新型微细粒浮选机分选某铜矿的试验研究

曹玉川，黄光耀，2，杨柳毅，刘思为，邓庆湘

（1.长沙矿冶研究院有限责任公司，湖南长沙 410012；2.昆明理工大学，云南昆明 650093）

新型微细粒浮选机分选某铜矿的试验研究

曹玉川1，黄光耀1，2，杨柳毅1，刘思为1，邓庆湘1

（1.长沙矿冶研究院有限责任公司，湖南长沙 410012；2.昆明理工大学，云南昆明 650093）

介绍长沙矿冶研究院新型微细粒浮选机的工作原理及特点，并进行实验室试验研究。结果表明，同传统机械搅拌浮选机相比，粗扫选段，新型微细粒浮选机获得的铜粗精矿品位及总回收率均高于机械搅拌浮选机指标；精选段，新型微细粒浮选机获得了更高富集比的铜精矿，选矿效率超机械搅拌浮选机5个百分点以上，新型微细粒浮选机具有富集比高、精选次数少，能够实现节能降耗的特点，是一种应用前景广泛的细粒浮选设备。

微细粒浮选；CFC浮选机；铜矿；浮选

资源不可再生性和稀缺性，决定了资源的重要性，特别是我国的矿产资源分布特点表现为贫、细、杂的趋势愈加明显［1］，其矿物嵌布特征导致了部分目的矿物必须充分细磨才能有效单体解离，然而微细粒矿物具有质量轻、比表面积大、活化能高、易被氧化等特性，难以有效分选和回收［2，3］。

我国是一个矿物资源消耗大国，每年因为矿物粒度过细无法选别而造成的损失相当惊人［4］，因此，研究开发新一代微细粒浮选机对于提高我国资源的保障水平和综合利用率具有重要意义。

1 CFC高效微细粒浮选机

Crimm Flotation Cell（CFC）系列高效微细粒浮选机（又称为“气穴空化”浮选机）是长沙矿冶研究院独立自主开发的具有知识产权的新一代高效微细粒浮选设备。新设备采用“管流紊态矿化与静态分选”二者的有机结合，布置在下导管内的喷嘴利用矿浆高速流动形成负压区，自吸入空气，矿浆和卷入空气高紊态混合在下导管内形成一定粒径分布的微气泡，矿浆与矿化气泡又在设备的分选区释放，形成一定的压差，导致了溶气析出，又一次产生微气泡，从而有效地增加了气泡与颗粒之间的碰撞概率、黏附概率，实现了微细矿物颗粒的浮选速率常数增加，利用“紊态矿化与静态分选”的有机结合，高效实现了微细矿物颗粒的浮选回收［5］。CFC浮选机具有富集比高，节能降耗，自动控制，操作简单等特点，设备示意图如图1所示［5］。

图1 Crimm Flotation Cell高效微细粒浮选机示意图

2 原矿性质

2.1 试样多元素分析

试样多元素分析结果见表1，由表1可知，试验矿样中可供回收的有价元素主要为铜，含量为0.82%，选矿需要排除的组分主要有SiO2、Fe、MgO等。

表1 试验矿样化学多元素分析

2.2 试样物相分析

试样铜物相分析结果见表2。

铜物相铜含量分布率自由氧化铜0.022 2.68结合氧化铜0.020 2.44次生硫化铜0.038 4.64原生硫化铜0.740 90.24合计0.820 100.00

3 CFC浮选机浮选试验

采用前期试验确定的药剂制度，对CFC浮选机操作参数进行了条件试验。

3.1 吸气量条件试验

按图2所示工艺流程，进行了CFC浮选机吸气量的条件试验，试验结果见表3。

图2 吸气量试验流程图

表3 吸气量试验结果

由表3可知，随着吸气量增加，精矿产率及回收率增加，精矿品位略微下降，损失在尾矿中的铜降低了，当吸气量为0.16 m3／h时，铜精矿品位以及回收率指标较为理想，继续增加吸气量，精矿品位下降，回收率仅上升了0.11%，综合考虑确定吸气量为0.16 m3／h。

3.2 泡沫层厚度条件试验

泡沫层厚度即为浮选机柱体内矿浆液面与浮选机柱顶（泡沫溢出口）之间的高度，泡沫层越厚，意味着浮选时矿浆液面越低。泡沫层越厚，气泡脱离矿浆面，直至溢出需要上升的路径及时间越长，这之间存在泡沫的二次富集过程，因此泡沫层厚，相对来说，精矿品位会越高。

试验流程如图3所示，试验结果见表4。

图3 泡沫层厚度试验流程图

表4 泡沫层厚度试验结果

由表4可知，随着泡沫层厚度的增加，精矿产率降低，精矿回收率也慢慢降低，精矿铜品位则逐渐升高。

当泡沫层厚度为100 mm时，可获得精矿铜品位4.67%，铜回收率86.21%的指标，继续增加泡沫层厚度，精矿品位上升，但是回收率下降较快，泡沫层厚度为130 mm时，精矿回收率79.52%，下降了6.69%，考虑到粗选回收率指标，确定泡沫层厚度为100 mm。

3.3 CFC浮选机全流程开路试验

采用CFC浮选机，针对原矿进行了“一粗二扫一精”全流程开路试验，试验结果见表5。

表5 CFC浮选机全流程开路试验结果%

由表5可知，采用“一粗二扫一精”开路流程，可获得铜精矿铜品位19.12%，回收率73.65%，中矿铜品位0.38%～0.86%，中矿回收率22.99%，尾矿铜品位0.040%，尾矿铜损失率3.36%的指标。

4 CFC浮选机与传统机械搅拌浮选机对比试验

4.1 粗扫选段对比

在相同药剂制度条件下，浮选流程均为“一粗二扫”，工艺流程如图3所示，试验对比结果见表6。

表6 粗扫选段试验对比结果

由表6可以看出，采用“一粗二扫”工艺流程，CFC浮选机可获得含铜4.67%的粗铜精矿，回收率86.21%，中矿铜品位0.38%～0.64%，中矿回收率10.43%，尾矿铜品位0.040%，尾矿铜损失率3.36%的指标；机械搅拌浮选机可获得含铜4.28%的粗铜精矿，回收率86.23%，中矿铜品位0.37%～0.71%，中矿回收率10.13%，尾矿铜品位0.042%，尾矿铜损失率3.64%的指标。

从粗精矿来看，在相当的粗精矿回收率条件下，采用CFC浮选机获得的精矿质量高于机械搅拌浮选机指标0.39%；从尾矿来看，尾矿品位以及尾矿铜损失率均低于机械搅拌浮选机指标。针对该原矿，CFC浮选机粗精矿品位及总回收率均高于机械搅拌浮选机指标。

4.2 精选段对比

为了对比的科学性及准确性，两种浮选设备精选给矿均采用机械搅拌浮选机粗选获得的铜粗精矿（含Cu 4.28%）。工艺流程为一次精选，精选段药剂为CaO 70 g／t，试验对比结果见表7。

表7 精选段试验对比结果

为了对比的科学性及严谨性，引入了选矿效率这一评价参数，该参数的大小表示选矿过程中选矿效果优劣的程度。

选矿效率公式如下：

式中：γ为精矿产率／%；α为给矿品位／%；β为精矿品位／%；βm为矿物的理论品位／%，对黄铜矿为铜品位34.56%。

由表7可知，机械搅拌浮选机一次精选可以从含铜4.28%的铜粗精矿提升至12.12%，作业回收率93.26%；CFC浮选机一次精选可以从含铜4.28%的铜粗精矿提升至15.21%和18.68%，作业回收率分别为90.78%和84.16%。

从选矿效率来看，精选段CFC浮选机选矿效率达到了74.05%和74.45%，而机械搅拌浮选机只有68.86%，选矿效率分别超过机械搅拌浮选机5.19和5.59个百分点。

采用CFC浮选机能够获得更高富集比的铜精矿，减少精选次数，降低生产成本，使生产流程简单化，便于操作管理及节能降耗。

5 结 语

1.针对含铜0.82%的原矿，采用CFC浮选机“一粗二扫一精”开路流程，可获得铜精矿铜品位19.12%，回收率73.65%，中矿铜品位0.38%～0.86%，中矿回收率22.99%，尾矿铜品位0.040%，尾矿铜损失率3.36%的指标。

2.粗扫选阶段对比，从粗精矿来看，在相当的精矿回收率条件下，采用CFC浮选机获得的精矿质量高于机械搅拌浮选机指标0.39%；从尾矿来看，尾矿品位以及尾矿铜损失率均低于机械搅拌浮选机指标，针对该原矿，CFC浮选机粗铜精矿品位及总回收率均高于机械搅拌浮选机指标。

3.精选段对比，机械搅拌浮选机一次精选可以从含铜4.28%的铜粗精矿提升至12.12%，作业回收率93.26%；CFC浮选机一次精选可以从含铜4.28%的铜粗精矿提升至15.21%和18.68%，作业回收率分别为90.78%和84.16%。从选矿效率来看，精选段CFC浮选机选矿效率达到了74.05%和74.45%，而机械搅拌浮选机只有68.86%，选矿效率分别超过机械搅拌浮选机5.19和5.59个百分点。

4.采用CFC浮选机能够获得更高富集比的铜精矿，减少精选次数，降低生产成本，使生产流程简单化，便于操作管理及节能降耗。

［1］ 谢承祥，李厚民，王瑞江，等.中国查明铁矿资源储量的数量、分布及保障程度分析［J］.地球学报，2009，30（3）：387－394.

［2］ 葛英勇，侯静涛，余俊.微细粒矿物浮选技术进展［J］.金属矿山，2010，（12）：90－94.

［3］ 殷武.浮选设备的新进展［J］.现代矿业，2015，（7）：187－189.

［4］ 姚伟，李茂林，崔瑞，等.微细粒矿物的分选技术［J］.现代矿业，2015，（1）：66－69.

［5］ 黄光耀，曹玉川，李希山，等.新型微细粒浮选机与机械搅拌浮选机的对比工业试验研究［J］.有色金属（选矿部分），2012，（2）：64－66.

Experimental Study on Flotation of Some Copper Ore by Using Crimm Flotation Cell

CAO Yu-chuan1，HUANG Guang-yao1，2，YANG Liu-yi1，LIU Si-wei1，DENG Qing-xiang1
（1.Changsha Research Institute of Mining and Metallurgy Co.，Ltd.，Changsha 410012，China；2.Kunming University of Science and Technology，Kunming 650093，China）

The working principle and characteristic of crimm flotation cell were introduced.Experimental results indicated that in comparison withmechanical flotation cell tests obtained higher rough concentrate grade and recovery in the roughing and scavenging stage and higher concentrate grade in the cleaning stage.The mineral processing efficiency raised more than 5%by crimm flotation cell in comparison with mechanical flotation cell.Crimm flotation cell has higher enrichment ratio，savesmore energy.Crimm flotation cellwill bewidely used in fine and ultra-fine flotation.

fine particle flotation；CFC flotation cell；copper ore；flotation

TD456

A

1003－5540（2017）04－0011－04

2017－05－21

省部共建复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室开放课（CNMRCUKF1502）。

曹玉川（1987－），男，工程师，主要从事微细粒浮选工艺技术与设备研究工作。