作业。
为了创造适宜的浮选环境,碳酸钠用于调整矿浆的pH值,使其维持在弱碱性状态。此外,水玻璃作为抑制剂在浮选过程中扮演着重要角色。有时,还会结合使用明矾和硫酸铝,旨在减少水玻璃的用量并提高对脉石的抑制效果。通过这一系列处理,利用脂肪酸类捕收剂进行粗选。经过粗选后的精矿还需经过再磨和多次精选,最终获得高品质的萤石精矿。
碳酸盐的成分大多为方解石,考虑到二者在可浮性上的相似性,使得分离较为困难,关键在于采用有效的抑制剂如酸化水玻璃、六偏磷酸钠等进行方解石的抑制。使用频率较高的为酸化水玻璃等,根据实际情况也会对两者或两者进行组合搭配使用。
水玻璃与油酸为重晶石型萤石浮选作业中的重要药剂。水玻璃作为抑制剂,能够有效抑制脉石矿物;而油酸作为捕收剂,则能够选择性地吸附在目标矿物表面,实现矿物的有效分离。在混合浮选过程中,二者协作使得萤石与重晶石得以高效分离,获取高质量的混合精矿。为了进一步分离这两种矿物,采用了以下两种方法:(1)用淀粉或铁离子抑制重晶石,正浮选萤石;(2)用烃基硫酸脂作捕收剂反浮选重晶石,槽内产品为萤石。
黄金矿石赋存形态多样,游离金、伴生金、低品位贫金矿适配选矿工艺差异显著,行业主流提金手段包含重选、浮选、混汞、堆浸四大核心工艺,各类工艺原理、适用矿种、配套设备与环保要求各有不同,下面分别对四种经典黄金选矿技术进行详细介绍。
重选法是一种相对比较古老的黄金选矿技术,其主要是应用金元素的密度与矿石密度相差较大这一原理来进行选矿,因此这一方法的应用效果主要与矿石的密度有关。相较于其他的选矿技术重选法选矿技术的经济性和有效性是比较高的,但是其手段相对比较落后,因此如果与其他选矿技术可以有机融合,这样最终的应用效果才会相对理想。重选法虽然比较古老,但是在近代得到了不断的改革,因此在实际的重选法选矿技术应用过程中,需要应用到较多机械设备,比如溜槽、离心选矿机、摇床、尼尔森等。这些设备可在重选法的不同环节中发挥其不同作用,最终保证重选法应用的效果。
除了重选法之外,在黄金选矿中应用相对比较广泛的一类方法是浮选法,其中泡沫浮选法是比较常见的。泡沫浮选法需要提前对矿石进行磨细处理,使矿物充分单体解离,然后在矿石中加入特制的化学添加剂,并在强烈搅拌下产生大量泡沫,从而保证金颗粒与矿石相互分离,同时选择所运用的化学药剂也是较为关键的,因为后续所需达到的泡沫程度对于最终选矿技术的影响是非常大的。因此在实际操作过程中,相关工作人员一定要选择合适的化学药剂,保证其发挥作用,比如捕收剂,起泡剂和调整剂等的使用。此类方法也需要相应的机械设备来辅助完成,因此对于各类浮选机的选别与应用也是非常关键的。
黄金选矿技术中重选法和浮选法是比较常见的,但是混汞法在其中也占据了非常重要的比例。与其它选矿技术相比较而言这也是一种比较古老的选矿技术,它主要应用在矿石中处于游离状态的黄金提取。这一方法与重选法一样,与其它方法有机融合使用,其应用效果较理想,如果单独使用混汞法的话,其剩余尾矿中黄金仍然可以进行二次提取。但是混汞法中需要使用汞物质,对生态环境会造成一定程度的影响,因此在实际操作中需要采取有效的防护措施,避免对周边环境以及相关工作人员产生毒害。混汞法运用中分为2种方式:①是内混汞法;②是外混汞法。不同的情况应该选用不同的混汞方式,这样才能保证最终的应用效率和质量。
黄金选矿技术的应用过程中黄金选矿的效率和质量保证是一方面,经济效益也是我们必要考虑的一个重要因素。因此内含金量相对贫级的矿物中进行选矿,就需要采用堆浸法来完成相应的操作。堆浸法应用操作相对比较简单,我们只需将矿物按照一定顺序堆置在不透水的浸出垫上,并对相关的矿物进行喷淋或浇灌。其采用的浇灌溶液通常为0.05%的氢化钠浸出液。这样的处理之下,金与氰根进行络合化学反应,形成的络合物随溶液留向对应的储液池,再用活性炭吸附溶液中的金络合物,就可以保证后续提取工作的顺利开展。浸出反应过程中不仅需要注意温度、堆高、喷淋量等因素控制来保证最终的浸出率,还需要注重剧毒物品氰化钠的保管与使用,避免出现污染环境与相关工作人员产生毒害。相较而言,堆浸法是经济效益较好的一种黄金选矿方法。
萤石中的钙和重晶石中的钡,同属碱土金属元素,成矿规律较为相近,因此存在大量的共伴生萤石、重晶石矿石。在诸多选矿方法中,浮选是最为行之有效的分离方法之一。
优先浮选适用于可浮性有显著差别,而且嵌布关系不很密切,在磨矿过程中能较好的实现矿物单体解离的矿石,该方法产出两种以上的浮选产品,具有工艺条件易控制、生产指标良好的并稳定的特点。与混合浮选相比,磨矿费用更高,需要的生产过程长,使用的浮选机和浮选药剂数量相应增加,成本较高。
针对萤石、重晶石矿石,优先浮选最大的缺点在于,无论先浮萤石或者重晶石,再选时都需活化另一种被抑制的矿物,尤其是重晶石,活化效果很差,因此使用优先浮选流程时,需重点兼顾萤石、重晶石的回收率。
混合浮选适用于多种矿物共生关系密切,颗粒较细的矿石,由于混合浮选阶段能抛弃大量脉石,从而使下一步的浮选过程再磨矿、设备台数和药剂费用等方面得到节约。该方法的缺点主要是混合浮选阶段残余的捕收剂和活化剂,可能会影响后续浮选分离的抑制剂吸附,导致精矿产品互含严重,影响品质。
适宜的药剂制度是保证萤石和重晶石分离效果的前提,大量的选矿实践表明,木质素磺酸钠、淀粉、栲胶、铝盐、六偏磷酸钠、铁盐等及相关组合药剂均为重晶石的有效抑制剂。大量的选矿实践表明,木质素磺酸钠、淀粉、栲胶、铝盐、六偏磷酸钠、铁盐等及相关组合药剂均为重晶石的有效抑制剂。萤石的活化剂主要为酸性物质,无机酸、有机酸、强酸弱碱盐类等,具体例如硫酸、草酸、锅盐等,但因为萤石浮选适宜值为5-9,使用时需特别注意其用量。
含铜金矿石中硫化铜、氧化铜矿物极易干扰金氰化浸出流程,大幅降低金回收指标,同时铜资源具备较高回收价值。行业内现已形成多种成熟预处理工艺,涵盖焙烧、加压氧化、微生物氧化、化学氧化、浮选、常压预浸等多条技术路线,各类工艺适用矿型、优缺点差异明显,下面逐一介绍各类工艺核心流程与技术特点。
焙烧—酸浸法是比较成熟的含铜金矿石预处理方法,主要是利用硫酸化焙烧或氧化焙烧将含铜金矿石中的硫化铜矿物转化成硫酸铜或氧化铜等物质,同时使被硫化铜等矿物包裹的金充分暴露,然后用酸浸的方法将焙砂中的氧化铜或硫酸铜转移到浸出液,酸浸后的浸渣再利用氰化法提金。这种方法对矿石具有很强的适应性,且处理速度快,同时酸浸的铜也可以进行综合回收,但是该方法在焙烧过程中常出现“过烧”或“欠烧”现象,同时存在能耗高、污染大的问题。
加压氧化法,即在高压釜中进行,通过高温、高压促进硫化矿物的氧化,破坏硫化物对金的包裹,提高金的浸出率,减小铜矿物对氰化的影响。邱廷省等人采用加压氧化法在处理载金矿物为黄铜矿的含铜金矿石时,发现,含铜金矿石中次生硫化铜矿物先于黄铜矿被氧化浸出,同时载金矿物黄铜矿在加压氧化过程中先是铁从黄铜矿晶格中释放出来从而形成CuS2和CuS,然后CuS2和CuS再被氧化成铜离子和元素硫。而在整个加压过程中金没有变化,仍然留在浸渣中。
微生物氧化法,即利用微生物从多金属的硫化矿原料中去除铜、锌等金属时,需氧的硫杆菌类嗜酸细菌起着十分重要的作用,它们强化了电化学相互作用并使硫化矿物首先氧化成硫,然后再氧化成硫酸盐,且在细菌氧化过程中产生的硫酸、硫化物和二价铁可作为细菌的能源,这一过程将包裹金的铜等金属硫化物氧化为硫酸盐、碱式硫酸盐等溶解,从而暴露出金矿物,铜等金属离子从而得以浸出,浸出渣再用湿法冶金方法回收金。
化学氧化法主要利用强氧化剂如CuCl2和FeCl3对含铜金矿石中的铜元素进行回收,从而减少铜元素对金氰化浸出的影响,并达到综合回收铜资源的目的。该方法具有操作简单、条件温和、设备投入小等优点,但也存在价格昂贵、再生困以及环境污染等缺点。
浮选法,即利用浮选的方法将铜金矿石中的铜矿物和金进行分离,从而降低铜矿物在氰化浸出过程中对金的不利影响,同时综合回收了铜资源,增加了一定的经济效益。但是,该方法对含铜金矿石的适应性较差,仅适用于载金矿物非铜矿物的含铜金矿石,且在浮选过程中容易造成金的损失。