双能量X射线透射预选用于广西某低品位铅锌矿的试验研究

崔丽娜 彭雪清

(长沙有色冶金设计研究院有限公司，湖南 长沙 410007)

0 引言

近年来，全球矿山均面临着矿石资源日益贫化的问题，厚大、易采矿体越来越少，薄矿体、难采矿体越来越多，不仅采矿难度大，而且矿石品位低，增加了选矿能耗和药剂消耗等，导致生产成本极高[1]。若能在矿石碎磨前，预先抛掉粗粒级的尾矿或废石，将降低后续运输、磨矿及选别作业成本，减少环境污染，提高企业经济效益和竞争力。为此，国内外学者和工程技术人员一直致力于矿石预选技术与设备的研究。

矿石拣选技术因节能降耗效果显著，得到国内外大量的研究投入，使得该技术得到快速发展与应用[2-4]。拣选技术是根据矿石中不同组成成分所反映的易被检测的物理特性(光性、放射性、磁性及电性等)的差异，通过对矿石的逐一检测和鉴别，依靠一定外力将矿石或废石分离出来的一种物理分选方法。双能量X射线透射(DE-XRT)拣选技术是目前最先进的传感预选技术。X射线检穿透矿石时会被吸收，吸收情况主要由矿石元素的原子序数、密度和厚度决定。双能量X射线投射技术(DE-XRT)可利用两种波长或能量的X射线消除矿石厚度对检测的影响，通过分析物料密度获得被检测矿石元素的原子序数[1]。与其它分选技术相比，双能量X射线投射技术不受物料水分波动、表面污染、物料形状或尺寸等因素的影响，提高了检测的准确性和分选效率[5]，更适合于分选宽粒级物料。

1 矿石性质

试样来自广西某铅锌矿，矿石的多元素化学分析结果见表1，主要矿物组成分析结果见表2～4。

表1 矿石多元素化学分析结果(质量分数) %

表2 矿石中硫的化学物相分析结果(质量分数) %

表3 矿石中铅的化学物相分析结果(质量分数) %

表4 矿石中锌的化学物相分析结果(质量分数) %

由表1可知，矿石中主要有价元素Pb和Zn的含量分别为0.65%和2.43%，达到了工业开发利用的标准。由表2～4可知，矿石中硫主要以硫化物形式存在，分布率达到92.66%，其次以硫酸盐形式存在。矿石中铅的主要存在形式为方铅矿，分布率为53.06%，其次为白铅矿，分布率为36.73%，以硫酸盐形式存在的铅占比为9.39%。矿石中锌则主要以硫化物形式存在，分布率为93.62%，氧化矿中锌仅为5.94%。

2 选矿试验

2.1 试验设备

试验采用双能量X射线透射技术(DE-XRT)和3D激光技术等相结合的传感拣选机，型号为KSS LXT 100智能传感拣选机，见图1。设备性能为工作宽度1～2 m，给料粒度10～150 mm、生产能力200 t/h、扫描频率2 500线/秒。数据输送PLC进行分析得到图像，每秒可处理10 000个矿粒。

拣选机的工作程序为：矿石呈单颗粒通过检测区，传感器收集矿石的各种物理特征参数数据，计算机进行数据处理后，再控制高压气阀对矿石进行喷吹分离。

图1 KSS LXT 100智能传感拣选机示意

2.2 试样的制备

为保证拣选机应用的有效性，同时结合生产中通常二段破碎粒度100 mm以下、三段破碎粒度10 mm以上的实际情况，选取合适的粗粒粒级进行试验。先将矿石破碎到-60 mm以下，进行筛分，选取15～60 mm的矿样用于粗粒分选。原矿、-15 mm矿样、15～60 mm矿样中铅、锌粒级的分析结果如表5所示。

表5 各粒级试样分析结果(质量分数) %

由表5可知，破碎后的-15 mm、15～60 mm两种粒级矿样中的Pb、Zn元素分布相对较为均匀，没有明显的富集趋势。

2.3 拣选试验

试验时，针对15～60 mm的矿样进行三段抛废，每段的产品进入下段进行抛废，最后一段产品即为最终精矿产品。试验工艺流程见图2，试验结果见表6。

图2 拣选试验工艺流程

表6 拣选试验结果(质量分数) %

由表6可知，采用KSS LXT 100智能传感拣选机对15～60 mm粒级铅锌矿试样进行预先抛废后，获得的精矿产率为52.73%，Pb和Zn的品位分别为1.06%和3.97%，Pb和Zn的回收率分别为86.00%和86.15%。从原矿计算综合抛废率为34.05%，Pb和Zn的损失率分别为2.41%和1.61%，试验指标良好。

3 结语

1)试验研究的铅锌矿属于低品位铅锌矿，达到了工业生产标准，但生产利润空间小。

2)KSS LXT 100智能传感拣选机对15～60 mm粒级的铅锌矿分选效果较好，综合抛废率可达34.23%，Pb和Zn的损失率仅为2.09%和1.61%，试验指标良好。

3)经过KSS LXT 100智能传感拣选机预选后，该矿石可以大幅抛弃废矿，减少选厂破碎、磨矿及后续选别的的处理量，提高选矿的入选品位，降低选厂成本，提高选厂经济效益，具有良好的工业实施意义。