試驗研究方法結(jié)課論文

1、試 驗 研 究 方 法結(jié) 課 論 文 研究對象：有色金屬礦之銅礦 專業(yè)班級：礦 加 1102 班 姓 名： 學 號： 任課老師：路 陽 日 期：2014年5月24日 目錄 摘要-1 一、引言-2 二、礦石性質(zhì)-2 2.1 物相分析2 2.2 粒度組成2 2.3 分選手段2 三、制定試驗方案-3 3.1 試驗規(guī)模3 3.2 樣品采集3 3.3 試驗設(shè)計方法3 3.4 數(shù)據(jù)分析4 3.5誤差分析4 3.6 精度判斷5 3.7 試驗數(shù)據(jù)的表示方法5 四、硫化銅礦浮選試驗設(shè)計-5 4.1試驗?zāi)康? 4.2浮選基本原理6 4.3影響浮選過程的因素6 4.4試樣、藥劑及設(shè)備9 4.5試驗流程.9 4.6試

2、驗步驟.12 五、小結(jié)-13 六、參考文獻-14 摘要 廣西橫縣某銅礦是典型的硫化礦型，主要有用組分為黃銅礦、輝銅礦等，礦物組成簡單。筆者在文中論述了在傳統(tǒng)選礦工藝流程的基礎(chǔ)上，根據(jù)硫化銅礦的礦石性質(zhì)和粒度特性等調(diào)整磨浮工藝，以提高銅的精礦品位及回收率。運用試驗研究方法中的基礎(chǔ)知識如誤差分析、正交試驗等，探究浮選過程中浮選藥劑的最佳配比。關(guān)鍵詞：硫化銅礦、選礦試驗、浮選藥劑、粗選掃選、正交試驗一、引言 我國是一個銅金屬緊缺國家，根據(jù)對礦產(chǎn)資源的預測和目前的開發(fā)速度，到2020年，銅礦資源將嚴重短缺。我國銅金屬保有儲量雖然有6000多萬噸，但富礦少、貧礦多、礦石品位偏低，硫化銅礦資源越來越少，高

3、效利用已成當務(wù)之急。在硫化銅礦石中，除硫化銅礦物和脈石以外，或多或少都含有硫化鐵礦物（黃鐵礦、磁黃鐵礦、砷黃鐵礦等），硫化銅與脈石礦物分離比較容易，但與硫化鐵礦物的分離較難，因而硫化銅礦石浮選的重點是銅硫分離。為了尋求更高效更經(jīng)濟的銅礦處理方法，開展硫化銅礦石的選礦試驗研究具有十分重要的意義。二、礦石性質(zhì)2.1物相分析礦石中主要由黃銅礦、輝銅礦、黃鐵礦等金屬礦物及石英、絹云母及水云母、白云石等脈石礦物組成。2.2粒度組成黃銅礦的嵌布粒度較粗，一般在 0.41.2 mm，；黃鐵礦呈淺黃銅色，粒度在0.040.1 mm，與黃銅礦一起混雜嵌布于熱液石英粒間或穿插于石英粒間。礦石為原生硫化礦石，礦物組

4、成簡單，無其他可綜合回收的組分。2.3分選手段處理硫化銅礦石的分選手段多種多樣，概括起來有優(yōu)先浮選、混合浮選、等可浮、部分優(yōu)選混合浮選、快速浮選、分步優(yōu)先浮選、部分混合浮選、異步混合浮選等，不同的礦石性質(zhì)需采用與之相適應(yīng)的分選手段。研究表明，在浮選過程中，充分利用硫化銅礦物之間的解理特性和可浮性差異，將可浮性好或已單體解離的礦物采用合理的選礦手段（如部分優(yōu)先浮選、快速浮選、分步優(yōu)先浮選、異步混合浮選等），優(yōu)先將其及時浮出先行早收，這樣就可避免這部分礦物過磨或表面受到污染，達到改善銅硫分離效果，提高選礦指標的目的。三、制定試驗方案3.1試驗規(guī)模 此兩次試驗規(guī)模皆為小型試驗，礦物產(chǎn)品品種少，設(shè)計劃

5、為小型實驗室試驗可滿足各操作環(huán)節(jié)的準確性要求。3.2樣品采集 采樣是指按規(guī)定方法從被研究對象的大批物料中采集出少量具有代表性試樣的過程。樣品的代表性是指所采集的部分試樣與所研究的對象（原始物料）在整體性質(zhì)上的一致性，也就是指試樣的某一特征指標的測定值與該研究對象特征指標真實值相符合的程度。就礦石樣品而言，具有代表性的樣品就是指所采集的式樣的性質(zhì)能夠代表該礦石的整體性質(zhì)。3.3試驗設(shè)計方法 試驗設(shè)計方法是指以概率論與數(shù)理統(tǒng)計為理論基礎(chǔ)，為獲得可靠試驗結(jié)果和有用信息，科學的安排試驗的方法或途徑。進行試驗設(shè)計方法的選擇時，通常關(guān)心三個方面的因素：一是試驗全面性問題；二是試驗可靠性問題；三是試驗精度問

6、題。這兩個試驗都用了正交試驗法，只是考慮的因素、水平個數(shù)不同。正交試驗法就是利用排列整齊的表 -正交表來對試驗進行整體設(shè)計、綜合比較、統(tǒng)計分析，實現(xiàn)通過少數(shù)的實驗次數(shù)找到較好的生產(chǎn)條件，以達到最高生產(chǎn)工藝效果。正交表能夠在因素變化范圍內(nèi)均衡抽樣，使每次試驗都具有較強的代表性，由于正交表具備均衡分散的特點，保證了全面實驗的某些要求，這些試驗往往能夠較好或更好的達到實驗的目的。正交實驗設(shè)計包括兩部分內(nèi)容：第一，是怎樣安排實驗；第二，是怎樣分析實驗結(jié)果。3.4數(shù)據(jù)分析 試驗數(shù)據(jù)分析通常是建立在數(shù)理統(tǒng)計的基礎(chǔ)之上。常用的試驗數(shù)據(jù)分析方法主要有直觀分析方法、方差分析方法、因素指標關(guān)系趨勢圖分析方法、回歸

7、分析方法幾種。單因素試驗的方差分析分兩步完成：第一步計算離差平方和；第二步列出方差分析表。此兩次試驗皆使用方差分析方法。3.5誤差分析 誤差分析是對原始數(shù)據(jù)的可靠性進行客觀的評定誤差即試驗中獲得的試驗值與它的客觀真實值在數(shù)值上的不一致試驗結(jié)果都具有誤差，誤差自始至終存在于一切科學實驗過程中。 誤差的特點：（1）具有統(tǒng)計規(guī)律。（2）具有對稱性，即絕對值相等的正誤差與負誤差出現(xiàn)的次數(shù)相等。（3）具有單峰性，即絕對值小的誤差比絕對值大的誤差出現(xiàn)的次數(shù)多。（4）具有有界性，即在一定的試驗條件下，隨機誤差的絕對值不會超過一定界限。（5）具有抵償性，即隨著試驗次數(shù)的增加，隨機誤差的算術(shù)平均值趨向于零。此次

8、試驗為等精度試驗，誤差分析可采用算術(shù)平均值法。3.6精度判斷 精度反映了隨機誤差大小的程度?？梢酝ㄟ^增加試驗次數(shù)而達到提高數(shù)據(jù)精密度的目的 。試驗數(shù)據(jù)的精密度是建立在數(shù)據(jù)用途基礎(chǔ)之上的。 試驗過程足夠精密，則只需少量幾次試驗就能滿足要求 。精密度的判斷方法有（1）極差法：極差越小，精密度越高（2）標準差法：標準差越小，精密度越高（3）方差法：方差越小，精密度越高。這里采用標準差法計算試驗數(shù)據(jù)精密度。3.7試驗數(shù)據(jù)的表示法 試驗數(shù)據(jù)表分為兩大類：（1）試驗數(shù)據(jù)記錄表記錄和試驗數(shù)據(jù)初步整理，包括：原始數(shù)據(jù)、中間數(shù)據(jù)和最終計算結(jié)果；（2）試驗結(jié)果表示表表達變量之間的依從關(guān)系。記錄表突出原始數(shù)據(jù)，結(jié)果

9、表突出試驗結(jié)果。試驗數(shù)據(jù)不多時，兩類表合二為一，不加區(qū)別。該試驗采用列表表示方法。 四、硫化銅礦浮選試驗設(shè)計 4.1實驗?zāi)康?、了解硫化銅礦浮選機理，認識浮選藥劑及其作用；2、利用試驗研究方法基礎(chǔ)知識，探究最佳藥劑配比；3、熟悉浮選試驗操作過程；4、掌握礦石浮選實驗結(jié)果的處理方法。4.2浮選基本原理浮選是利用礦物表面物理化學性質(zhì)的差異來分選礦物的選礦方法，它的特點是有用礦物選擇性地附著在礦漿中的空氣泡上，并隨之上浮到礦漿表面，達到有用礦物與脈石的分離。不同的礦物表面具有不同的潤濕性，亦即疏水性和親水性，容易被水潤濕的礦物稱為親水性礦物，不容易被水潤濕的礦物稱為疏水性礦物。親水性礦物與水分子間有

10、較強的親合力，礦物表面形成一層穩(wěn)定的水化膜，使礦物難以附在氣泡上，礦物可浮性差；疏水性礦物與水分子間的作用力弱，表面不能形成穩(wěn)定的水化膜,當?shù)V粒與氣泡碰撞接觸時,很容易排開這層不穩(wěn)定的水化膜而發(fā)生附著，所以疏水性礦物可浮性好。礦物表面健能、吸附性、表面電性、表面不均勻性都會影響礦物的親水、疏水程度。礦物表面潤濕性可以通過藥劑調(diào)節(jié)和控制。在浮選過程中，正確地選擇，使用浮選藥劑是調(diào)整礦物可浮性的主要手段。4.3影響浮選過程的因素4.3.1磨礦細度適宜的磨礦細度是浮選獲得良好指標的前提。通過磨礦一方面使有用礦物基本上達到單體解離，另一方面使入選粒度符合浮選需求。對金屬礦物適宜的浮選入選程度一般為0.

11、010.25mm。4.3.2礦漿PH值礦漿PH值能夠影響礦物表面性質(zhì)和藥劑的作用。任何一種礦物的浮選，在一定的浮選條件下，存在著一個比較適宜的PH值，只有在適宜的PH值的條件下，才能取得較好的指標。4.3.3礦漿濃度礦漿濃度是影響浮選指標的主要因素之一。浮選過程中，礦漿濃度很稀，回收率較低，但精礦質(zhì)量較高。隨著礦漿濃度的增高，回收率也增高。當濃度到適宜程度時，再增高濃度，回收率反而下降。此外，浮選礦漿濃度對于浮選機的充氣量、浮選藥劑的消耗、處理能力及浮選時間，都有直接影響。4.3.4藥劑制度浮選過程中加入藥劑的種類和數(shù)量、加藥地點和加藥方式統(tǒng)稱為藥劑制度，也稱藥方。它對浮選指標有重大影響。藥劑

12、的種類和數(shù)量，是通過礦石可選性試驗確定的。但在生產(chǎn)實踐中，還要對加藥數(shù)量、加藥地點與加藥方式不斷地修正與改進。在一定的范圍內(nèi)，增加捕收劑與起泡劑的用量，可以提高浮選速度和改善浮選指標。但是，用量過大也會造成浮選過程的惡化。同樣，抑制劑與活化劑也應(yīng)添加適量。過量或不足都會引起浮選指標降低。加藥地點的確定，取決于藥劑的作用、用途和溶解度。通常把介質(zhì)調(diào)整劑(如石灰)加于球磨機中，以便消除引起活化作用或抑制作用的有害離子。抑制劑添加在捕收劑之前，加在磨礦機中。活化劑常加在攪拌槽內(nèi)，使之與礦漿進行一定時間的調(diào)制。起泡劑加在攪拌槽或浮選機中。難溶的捕收劑常加在磨礦機內(nèi)。加藥方式分一次加藥與分批加藥兩種。前

13、者可以提高浮選的初期速度，有利于提高浮選指標。一般對于易溶于水的、不易被泡沫機械夾帶走的、在礦漿中不易起反應(yīng)而失效的藥劑(如黃藥、蘇打、石灰等)采用一次加入的辦法；對于難溶于水的、在礦漿中易起反應(yīng)而失效的，以及某些選擇性較差的藥劑(如油酸、松油、硫化鈉等)，應(yīng)采用分批加藥的方式。一般在浮選前添加藥劑總量的6070%，其余的則分幾批添加于適當?shù)牡攸c。4.3.5充氣和攪拌充氣就是把一定量的空氣送入礦漿中，并使它彌散成大量微小的氣泡，以便使疏水性礦粒附著在氣泡上。經(jīng)驗表明，強化充氣作用，可提高浮選速度，節(jié)約水電與藥劑。但充氣量過多，會把大量礦泥夾帶至泡沫產(chǎn)品中，給選別造成困難，最終難于保證精礦的質(zhì)量

14、。礦漿攪拌的目的在于促使礦粒均勻地懸浮于槽內(nèi)礦漿中，并使空氣很好地彌散，造成大量“活性氣泡”。在機械攪拌式浮選機中，充氣與攪拌是同時產(chǎn)生的。加強充氣和攪拌作用對浮選是有利的，但過分會產(chǎn)生氣泡兼并、精礦質(zhì)量下降、電能消耗增加、機械磨損等缺點。適宜的充氣與攪拌，應(yīng)依浮選機類型與結(jié)構(gòu)特點通過試驗確定。4.3.6浮選時間浮選時間的長短，直接影響指標的好壞。浮選時間過長，精礦內(nèi)有用成分回收率增加，但精礦品位下降；浮選時間過短，雖對提高產(chǎn)品位有利，但會使尾礦品位增高。各種礦物最適宜的浮選時間要通過試驗確定。一般，當有用礦物可浮性好、含量低、給礦粒度適宜、礦漿濃度低、藥劑作用快、充氣攪拌較強的條件下，需要的

15、浮選時間就短。 4.4試樣、藥劑及設(shè)備礦樣：硫化銅礦、取自廣西橫縣某銅礦，主要礦物有黃銅礦、黃鐵礦、石英、方解石等。藥劑：PH調(diào)整劑、水玻璃、石灰、丁黃藥、丁銨黑藥、煤油、2#油；設(shè)備：球磨機，單槽浮選機。4.5試驗流程4.5.1浮選藥劑的條件試驗對浮選來說，藥劑的選擇是影響選礦回收指標的關(guān)鍵因素，礦石中需回收的目的礦物黃銅礦、輝銅礦等為易浮選硫化礦物，而所含的黃鐵礦等硫化礦物則影響銅的回收。選擇不同的藥劑制度進行條件試驗，并以銅的選別指標來進行最佳條件的選擇。在初步探索試驗過程中，發(fā)現(xiàn)原礦含有較高的炭質(zhì)，這將對選礦過程產(chǎn)生一定的影響，在其它藥劑相同的前提下，進行下列 3 種不同的藥劑條件試驗

16、： 煤油 50 g/t； 煤油 50 g/t+ 水玻璃 1000 g/t； 水玻璃 1000 g/t。添加煤油的目的是減少炭質(zhì)對銅捕收劑的消耗，水玻璃作為脈石的抑制劑，以提高精礦的品質(zhì)。試驗流程如圖 1，結(jié)果填在表2 圖1 浮選藥劑條件試驗流程圖 2浮選藥劑條件試驗結(jié)果藥劑制度 產(chǎn)品名稱 產(chǎn)率 銅品位 銅回收率 （%） （%） （%） 粗精礦 尾礦 合計 粗精礦 尾礦 合計 粗精礦 尾礦 合計 從實驗結(jié)果可以看出，在磨礦細度、捕收劑相同的條件下，煤油對浮選過程影響比較小，水玻璃對精礦產(chǎn)品質(zhì)量、回收率影響比較大，故考慮加入水玻璃作為脈石的抑制劑。 4.5.2粗選、掃選條件試驗 通過對銅礦的初步探

17、索試驗，確定正交試驗的藥劑選擇，正交試驗的主要目的是確定各主要因素在銅礦物浮選過程中的適合條件。選用石灰（CaO）作為黃鐵礦的抑制劑以及礦漿的pH 值調(diào)整劑、水玻璃（Na2SiO3）作為石英的抑制劑，用丁黃藥 + 丁銨黑藥混合捕收劑回收硫化礦，同時進一步考查磨礦細度對浮選及藥劑的影響，進行正交L9（3）4試驗。2#油添加量視泡沫情況而定，根據(jù)探索試驗確定為:：粗選 45g/t，一掃選 30g/t，二掃選 15g/t。試驗流程參照圖 1，試驗條件因素見表 3，選礦指標見表 4。表 4正交試驗結(jié)果表 3正交試驗的水平因素 磨礦細度 石灰 水玻璃 丁黃藥+丁銨黑藥 水平 A:-200目 B(g/t)

18、 C（g/t） D（g/t） （%） 1 55 2000 1000 100+50 2 65 3000 1500 150+75 3 75 4000 2000 200+100平均選礦 A B C D 銅粗精礦選別指標 效率 產(chǎn)率 銅品位 銅回收率 E 1 1 1 1 1 2 2 2 1 3 3 3 2 1 2 3 2 2 3 1 2 3 1 2 3 1 3 2 3 2 1 3 3 3 2 1E1E2E3 R 根據(jù)正交試驗中各技術(shù)指標具體情況，以綜合選礦效率 E 做判斷依據(jù)，結(jié)合粗精礦的品位及回收率，對各項因素進行分析。4.6試驗步驟4.6.1配藥按浮選流程中標明的藥劑制度，配制好各種藥劑。如配制1

19、%的黃藥溶液:稱取1克黃藥倒入100ml的容量瓶中，先加入適量的水使之充分溶解，再加水至100ml的刻度。石灰可以粉狀加入。2#油以原液加入，用注射器滴加。實驗前應(yīng)計算好應(yīng)加入的滴數(shù)，當用量不到一滴時，可將原液滴在濾紙上，按所需的分數(shù)剪下加入礦漿中，在標定注射器針頭一滴的重量時，要注意針頭的型號，用什么型號的針頭標定，加藥時應(yīng)用該型號的針頭加藥。4.6.2磨礦a. 磨礦前先清洗球磨機，將球磨機加水磨5-10分鐘、停機、打開磨機蓋，傾同磨機內(nèi)的火，再用清水將磨機清洗干靜。b. 確定磨礦濃度，每次試驗樣300克，磨礦濃度定為70%，計算出每次磨礦應(yīng)添加的水量。c. 按順序?qū)⑺?、礦石、藥劑（石灰）加入球磨機中，蓋緊磨機蓋，開始磨礦，磨至規(guī)定時間后停車。d. 打開磨機蓋，往盆里倒出礦漿，用清水將磨機內(nèi)的礦樣全部清洗出來。4.6.3浮選a. 按浮選試驗流程中標明的藥劑制度，按配制好的藥劑濃度準確計算加藥量。b. 清洗浮選機。檢查葉輪旋轉(zhuǎn)是否正常，進氣孔、回漿