細粒物料浮選流程的設(shè)計原則

細粒物料浮選流程的設(shè)計原則

1總結(jié)1.1浮選細粒的粒級回收率圖1顯示了傳統(tǒng)選擇不同粒度礦的方法。由大多數(shù)浮選廠的取樣都會得出類似的曲線。這就使人們產(chǎn)生了“細粒礦物不能浮選的觀念,并且很多操作人員還特別注意要避免物料的過磨或“泥化”。然而對于細粒嵌布礦石來說是別無選擇,為了獲得高質(zhì)量的精礦,只能使礦石中的礦物單體解離。在某些情況下,達到單體解離意味著需將物料磨細到-10μm的粒度。例如,在澳大利亞北部的Xstrata公司的麥克阿瑟河(McArthurRiver)鉛鋅選礦廠中,為了產(chǎn)出可銷售的精礦,需將礦石磨細到80%-7μm。在澳大利亞的芒特艾薩(Mt.Isa)銀鉛鋅選礦廠中,為達到足夠高的回收率,礦石磨至80%-12μm和-7μm是很重要的。在這些選礦廠中,產(chǎn)出的“礦泥”對于達到良好的回收率來說是絕對必要的。這些企業(yè)每年大約由浮選細粒(大部分小于10μm)物料中產(chǎn)出100萬t精礦,回收率高于80%。實際上,最好的浮選回收率還是由這些“礦泥”得到。在麥克阿瑟河鉛鋅選礦廠中,被回收的96%的單體顆粒粒度都是-2.5μm。圖2示出了芒特艾薩選礦廠的浮選鋅粗精礦的粒級回收率曲線。從這個圖可以看出,很細的顆粒是能夠浮選的,并且它們還浮選得很好。1.2浮選特性的影響有關(guān)在浮選過程中細粒物料顯示出不同性能已有很多論述,并對高能浮選機、特種葉輪、很小的氣泡尺寸、擦洗、不同的藥劑、機械夾帶過程給予特別的關(guān)注。根據(jù)我們的經(jīng)驗,雖然在最近十年間生產(chǎn)的細粒精礦已超過1000萬t,但都沒有專門研究過細粒物料的問題。由于以下幾方面的原因,細礦粒恰能顯示出不同的浮選性能:1)由于它們的比表面積更大,因此需要比較多的浮選藥劑;2)它們有著較低的動量,因而比粗顆粒更易于隨水運動——向氣泡附著所需的能量更小,也更容易被夾帶;3)由于上述原因,細粒浮選速率更慢,為了防止過多的夾帶,精選濃度要低或者需要對泡沫洗滌;4)它們更容易受到表面覆蓋層的影響——可能是由于它們很高比表面積,使它們具有更高的反應(yīng)活性,或是由于它們很低的動量,這意味著,疏松的表面沉淀物不太可能被其它顆粒擦落下來;5)它們更易受到水的化學(xué)性質(zhì)和溶液中離子的影響;6)很高的表面積與容積比,意味著泡沫可能是黏性的,使得濃縮與過濾比較困難;7)它們的浮選動力學(xué)可能比較慢,并且可能有著類似于較粗的連生顆粒的浮選速率。它們雖仍能由大氣泡浮起,但較小的氣泡能提高它們的浮選速率。雖然這些影響會隨著顆粒的變小而變得更強些,但在粗的和細的顆粒之間沒有不可思議的明顯差別,恰恰是隨著顆粒變小而出現(xiàn)一種穩(wěn)定的漸變過程。1.3浮選機理的應(yīng)用我們認為,在過去為設(shè)計特別適用于浮選細粒物料的浮選機的葉輪和浮選機的能量輸入方面而開展的研究工作中,方向有點不太對頭。芒特艾薩和麥克阿瑟河選礦廠,都成功地浮選了比其它選礦廠更細粒度的物料,并且這兩家選礦廠使用了很多種不同的浮選設(shè)備——浮選柱、詹姆森浮選槽和不同廠家生產(chǎn)的幾種常規(guī)浮選機。我們選擇浮選槽的判據(jù)是:1)確保能達到合適的礦漿停留時間;2)保證有合適的泡沫堰長度;3)如果有利的話應(yīng)采取泡沫洗滌;4)選擇能符合上述判據(jù)的最便宜的浮選機。如果你想弄清楚這個有爭議的問題,可以再來看一看圖2。在芒特艾薩和麥克阿瑟河選礦廠中,浮選是在5種不同類型的浮選機中進行的,一般都是因為它們比較便宜而被選用的(經(jīng)常還是因為在選礦廠中或在廢料庫房中已經(jīng)有這種設(shè)備)。為得出示于圖2中的結(jié)果,我們進行過大量的科研工作,但沒有一項是關(guān)于浮選機理的研究,都是一些關(guān)于如何達到合適的解離程度和具有良好的表面性質(zhì)。一旦達到了這一條件,在任何型號的浮選機中都很容易進行浮選。簡單地說,浮選機的葉輪不能磨碎連生顆粒,因而它們也不能使顆粒成為疏水。它們只能產(chǎn)生氣泡。各種浮選槽之間的選擇完全是根據(jù)下述的一個因素而決定的:為達到礦漿要求的停留時間和為減少夾帶(通過降低精選礦漿濃度或是洗滌泡沫)需花費多少費用。在芒特艾薩選礦廠中,新型的詹姆森浮選機已解決了一個很重要的技術(shù)問題,利用微細氣泡,在容易進行泡沫洗滌的很小空間內(nèi)快速地回收細粒礦物。雖然這一方案的投資費用較少。但效果卻沒法與目前使用的老式浮選機相比。當(dāng)然,較小的氣泡有著更大的表面積,因而已經(jīng)疏水的那些細粒礦物就能在較小的容積內(nèi)被捕集。在現(xiàn)有的有著固定浮選生產(chǎn)能力的一家選礦廠中,這種較快的浮選速率就轉(zhuǎn)換成在固定設(shè)備中的較高的回收率。這可能就是錯誤地理解浮選細粒物料需要小氣泡的緣由。實際上,大氣泡照樣能浮選疏水性的細粒物料,只是浮選速度較慢,因而需要更多的浮選槽。因此,一臺能產(chǎn)生較小氣泡的設(shè)備(象詹姆森浮選機或其它充氣式浮選機),為達到同樣的回收率所需占地面積更小,投資費用也更低,并且能在較小的容積內(nèi)進行泡沫洗滌,因而就能減少為降低夾帶所需的浮選槽數(shù)量。它們雖然具有占地面積小、投資費用低和泡沫洗滌效果好的優(yōu)點,但它們還不能實現(xiàn)使顆粒成為疏水的任務(wù)(干凈表面上的浮選藥劑就能做到這一點)。2浮選的流程設(shè)計在很多工藝流程中細粒物料不能很好浮選的原因,是因為它們常與粗的顆粒以及與連生顆?；旌显谝黄?。細粒物料需要更多的捕收劑和更長的浮選時間,但使用的浮選條件一般都以適合較粗粒級物料的浮選而設(shè)定的。從這一實際問題出發(fā)設(shè)計的各種浮選機葉輪,在同一個槽子中不能使細粒和粗粒物料都達到很好的浮選,因為使用的浮選藥劑不可能對粗粒和細粒物料的浮選都是最佳的。在必須除去連生顆粒以保證精礦品位時這一點尤為明顯。例如,包含有15μm的閃鋅礦粒的40μm粒度的連生顆粒是必須除去的,但在為除去這些物料所采用的條件下,可能也會將15μm的已解離的閃鋅礦除去。在塔加爾特等人所著的一些老教科書中,都談到過對礦砂和礦泥分別浮選流程的優(yōu)點。在為了簡化工藝流程和設(shè)計更大型浮選槽的研究工作中,這一簡單概念基本上都被忽視了。對損失在尾礦中的細粒物料的分析結(jié)果表明,它們進入到尾礦中是由于疏水性不夠——它們或是有著親水性的表面覆蓋層,或是由于在表面上沒有足夠數(shù)量的捕收劑吸附。再補加一些捕收劑就可使后述的一些顆粒浮選。但與此同時也會使其它一些雜質(zhì)組分浮選。也就是說操作人員沒法浮選這些物料,因為那樣做會降低選擇性。圖3示出了一種簡單的原則方案——使浮選條件能適用于不同的粒度分布,以實現(xiàn)使很寬粒級范圍的物料都能達到很高的回收率。應(yīng)用多段磨礦和浮選的芒特艾薩選礦廠的流程,可很好地滿足浮選不同礦物的要求。其設(shè)計原理是:1)根據(jù)要求的精礦品位和回收率獲到合適的礦物解離度;2)在需要以最低的磨礦功率達到目標解離度的地方,采用最有效的磨礦方法;3)在磨礦過程中清洗礦物表面,并在表面發(fā)生再氧化以前盡快地進行浮選;4)在很窄的粒度分布的條件下浮選礦物;5)盡量減少循環(huán)負載——再磨精選給礦而不是再磨精選尾礦,在可能情況下盡量采用開路流程;6)設(shè)計出能用于處理由細粒物料形成的黏性泡沫的泡沫流槽和泵唧系統(tǒng);7)設(shè)計出能用于處理較細顆粒物料的濃縮與過濾系統(tǒng)。對這些原則分別作了如下的解釋。2.1礦石的回收率選擇合適的磨礦粒度必定是根據(jù)經(jīng)濟核算而決定的。如需要獲得高品位的精礦,或是必須從精礦中除去雜質(zhì)組分(例如硅石),那么必須使目的礦物達到很高的解離度。對一些經(jīng)濟價值很高的產(chǎn)品(例如鉑)來說,回收率比精礦品位要重要得多。因此只需達到足以使有用礦物表面曝露出來的解離程度,以便進行浮選回收(雖然更高的解離度能提高精礦品位,能使后續(xù)的熔煉過程更為經(jīng)濟)。由于所需的磨礦功率隨著目標粒度變細而呈指數(shù)提高,因此重要的是要限制進入細磨工序的物料量。對于芒特艾薩和麥克阿瑟河礦區(qū)的礦石來說,最佳的技術(shù)方案是將礦石全部磨至-7μm。但這兩個礦區(qū)的礦石的經(jīng)濟價值均較低的,因此出于經(jīng)濟方面的考慮,只是將粗選給料磨至足以使最有價值的組分能進入粗選精礦中,然后再對較少量的富集著連生顆粒的物料進行細磨。2.2超聲攪拌磨機與球磨機的特點細磨是一種投資和能耗都很高的工序,因此它對整個選礦廠達到很好的能效是十分關(guān)鍵的。正如圖4所示,這意味著滾磨機只能磨到大約-40μm,攪拌磨機能磨到更細的粒度。對于大約小于40μm的物料,塔磨機比球磨機更為有效,主要由于它們通常都使用更小的磨球,并以更慢的速度操作,因為摩擦研磨比沖擊破碎更為有利。然而塔磨機只能使物料大約磨至-25μm,并且能效也低于新型的高強度攪拌磨機(如圖5所示的Isa攪拌磨機)或研碎機。這些攪拌磨機更為有效,能磨到很細的粒度(例如-7μm),因為它們能使用很細的磨礦介質(zhì)(例如對于Isa攪拌磨機為1~2mm的磨礦介質(zhì)),和達到很高的強度。這兩個特點都大大地促進了摩擦作用。表1示出了在攪拌磨機中達到了很高的強度,有利于研磨和清洗表面的情況。2.3在磨礦設(shè)備中的應(yīng)用很高的磨礦效率需要配上良好的分級過程,良好的分級也能達到適于浮選的很窄的粒度分布。細磨流程經(jīng)常也會受到分級效果差的制約,引起較高的能耗,不必要地產(chǎn)生一些超細顆粒和難于控制的上限粒度。為了精確地分出-20μm的顆粒,需要有一種小型的理論直徑為2英寸的旋流器。然而這是一種很昂貴的設(shè)備,并且根據(jù)我們的經(jīng)驗,它們實際上是沒法在工業(yè)部門使用。所以多數(shù)企業(yè)都采取了折衷辦法,使用了一些較大尺寸的旋流器,但比較平緩的粒度分布影響了磨礦效率和浮選指標(特別是,如果后續(xù)是浸出作業(yè)的話,就會明顯地影響浸出結(jié)果)。芒特艾薩選礦廠在磨機內(nèi)應(yīng)用“產(chǎn)品分離器”(productseparator)進行分級的辦法解決這一難題。這種產(chǎn)品分離器乃是一種梢速達到20m/s的有效的內(nèi)部離心機,甚至能比5cm的旋流器達到更精確的分離。這樣就能使磨機在沒有設(shè)置旋流器的開路磨礦流程中,達到非常精確的粒度分布。2.4鋼質(zhì)介質(zhì)投料由于細顆粒的表面積很大,所以細粒物料具有很高的反應(yīng)活性,并且對于氧化反應(yīng)和表面沉淀物都很敏感。用鋼質(zhì)介質(zhì)進行磨礦可能是十分有害的,這一點已由Frew等人于1994年作過詳細報道,他們曾在6個廠礦考查過用鋼質(zhì)介質(zhì)進行細磨的情況。雖然細磨能達到有效的解離,但由于對表面化學(xué)性質(zhì)的不利影響,使得這些優(yōu)點基本上都被抵消了。象Helyer一些廠礦都已成功地使用了一種高強度的調(diào)漿工藝,以便在塔磨以后清洗表面。但這樣做需要增加很多投資費用,以及動力和維修的費用。Greet等人報道了關(guān)于用X射線光電子能譜(XPS)對使用3種鋼質(zhì)介質(zhì)的磨礦產(chǎn)品進行分析的結(jié)果。鍛鋼磨球在方鉛礦表面上產(chǎn)生了16.6%的鐵濃度(以氫氧化物形式表示),用高鉻的磨礦介質(zhì)時鐵的濃度降低到10%,而在使用惰性的陶瓷介質(zhì)時則降到了低于檢測極限(<0.02%)。采用同樣的浮選條件,這時達到的方鉛礦回收率為48%(鍛鋼磨球)、70%(高鉻的鋼球),而在使用惰性的陶瓷介質(zhì)時就提高到92%。當(dāng)然在實際生產(chǎn)中,通常都是在鋼磨以后,通過增加捕收劑用量而達到較高的回收率,但問題是,這樣又會提高雜質(zhì)組分的回收率(也就是降低了選擇性),增加藥劑費用,并且浮選時間也比較長。細磨時會產(chǎn)生大量新的表面,這對于獲得適于浮選的潔凈表面來說是一次機會而不是改變表面。有一句口頭語是“使礦粒表面潔凈和盡快地浮選它們”。Isa攪拌磨機能非?？焖俚厍逑幢砻?如果水的化學(xué)性質(zhì)和藥劑都被控制在以使表面保持足夠時間的潔凈狀態(tài)以達到覆蓋捕收劑,這時的礦物就能很快的浮選。一個極好的實例就是在芒特艾薩選礦廠的鉛浮選回路中,在鉛排料口安裝了一臺小型詹姆森浮選槽(1.7m×3.2m),Isa攪拌磨機產(chǎn)出了高于目標品位的30%~40%的精礦。新產(chǎn)生的-10μm顆粒和在詹姆森浮選槽中產(chǎn)出的小氣泡(0.3mm)都使細礦粒具有較快的浮選速率。很小的表面積易于泡沫洗滌。因而精礦品位很高。這是擴大原有浮選機生產(chǎn)能力的一種費用較低的途徑。2.5階段磨礦和浮選的解決方法圖3表明,在浮選過程中細粒物料不應(yīng)與粗顆粒混合,這也是在精選尾礦再磨和返回粗選過程中經(jīng)常出現(xiàn)的事。如果是在常規(guī)的磨礦機中進行再磨,那么無論怎樣,通常都不能有效地解離細粒連生顆粒,使得在返回到新物料以前,表面性質(zhì)變壞了。這就支持了細粒不能浮選的謬論。解決這一問題的一種方法,就是圖6所示的芒特艾薩選礦廠中采用的階段磨礦和浮選的方案。值得注意的是,尾礦不能再循環(huán)的規(guī)定并不意味著顆粒只能獲得一次浮選機會。可以分析一下在粗選過程中已被浮起的閃鋅礦顆粒的可能走向(圖6)。在我們丟棄這些顆粒前它們有3次機會可以進入精礦。1礦中—)在37μm回路中它能直接地從粗選槽進入浮選柱再進入精礦中——如果它已被解離和能很快地浮選,那么就可以走這條路線。否則它就緩慢地浮選,那是由于它是一種連生顆粒,或是因為它的表面性質(zhì)已發(fā)生變化;2如果是這樣，它將被發(fā)送到12個倉庫μm粒級再磨與精選回路。如果在這里不能浮選,它們?nèi)匀皇沁B生顆?；蚴且研纬尚碌谋砻娓采w層;3品牌形象內(nèi)容的處理μm粒級再磨并進入精選回路。如果在這三段磨礦和三段浮選以后仍不能回收這種顆粒,我們就只能放棄它了,因為我們已經(jīng)用盡計謀再也無能為力了。雖然這種顆粒返回給礦中有三次機會可被回收,但我們從來沒有將它返回到流程的始端——我們?yōu)槭裁匆涯切╇y回收的顆粒與新的給料一起返回呢?還有什么回收方法能處理這些顆粒(注意,我們在精選工序中使尾礦循環(huán)——閉路精選是提高品位的一種有效途徑,很關(guān)鍵的一點就是在精選回路中的所有顆粒都有著類似的粒度范圍和解離度。我們不是將細粒的精選尾礦合并到粗粒粗選的給料中。另一個結(jié)果就是再磨精選的給料比再磨精選尾礦要好些。圖6表明,可再磨一段精選尾礦,并將它作為另一段精選的給料。通常的做法是只對精選尾礦進行再磨。為什么還要對那些早已成為精礦的礦物進行再磨呢?這個問題的最好答案是為什么不盡快回收有用礦物?在磨礦前應(yīng)該能快速浮選回收已解離的礦物,也就是在浮選槽或浮選柱或詹姆森浮選槽中進行快速浮選。在芒特艾薩選礦廠中,大約30%的閃鋅礦就是以這種方式回收的,但剩下部分則是進入Isa攪拌磨機中,以進一步提高解離度和凈化顆粒表面,然后再在下一段精選回路中浮選。2.6細粒物料浮選的原因上述設(shè)計原則,從紙面上看會使流程變成比較復(fù)雜。實際上,流程還是比較簡單的,因為每段浮選都能調(diào)整到適合處理它的給料,并且不會由于循環(huán)負荷而受到干擾。理論上細粒物料的浮選是比較慢的,但實際上,階段磨礦和浮選不需要更大的浮選生產(chǎn)能力,根據(jù)我們的經(jīng)驗,可能需要更小的生產(chǎn)能力,這是因為:1)由于潔凈的新鮮表面和采用特定的浮選藥劑,因此細粒物料能比它們與粗粒物料混合時浮選速度更快;2)除去的循環(huán)負荷量可能超過進入粗選和精選回路的物料數(shù)量的一半。2.7醫(yī)院內(nèi)部資源整合的設(shè)計正如每個操作人員都知道的那樣,一種工藝只能很好地適用于那些受一定操作制約的物料。如前所述,與細磨構(gòu)成閉路循環(huán)的旋流器在技術(shù)上是很有效的,但存在一些潛在的危險,因為細磨工藝會因分級效果很差而受到嚴重影響。細磨的優(yōu)點也會因?qū)ε菽鞑?、泡沫泵、泵箱、濃縮機和過濾機關(guān)注不夠而變得毫無價值。需要的設(shè)計要求一般都并不復(fù)雜或者花錢不很多,但它們對于正常運轉(zhuǎn)卻是很關(guān)鍵的。在麥克阿瑟河選礦廠中,我們認為已經(jīng)充分注意到對P807μm的精礦的泡沫處理和脫水工藝。實際上我們所做的工作還很不夠,使得選礦廠在近4年時間內(nèi)大大降低了處理量和回收率,并嚴重地影響廠區(qū)的衛(wèi)生環(huán)境。雖然考慮過的幾種解決辦法都非常簡單,但缺少經(jīng)驗也往往容易出錯。這些解決辦法包括:1)包括除去循環(huán)負載的整個流程設(shè)計;2)正確設(shè)定浮選藥劑的加入速率和藥劑的加入地點。這聽起來是很簡單的,但也很容易出錯。從不合適的浮選藥劑開始,常會陷入很高藥劑用量的圈子,過多的捕收劑和過多的抑制劑會出現(xiàn)相互競爭,造成很高的負荷量和溢出量。在Isa攪拌磨機中產(chǎn)出的礦粒潔凈表面,需要有一個“干凈的通道”去接觸藥劑;3)在泡沫槽上安裝合適的噴灑器,并且泡沫槽要留有足夠的空間,以除去氣體。這并不象說的那樣困難,因為合適的流程設(shè)計能通過除去循環(huán)負荷而減少在泡沫槽中的負荷量。同樣,管網(wǎng)設(shè)計必須確保泡沫槽不會被泡沫和溢流所“阻塞”;4)有足夠表面積的泵箱,以進行脫氣和實施適當(dāng)?shù)膰娝?5)進入噴灑管網(wǎng)的水應(yīng)通過濾網(wǎng),并且噴灑器和濾網(wǎng)必須便于操作人員容易進入和在現(xiàn)場進行清洗;6)在應(yīng)用細磨時,選擇的泵應(yīng)是低速運轉(zhuǎn)的,并且有著一個寬敞的葉輪(例如芒艾薩選礦廠中使用的“Woody”泵,是由Warman公司以臥式泡沫泵提供的);7)控制進入泵箱的管道和控制泵箱液面,以避免空氣夾帶和出現(xiàn)“牛奶攪動”效應(yīng);8)泡沫在泵送到濃縮機之前先應(yīng)充分脫氣,否則空氣會夾帶到絮團中,后者會在濃縮機中出現(xiàn)起泡現(xiàn)象;9)泡沫產(chǎn)品在濃縮機中有足夠的停留時間和床層高度,以壓縮精礦層,從而達到所需的濃縮機底流密度;10)泵唧與管道系統(tǒng)都不應(yīng)夾帶空氣進入濃縮后的精礦中,以避免降低進入過濾系統(tǒng)的給料密度;11)過濾系統(tǒng)設(shè)計成能處理可能出現(xiàn)的低濃度范圍的給料。也就是說,如果給料濃度很低時,就會延長過濾循環(huán)時間。3浮選問題的解決作為“GeorgeFisher規(guī)劃”的一個部分,改造芒特艾薩選礦廠的流程已由Young等人作過詳細介紹?？偫ǖ卣f,該項目包括了再增設(shè)6臺Isa攪拌磨機,用以使鉛精礦再磨到P8012μm。大部分鋅粗精礦再磨到12μm和鋅精礦再磨到P807μm。鉛精礦鉛品位提高5%,回收率提高5%(相當(dāng)于在精礦品位同樣條件下鉛回收率提高10%)。在兩道工序中鋅回收率提高了10%,鋅精礦品位提高2%(相當(dāng)于精礦品位同樣的條件下鋅回收率提高16%)。在圖7~圖9中詳細介紹了在改造前后鋅浮選的變化情況。該項目預(yù)計,由于解離度提高能使回收率提高5%(沒有提高精礦品位)。由圖7可以看出,這個目標很快就達到了。意外的是“第二波”,鋅的回收率進一步提高5%和鋅精礦的品位提高2%。這是由于細磨后提高了細粒物料的浮選效果。我們浪費了大約6個月時間用于確定細粒物料能達到多好的浮選效果,因為此時是在常規(guī)的磨礦而不是在用Isa攪拌磨機磨礦以后進行浮選。我們的三個最大錯誤就是:1)原來估計在用Isa攪拌磨機磨礦以后會產(chǎn)生大量新的表面,因此需要使用更多的浮選藥劑。有些藥劑的加入量預(yù)計要增加2倍;2)沒有將抑制劑(石灰,以調(diào)節(jié)pH到11)從鋅精選槽中除去;3)將浮選過程設(shè)想得比較困難,因為我們認為細粒物料的浮選速率較慢。雖然采用Isa攪拌磨后增加了6MW的磨礦功率,但每噸給料的生產(chǎn)費用沒有提高,這是因為:1)較低的藥劑加入量;2)除去了粗選-精選之間的循環(huán)負荷。在常規(guī)的磨礦回路中,大量的功率(和浮選生產(chǎn)能力)都被用于泵送100%~300%的循環(huán)負荷而浪費掉了;3)由于對泵箱和泵都作了新的設(shè)計、降低藥劑用量,特別是減少了循環(huán)負荷,因而有效地消除了跑冒滴。對減少藥劑用量還需要解釋一下。我們原來預(yù)計的是,增加的礦粒表面積需要使用更多的藥劑。因此我們在Isa攪拌磨投入使用時提高了藥劑用量,但事實上應(yīng)該減少藥劑用量,這是為什么呢?增加的礦粒表面積肯定需要更多的捕收劑覆蓋層。但我們的錯誤就在于認為,在表面上要有更多的捕收劑就意味著需要往礦漿中加入數(shù)量更多的捕收劑。以前在我們的鋅回路中從沒看到潔凈的礦物表面,它們總是蒙上一層產(chǎn)自磨礦過程中的氫氧化鐵或是產(chǎn)自礦漿中的石膏沉淀物,或是在鉛回路中長時間浮選后表面發(fā)生了氧化。因此需要往礦漿中加入很高數(shù)量的捕收劑,讓它們擴散在表面層上,使礦物表面達到合適的捕收劑覆蓋率。但在使用Isa攪拌磨機時能很快地產(chǎn)出非常潔凈的礦物表面,再結(jié)合適宜的水化學(xué)性質(zhì)和在合適的位置加入藥劑,所以在低于預(yù)計的在礦漿中的捕收劑濃度下礦物表面上捕收劑覆蓋率就達到合適的值。因消除了循環(huán)負荷而帶來的另一個優(yōu)點是,精選槽礦漿保持較低的濃度,因此就能有助于稀濃度精選。圖9說明了在芒特艾薩選礦廠中采用階段磨礦-階段浮選回路的效果。在浮選柱回路(37μm)中有一次對解離顆?？焖俑∵x回收的機會。浮選柱的回收率不是很高,并且對于這項工作來說這些浮選柱不是很理想的,但因在回路中原來已有這一系統(tǒng),因而不用再花錢。意圖就是為了將快速浮選的顆粒先分離出去,然后將剩下的顆粒送往12μm的回路。在這一回路中的浮選條件已調(diào)整到適于浮選12μm的顆粒。因此并不奇怪,最高的浮選回收率90%就是在這一粒級中。在這一回路中不能回收的顆粒可能仍是一些連生顆粒,因此它們被送往7μm的磨礦與精選回路中。這里的浮選條件已調(diào)整到適于浮選7μm的顆粒(利用原有老式的阿基泰爾浮選機就能完成的一項簡單任務(wù)。浮選是很容易的,因為這里只有著一種粒度范圍,并且?guī)缀鯖]有連生顆粒需要抑制,而且由于大部分固體早已回收,因此礦漿濃度也很低)。在這一回路中最高的回收率(>95%)出現(xiàn)在-7μm粒級不奇怪。該回路相對粗精礦的總鋅回收率是通過將所有三個精選階段獲得的產(chǎn)品相加而確定的,提出了一條平展的粒度-回收率曲線。相對粗選精礦來說,總鋅精礦1μm到25μm的所有粒級回收率都達到95%以上,較粗粒級鋅回收率有所降低,因為這些顆粒常是連生顆粒。該回路設(shè)計成將連生顆粒排出,并將它們送往Isa攪拌磨機中磨細成能達到很高回收率的細粒產(chǎn)品。4磨礦/浮選流程設(shè)計幾家鉑礦石浮選廠都通過采用高強度的惰性介質(zhì)磨礦提高礦物解離度,并結(jié)合改善礦物表面的化學(xué)性質(zhì)而取得了顯著的效益。這些效益已在浮選UG2礦體(位于南非約翰內(nèi)斯堡以北的布什維爾德火成雜巖的一部分)的礦石時得到充分證實。UG2礦石的特征是一些暗色的高密度礦物(輝石、鉻鐵礦)和淺色的較低密度的長石的重復(fù)狀層礦。最高的鉑族金屬品位通常都出現(xiàn)在這些巖層較低的接觸帶,在這里鉑族金屬與賤金屬(特別是鎳、銅和鐵)硫化礦緊密共生。對于獲取高品位的鉑族金屬富精礦來說,礦物密度的雙峰分布是一個相當(dāng)大的選礦難題。鉑族金屬的粒度超微細(-10μm)、并與硅酸鹽礦物和硫化礦共生,而不是與一些大的(200μm)致密的鉻鐵礦共生。難處理的中礦含有中等的粒度的礦物(20μm)和中等粒度的鉑族金屬(3μm)。鉑族金屬通常都包裹在硅酸鹽礦物中,或是在硅酸鹽礦物與賤金屬硫化礦物的邊界處。如同與細粒礦物相關(guān)的難題一樣,在很多硫化礦上都覆蓋著滑石礦泥,嚴重地影響著浮選的回收率。UG2礦區(qū)的一些選礦廠一般都采用階段磨礦和階段浮選流程,以首先盡可能快地回收那些快速浮選的有價組分。第一段和第二段磨礦/浮選回路(MF1和MF2)是最常用的,然而第三段磨礦/浮選回路(MF3)方案也經(jīng)常會考慮。奇怪的是,在每段磨礦/浮選回路中卻很少采用再磨工序。流程設(shè)計中的一個關(guān)鍵部分就是要除去那些又硬又很致密的鉻鐵礦。采用過各種方法以避免出現(xiàn)鉻鐵礦的再磨,并在鉻鐵礦的粒度還比較粗時就將它除去(例如在磨礦回路中或開路磨礦過程中用重選法將它除去)。因為第一段和第二段的磨礦粒度大大高于鉑族金屬的粒度,因此常會造成粗粒精礦精選時出現(xiàn)很高的循環(huán)負載。需要進行額外的解離以提高精礦品位。按慣例,這都是在精選階段通過抑制連生顆粒而達到的,然后對精選尾礦進行再磨。然而,用鋼質(zhì)介質(zhì)進行低強度再磨時,又會進一步損害鉑族金屬的浮選。其結(jié)果是造成了很高的循環(huán)負載、很慢的浮選動力學(xué)、細粒物料的浮選效果很差以及很低的品位回收率指標。高強度的惰性磨礦是一種理想的解決辦法,它們能提供有利條件,使礦物解離和改善表面的化學(xué)性質(zhì),以使流程設(shè)計和指標達到一種突破性變化。UG2礦區(qū)的一些選礦廠一般都是將產(chǎn)品再磨到15~18μm。在這一粒度時大約90%的與賤金屬硫化礦共生的鉑族金屬都已解離,并且很易用黃藥類捕收劑進行回收(如果表