《氧化矿钙、镁控制方案》试验及考察报告修改版

1、氧化矿钙、镁控制方案试验及考察报告云南驰宏锌锗股份有限公司会泽分公司采选厂2010年9月15 / 15文档可自由编辑打印会泽矿山厂1#矿体氧化矿进入深部采矿后，矿体规模逐渐变小、变薄，采矿过程中废石隔离工作量大，废石混入率高，导致氧化矿（共生矿）产品中钙、镁含量超标，使冶炼辅料及其它成本投入增加。为提高氧化矿产品质量，自2010年年初开始，会泽采选厂编制了氧化矿钙镁控制方案并进行了多次讨论审查，该方案的思路分两部分：一是井下采矿过程的废石隔离；二是采出的矿石在地表进行分选。本报告围绕氧化矿钙镁控制方案中提出的地表选矿方法思路，进行了初步选矿实验、选矿设备设施的考察等情况，进行了汇总分析。1#矿

2、体现存氧化矿约为15万吨，按现有的生产能力方案的实施可以有效服务氧化矿选矿23年，并且可以用本方案的方法处理现冶炼厂堆存的20万吨氧化矿。一、氧化矿钙镁控制方案的目标及思路（一）产品质量目标表1：分公司要求产品指标序号矿石类型技术质量指标CaOMgOSPbZn粒度1氧化矿共生矿8% 4% 4% 10.33 %13.99% 5mm 2氧化矿富锌矿8%4%4% 20%5mm 3矿化白云岩 （冶炼辅料）30%9% 1% 2% 粗粒30mm80 m 细粒 10mm （二）方案主体思路1、根据现场实际，方案的前提是不采用浮选或液体介质参与的重选，所以本方案主要考虑干式选矿方法。2、在地表以充分利用现有设

3、备、设施为总体原则。3、新增加设备提高生产机械化和自动化程度，降低劳动强度，提高综合效益。二、原矿性质（一）矿石构造氧化矿石中氧化程度高 （铅、锌氧化率高达 75%以上 ）的土状矿石， 矿石构造差别较大，有土状半土状构造、骨架状构造、皮壳状构造、蜂窝状构造和钟乳状构造，但以土状半土状构造为主。土状半土状构造：是高氧化率的铅锌矿石中最主要的矿石构造。铅锌氧化矿物呈赭黄色、浅黄色、褐色、暗红褐色成土状、半土状分布于白云岩中。（二）氧化矿石矿物特征氧化矿石的矿物组成较复杂，铅矿物主要为白铅矿（占1.73%），其次为方铅矿（占0.60 %），还有铅黄、铅矾、灰硫砷铅矿、灰硫锑铅矿等；锌矿物主要为菱锌矿

4、、异极矿、硅锌矿（占39.14%），其次为闪锌矿（占 1.78%），还有少量红锌矿；铁矿物主要为褐铁矿、黄钾铁钒、赤铁矿（占 13.66%）。其它金属矿物还有黄铁矿、白铁矿、毒砂、自然锑等。脉石矿物主要有白云石、方解石（占38.61%），其次有绢云母、白云母、粘土矿物、石英等。1、白铅矿、方铅矿：白铅矿是最主要的氧化铅矿物，粒度主要为 0.833 0.141毫米；方铅矿的粒度多为0.5890.02毫米。白铅矿、方铅矿主要为不规则状产出。白铅矿与方铅矿关系密切，方铅矿常被白铅矿交代形成镶边结构和交代残余结构，或呈星点状浸染分布于白铅矿中，此时方铅矿粒度很细。有时白铅矿呈方铅矿假象。白铅矿、方铅矿

5、和菱锌矿、黄铁矿、褐铁矿关系也较为密切，有时也共生在一起。2、菱锌矿、异极矿、闪锌矿：菱锌矿、异极矿是最主要的锌氧化矿物，粒度比白铅矿粗，但不均匀，主要为0.147粒级。闪锌矿的粒度一般为 0.0200.417毫米。菱锌矿主要呈不规则状嵌布于脉石矿物中，常呈同心环状结构、异极矿呈板状、放射状产出；闪锌矿主要呈不规则状产出 。菱锌矿、异极矿与闪锌矿关系密切，常紧密共生。在菱锌矿中常可见闪锌矿残留体，有时菱锌矿沿闪锌矿边缘或裂隙交带闪锌矿形成较复杂的镶嵌关系。菱锌矿集合体中常可见板状异极矿晶体。3、褐铁矿：褐铁矿在氧化矿石中十分常见，粒度一般为0.01170.176 毫米，最大为 0.294 毫米

6、。褐铁矿主要呈不规则状嵌布在脉石矿物中，多具蜂窝状、环带状结构。褐铁矿与赤铁矿、黄钾铁钒关系较密切，紧密共生在一起。由于氧化作用，黄铁矿常氧化成褐铁矿，在褐铁矿中常见黄铁矿残留体，褐铁矿有时呈黄铁矿假像，常具环带结构。三、实验工作为了证实氧化矿钙镁控制方案实施的可行性，根据选矿工艺的需要进行大量的实验。（一）氧化矿密度测定首先对1#矿体氧化矿进行取样，在选矿车间实验室进行分析。采用溶液浸泡的称量方式对原矿性质进行测量，具体实验结果见下表：表2：原矿指标数据物料密度 t/m3莫氏硬度氧化矿3.03.462.5钙、镁废石2.3134硫化矿4.04.234表2中氧化矿及钙、镁废石比重差距并不显著，与

7、硫化矿的比重差距也仅在1以内，因此可以初步判定通过重选方法分离比较困难。氧化矿与钙镁及硫化矿的硬度差在1.5以下，利用矿石间的硬度差进行分离也比较困难。由于氧化铅锌矿的选矿是一个比较难的课题，咨询了一些科研单位和矿山，国内外没有一家运用比较成功的范例，也没有成熟的工艺，结合我单位的实际设计了一下方法进行试验：（二）氧化矿脱硫试验思路:利用硫化矿与氧化矿之间的不同物理性质来进行分离,方法主要有风选、重选、磁选等，由于氧化铅锌矿不具备磁性而且性质较复杂，确定采用重选工艺进行氧化矿脱硫。根据现有的实验条件，主要进行了旋流器风选实验和干法摇床实验。1、旋流器风选实验旋流器风选工艺的基本原理是：首先把矿

8、石物料破碎到小于3mm的进料粒级，然后利用高压风把矿物给到旋流器中，物料在旋流器内做离心运动，由于物料间密度存在差异，迫使密度较轻的物料沿内旋流从溢流口溢出，密度大的物料沿外旋流从排砂口排出。（旋流分选实验报告见附件一）图1：旋流器工作原理示意图结论：利用旋流器风选方法分离氧化矿和硫化矿没有明显的分离效果，此方法不适合氧硫混合矿脱硫。2、摇床实验摇床选矿的主要工作原理是：在倾斜宽阔的床面上，借助床面的不对称往复运动和薄层斜面水流的作用，进行矿石分选的一种设备。水使质量较轻的矿物悬浮，通过机械振动和水的冲击使重量不同的物质分开，实现重选的目的。图2：摇床工作示意图根据方案中不采用水参与选矿的原则

9、，所以本实验去掉摇床的给水槽，直接把物料放到床面上，通过机械往复振动进行选矿。由于缺少水介质，床面上的物料只受到摇床往复的振动力，导致摇床中5%大块的矿物从轻矿区的尾矿端滚落，而95%的矿物沿着床面上的溜槽从重矿区精矿端排出。没有实现氧硫分离，因此此实验不成功。结论：利用干式摇床重选的方式来分离氧化矿和硫化矿的方法行不通。（三）氧化矿钙镁分选设备考察及实验研究结合多年来现场破碎筛分分选氧化矿中钙镁的实践经验，课题小组提出了利用矿石与钙镁之间的硬度差这一物理性质，采用特殊设备进行破碎，实现矿石被破碎，钙镁不被破碎后筛分分离钙镁这一思路。氧化矿石的莫氏硬度一般在2.5左，右钙、镁废石莫氏硬度在4左

10、右，这思路的关键之处就是找到一种设备，实现低硬度的矿石被破碎，高硬度的钙镁不被破碎而能够通过，既要把氧化矿破碎过筛，又要保证钙镁废石不被破碎。通过查阅资料发现一种辊式压碎机似乎能满足上述分级破碎的要求（见图3）。按介绍辊式压碎机用途：可广泛用于水泥、冶金、化工、电力、煤炭等行业，对脆性和韧性的物料进行加工。图3：辊式压碎机工作示意图（辊式压碎机工艺原理：当有不能破碎的物料通过轧辊间隙时，轧辊所受的压力增长，迫使弹簧压缩，于是活动轧棍就离开其原来的位置，使轧辊间隙扩大，这样不能破碎的物料就能通过。） 但目前国内没有任何矿山企业应用此设备进行选矿生产。围了对辊式压碎机的性能进一步了解，选择了两个生

11、产厂家对其进行了考察，考察的情况如下。、设备考察情况1）对上海远华路桥机械有限公司的考察对该公司的整个生产流程进行了全面的了解。通过考察分析发现，其现有的双辊压碎机不能满足我厂矿石分级破碎要求。通过与该公司技术部门讨论，该公司认为把原双辊压碎机的弹簧保护改为液压保护，理论上可以实现我方要求。2）对郑州市永华机械制造有限公司的考察在郑州市永华机械制造有限公司的考察过程中，通过与其技术人员沟通，结合我方的矿石性质和要求，提出了相关的设备改造意见，经讨论后的思路是：用反击式破碎机对原矿进行粗分，对粗选产品进行检验，若能满足我方矿石产品质量要求就无需其它设备；若反击细碎后还不能满足产品质量要求，再增加

12、双辊压碎机进行分级破碎，把双辊压碎机进料端及滚筒进行适当的改造，利用其设备研磨加矿石间自磨的性质进行分级破碎后筛分。3）考察结论及建议通过对上海远华路桥机械有限公司、郑州市永华机械制造有限公司两家公司的考察，通过考察小组讨论后认为： 上海远华路桥机械有限公司原双辊压碎机的弹簧保护改为液压保护，由于液压保护在双辊压碎机工作时，其灵敏度不能满足矿石瞬间破碎要求，同时光滑滚筒面不能满足分级破碎要求，技术不成熟。(辊压碎机设备单价为19.2万元/台，初加工的颚式破碎机9.6万元/台。) 按照厂家介绍，郑州市永华机械制造有限公司反击式破碎机能满足根据矿石硬度进行分级破碎的要求，同时其双辊压碎机滚筒面经过

13、改造后能达到设备研磨加矿石间自磨的功能，有利于矿石分级破碎。（反击细碎设备8万元/台，双辊压碎机5万元/台。）考察小组认为：郑州市永华机械制造有限公司生产的设备较适合我方氧化矿钙、镁控制生产要求，建议继续深入做工作。因此进行了破碎分选实验。2、破碎分选实验1）通过和郑州市永华机械制造有限公司技术人员联系沟通，我方邮寄了100 kg矿石样品至该厂家，由厂家进行破碎分选实验。共做了四组实验，结果如下：实验一：将原矿投入反击细碎机，破碎后过筛分：03mm分离出筛上物的脉石含量45%。07mm分离出筛上物的脉石含量30%。实验二：将原矿投入高效细碎机，破碎后过筛分03mm分离出筛上物的脉石含量40%。

14、实验三：把实验一、实验二中的筛上物给入双辊破碎机进行破碎，过筛后筛上物脉石含量为40%。实验四：原矿经破碎，破碎后过010mm筛分，筛上物全进入悬辊碾压机，过筛后脉石含量为42%。（但产量较低，每小时处理6吨矿物）2）由于厂家提供的初步实验数据不够，难以对实验结果进行深入分析，无法判断实验结果好坏，因此提出由我方人员亲自取样到厂家进行现场破碎分选实验。本次实验用样品重120kg，其中氧化矿含量占40%、钙镁废石占60%。本次实验做了两组，实验结果如下： 试验一：利用反击破碎机来破碎矿石样品取60kg样品进反击破碎机，破碎后的物料通过筛分，最终得到筛上物料24kg，占总量40%，其中钙含量为：2

15、0.65%、镁含量为：3.73%；筛下物料36kg，占总量的60%，其中钙含量为13.21%、镁含量为4.63%。通过试验发现，在破碎矿石样品过程中，反击破碎机的转动速度控制在较低的程度破碎效果相对较好。 实验二：利用悬辊压碎机破碎矿石样品悬辊压碎机工作原理：悬辊压碎机主机内，磨辊吊架上紧固有高压弹簧。开始工作后，磨辊围绕主轴旋转，并在高压弹簧与离心力的作用下，紧贴磨环滚动。 当被磨物料进入磨腔后，由铲刀铲起送入磨辊与磨环之间进行碾压。 当磨辊与磨环达到一定磨损后，调整高压弹簧长度，保持磨辊与磨环之间恒定碾压力，保证被碾压的矿石堆积510cm的厚度。从而保证稳定的产量与细度。取60kg样品进悬

16、辊压碎机，破碎后的物料通过筛分，最终得到筛上物料为18kg，占总量的30%，其中钙含量为20.24%、镁含量为3.83%；筛下物料为42kg，占总量的70%，筛下物料没有进行化学分析。（辊式压碎机筛下物料见图4） 图4：氧化矿压碎筛下物料 实验样品化学分析结果表3：氧化矿实验数据指标样品名称重量（kg）所占比例（%）品 质PbZnCaOMgOS（）（）（）（）（）辊式破碎筛上物料18302.9018.0520.243.831.85反击细碎筛下物料24409.0312.3813.214.632.67反击细碎筛上物料36601.9919.3620.653.731.95从表3可以看出，筛上物料中锌的

17、含量较高，有相当一部分的氧化锌仍然在筛上中没有很好的进行分离。并且反击细碎筛下中的废石含量钙为13.21%、镁为4.63%，含量仍然较高。此外，本实验中的破碎需要利用矿物间的自磨，由于用于实验的样品较少，不能够形成一定厚度的磨矿带，导致矿石的过粉碎现象比较严重。同时破碎后的筛上物料不够返回再磨作业，影响了最终的分离效果。3、考察及实验结果分析从表3看出，筛下物料（精矿）钙含量为13.21%镁含量4.63%，未达筛下物料钙8%、镁4%的预期目标。在实验过程中发现，筛上物料中的矿石呈颗粒状，其中氧化矿的物理性质与钙镁废石比较接近，很难再利用破碎筛分的方式进行区分。采用反击破碎其筛上物料（尾矿）中含

18、锌19.36%，采用悬辊压碎其筛上物料（尾矿）中含锌18.05%，筛上物料中金属品位远高于公司对氧化矿废石质量的要求（氧化矿废石中金属量3%），不能丢弃。（实验筛上物料见图5）图5：氧化矿压碎筛上物料四、结论及建议（一）结论综上所述，通过到厂家考察及现场选矿实验结果证明，应用辊式压碎设备进行氧化矿分级破碎分选，其产品无法达到公司产品质量目标，分选后的所谓尾矿无法丢弃，所采取的工艺及设备不成熟，所以不建议采用。（二）建议结合现场实际，对提升氧化矿产品质量有以下建议：1、采用人工手选的方法来进行氧化矿的选矿。其工艺原理就是利用人工手选的方式对矿物进行分选。在原有的筛选生产工序基础上，通过适当的增加

19、辅助设备，设置几条输送速度相对较慢的手选皮带，通过人工手选进行矿物分选。（手选方案见附件二）2、鉴于氧化矿除钙镁试验中存在有矿样代表性差、样品量少等不确定因素的存在，建议购买一套破碎设备进行更深入的分级破碎实验。3、由于氧化矿中钙镁分选研究项目没有实际生产的工艺及设备可借鉴，建议与相关科研机构合作，进行深入研究。云南驰宏锌锗股份有限公司会泽采选厂二一年九月十三日附件一氧硫混合矿旋流器风选实验报告一、实验目的利用风机和旋流器组合成一套设备来验证用风机旋流器分离氧硫混合矿的分选效果。二、实验前准备1、样品制备：取干燥的氧硫混合矿200公斤；2、所需设备：风机一台、500、350、50三种型号的旋流

20、器各一台、检修及改造设备；3、实验场地：起点站筛分场地雨棚下，井下检修室。三、实验步骤1、在起点站筛分场地把风机与旋流器组装在一起；2、把样品破碎，利用风机调试出合理的给矿粒度；3、利用风机把矿物给到旋流器中，旋流器的摆放姿态从直立到水平； 4、通过调节风机压力与旋流器摆放姿态进行正交实验。 5、观察实验现象，总结实验结果四、实验要注意的事项1、保证样品的干燥；2、确保改造风机、旋流器各焊接点密闭； 3、保证样品进入实验设备时能做离心运动；五、实验结果 本次实验共选择500、350、50三种型号的旋流器进行旋流器风选实验，实验过程中通过不断调整给风的压力及旋流器的安装形态来进行正交实验，无论采

21、用什么方法，氧化矿都是从旋流器的沉砂口排出，只是在采用350旋流器平放进行实验时，有3%矿粒从溢流口排出，但97%矿物还是从沉砂口排出，因此这种现象对整个氧硫混合矿分选实验结果的意义不大。从实验的结果得出结论，利用旋流器风选方法分析氧硫混合矿没有明显的分离效果，所以此方法不适合此氧硫混合矿脱硫方案。附件二手选方案一 手选工艺概述1、生产工艺原理其工艺原理就是利用人工手选的方式对矿物进行分选。在原有的筛选工序生产基础上，通过适当的增加辅助设备，在皮带运输机上增设人工手选岗位进行分选。2、工艺流程图图1:工艺流程图3、流程说明具体的实施过程是：各类矿石通过翻罐放入指定的矿仓。第一步：在给入矿仓前设置隔筛筛网尺寸为150mm×150mm，然后再对隔出的大块矿石进行人工筛选，选出其中的有用矿物，通过破碎后进入氧化矿堆点；第二步：通过安装在矿仓下的振动给料机，把矿仓中的矿物由皮带运输机进入振动筛，对矿物进行筛分筛上物进入手选皮带；第三步：降低手选皮带运输机的运转速度并且在皮带运输机旁设置两个皮带手选工对矿物进行手选，选出其中的废石及硫化矿物并指定专门的地点进行堆放，通过手选