極貧銅和鉬礦石的資源化利用技術(shù)研究.pdf

1、近年來隨著我國礦產(chǎn)資源貧細(xì)雜化程度的不斷加劇及經(jīng)濟(jì)發(fā)展與礦產(chǎn)供應(yīng)程度結(jié)構(gòu)性矛盾的日益凸顯，如何進(jìn)一步提高我國低品位礦產(chǎn)資源利用水平，延長老礦山服務(wù)年限，提高資源型城市的可持續(xù)發(fā)展能力，是礦業(yè)工作者面臨的亟待解決的問題之一。因而，創(chuàng)立一套針對“危機(jī)礦山”在以前采礦過程中丟棄的極貧礦的高效合理資源化利用的關(guān)鍵技術(shù)及工藝已經(jīng)迫在眉睫。本研究所采用的X射線輻射預(yù)選技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種針對低品位礦產(chǎn)資源的新型、高效、清潔、環(huán)保的選別新工藝，

2、該技術(shù)是原子物理學(xué)與自動化分選高度結(jié)合的產(chǎn)物，目前在國內(nèi)尚無成功應(yīng)用經(jīng)驗。本文以遼寧紅透山極貧銅礦石和新華極貧鉬礦石為試驗礦樣，系統(tǒng)研究了X射線輻射分選機(jī)的工作原理、過程及影響預(yù)選指標(biāo)的各項工藝參數(shù)，建立了礦石預(yù)選可選性評價體系，并對誤差來源進(jìn)行了理論分析，進(jìn)而對預(yù)選后的礦樣進(jìn)行了浮選分離行為研究并取得了良好指標(biāo)。該聯(lián)合工藝對我國礦山極貧礦石的資源化利用具有指導(dǎo)意義。
　　論文以莫塞萊定律為理論依據(jù)，確立了判別礦石中未知元素的原則

3、和步驟，并以散射線背景標(biāo)準(zhǔn)法等光譜學(xué)原理確定了表征礦石品位高低的“特散比”法。為低品位礦石成功采用X射線輻射分選法進(jìn)行預(yù)選奠定了理論基礎(chǔ)。
　　本文首先以遼寧撫順紅透山極貧銅礦石為研究對象進(jìn)行了不同X射線輻射預(yù)選條件對各粒級礦石中銅鋅元素選別效果的影響試驗，系統(tǒng)研究了激發(fā)電壓、濾光片數(shù)量、源樣距、礦泥含量、給礦頻率、礦石激發(fā)面及分離閾值對四個粒級極貧銅礦石分選指標(biāo)的影響。研究結(jié)果表明:礦塊表面礦泥罩蓋可嚴(yán)重惡化分選機(jī)的選擇性;給礦

4、頻率對不同粒級銅礦石影響效果并不一致，給礦頻率過大雖可增加設(shè)備處理量但卻嚴(yán)重影響細(xì)粒級礦塊的分選指標(biāo)，但對粗粒級選別指標(biāo)無明顯不利影響;借助于特散比值變化情況、X射線熒光檢測光譜及X射線強(qiáng)度的計數(shù)統(tǒng)計誤差和光子計數(shù)不確定度誤差公式分析出當(dāng)激發(fā)電壓為36kV、初級濾光片數(shù)量為9片、源樣距為4～5cm時，分選機(jī)各單元處于理論最佳工作狀態(tài)，探測器檢測精度最高，檢出限最低。在此條件下，當(dāng)分離閾值選擇0.11時，對銅品位為0.108％的混合粒級采

5、用X射線輻射預(yù)選工藝選別后可獲得銅品位為1.150％，作業(yè)回收率為70.80％的精礦產(chǎn)品。
　　在工藝礦物學(xué)研究的基礎(chǔ)上，本論文針對預(yù)選后銅礦石中具有回收價值的黃銅礦、閃鋅礦及黃鐵礦進(jìn)行了浮選分離行為研究，并在優(yōu)先浮選三種硫化物礦物的前提下針對硫化銅礦物的回收設(shè)計了“分步異速”浮選工藝。閉路試驗結(jié)果表明:硫化銅礦物經(jīng)過三步粗選，四次精選、一次掃選;硫化鋅礦物經(jīng)過一次粗選、四次精選、一次掃選;硫化鐵礦物經(jīng)過一次粗選、一次精選、一次掃

6、選最終可獲得銅總精礦品位為22.25％，作業(yè)回收率為90.58％;鋅精礦品位為48.40％，作業(yè)回收率為70.95％;硫精礦品位為43.50％，作業(yè)回收率為67.22％的產(chǎn)品。
　　為研究X射線輻射分選技術(shù)對不同金屬礦石的選別適應(yīng)性，本論文還針對不同粒級的朝陽新華極貧鉬礦石進(jìn)行了輻射預(yù)選試驗研究。研究結(jié)果表明，不同金屬礦石的最佳預(yù)選工藝參數(shù)并不一樣，鉬礦石在激發(fā)電壓為45kV、濾光片數(shù)目為6時，分選機(jī)各組件處于理論最佳工作狀態(tài)。在

7、此條件下，當(dāng)極貧鉬礦石的分離閾值設(shè)定在0.41時，對含鉬在0.072％的混合粒級采用X射線輻射預(yù)選作業(yè)可獲得鉬品位為0.136％，作業(yè)回收率為88.10％的精礦產(chǎn)品。其余因素對極貧鉬礦石預(yù)選效果的影響與極貧銅礦石基本一致。
　　借助于掃描電鏡、能譜分析儀以及MLA分析系統(tǒng)對預(yù)選后鉬礦石的工藝礦物學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析，進(jìn)而對礦石中所含輝鉬礦進(jìn)行了浮選分離行為研究。在捕收劑、調(diào)整劑、起泡劑種類及用量最佳條件下開路試驗研究表明:預(yù)選后鉬品位為

8、0.130％的原礦經(jīng)過一次粗選五次精選可獲得精礦鉬品位為45.70％，作業(yè)回收率為47.90％的選別指標(biāo)。
　　X射線預(yù)選誤差來源理論分析研究表明:礦石中不同元素之間的吸收增強(qiáng)效應(yīng)、礦石的結(jié)構(gòu)效應(yīng)及表面效應(yīng)可引起礦石表面元素?zé)晒夤庾V中的特散比值與礦塊元素含量相關(guān)程度下降的情況出現(xiàn)。
　　本研究針對極貧銅礦石和鉬礦石的預(yù)選制定了預(yù)選可選性評價指標(biāo)，研究表明:試驗所用的極貧銅礦和鉬礦石中大部分為粗粒級的適合預(yù)選礦石;由品位變化系

9、數(shù)和莫氏公式評價出的指標(biāo)均顯示本預(yù)選所處理的極貧礦石為強(qiáng)顯明度礦石;采用莫氏公式對分選特征表征方式與礦石品位相關(guān)程度進(jìn)行評價，表明本研究中采用以散射線背景標(biāo)準(zhǔn)法為理論依據(jù)的特散比值來表征礦石品位高低的方法是完全合理的。在評價極貧銅礦石和鉬礦石的可選性的基礎(chǔ)上提出了判斷某一類型低品位礦石是否適合采用X射線輻射預(yù)選工藝處理的普適流程。該流程為礦山極貧礦石資源采用X射線輻射分選工藝進(jìn)行處理的合理性提供了量化標(biāo)準(zhǔn)。
　　本論文研究確立的X