新型MKY捕收剂试验室及及工业应用试验.docx
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新型MKY捕收剂试验室及及工业应用试验
新型MKY捕收剂实验室及及工业应用试验
中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司选矿及自动化研究所
王宽靳恒洋彭小敏
摘要:
介绍了一种新型MKY捕收剂对我国河北司家营贫赤铁矿进行的实验室浮选试验研究及工业应用试验。
经过225小时工业浮选试验MKY捕收剂取得了65.36%,精矿回收率72.41%的技术指标。
试验结果表明:
在捕收剂用量低20%的情况下,较同期同区另一系列现场药剂浮选指标相比精矿品位高0.88个百分点,精矿回收率高12.47个百分点。
该药剂选择性好,捕收力强。
为企业资源利用,提高效益提供了一种可行的技术方案。
关键词:
贫赤铁矿反浮选捕收剂工业应用试验
1、前言
司家营铁矿是冀东铁矿区的重要组成部分,属鞍山式沉积变质铁矿床。
为亚洲最大的铁矿山。
该矿矿石储量大,品位低而难选。
其浅部以赤铁矿为主,深部以磁铁矿为主。
贫赤铁矿石选矿指标一直是制约司家营铁矿开发的一个问题。
几十年来,国家组织了很多科研院所对司家营铁矿赤铁矿石选矿进行技术攻关,取得了一定的效果。
中钢集团马鞍山矿山研究院在数十年科技攻关项目中都把铁矿石浮选药剂的研制列为重要的内容之一。
早在70-80年代,马鞍山矿山研究院就针对该矿进行了浮选药剂的研究,先后研制了MPD磺酸钠盐及钙盐,对该矿贫赤铁矿石的浮选取得了理想的指标。
近年来,随着贫赤铁矿浮选捕收剂的深化研究,我院率先研制成功了SH-37、MZ-21浮选药剂,并在鞍钢矿业公司成功应用,取代原使用的RA-315,取得了显著的经济效益。
马鞍山矿院在浮选药剂方面进行了大量的市场调研和技术论证,并结合马鞍山矿院多年来从事选矿药剂研究的实践经验,根据国内难选铁矿石的性质及各选厂的特点,成功研制了M系列高效铁矿石浮选药剂并应用于各种不同类型铁矿石的浮选。
应用MD-30药剂浮选含硅酸铁磁铁矿,浮精品位≥66.0%,作业回收率≥90.0%,吨精矿浮选药剂费用降低20%。
应用MD-31药剂浮选高磷磁铁矿,浮精品位≥65.0%,作业回收率≥83.0%,磷低于国家标准。
应用MH-80浮选磁铁矿,浮精品位≥69.0%,作业回收率≥95.0%。
应用MDY药剂浮选镜铁矿,浮精品位≥64.5%,作业回收率≥85.0%。
应用MZ-28药剂浮选高硫、重晶石赤铁矿,浮精品位≥65.0%,作业回收率≥78.0%,较现场药剂精矿品位提高1.5%,精矿回收率提高3%。
应用MP-28两性药剂浮选高铝、高钾钠赤铁矿,浮精品位≥60.0%,作业回收率≥79.0%,较其它阴、阳离子浮选药剂精矿品位提高3.0%,精矿回收率提高15%以上,浮选温度可降至10℃以下,属国内首创。
依托国家院所基金项目“高效无毒浮选药剂的研究”所取得的最新科研成果,针对不同矿山研制开发了数种新型高效浮选捕收剂,MKY捕收剂就是针对司家营铁矿现状开发的浮选药剂之一。
MKY捕收剂于2009年9月开始在司家营铁矿老西区一区进行浮选工业试验。
浮选工业试验取得了精矿品位65.36%,精矿回收率72.41%的指标。
较同期对比系列精矿品位高0.88%,精矿回收率高10%。
同时,捕收剂用量较现场捕收剂用量低20%以上,NaOH用量低10%以上。
试验结果表明MKY捕收剂具有良好的捕收性,对司家营铁矿矿石性质适应性好。
2、实验室浮选试验及现场验证试验
2.1.实验室浮选试验
试验矿样取自司家营铁矿生产强磁精,经检测铁品位38.97%,FeO1.31%,-200目细度92.70%。
浮选药剂经大量浮选条件试验及筛选对比,最终选定MKY、MC-3、MDC三种捕收剂进行试验。
试验采用0.5升单槽浮选机,一粗一精开路浮选,浮选温度30℃。
试验药剂制度为:
NaOH1200克/吨给矿、淀粉1200克/吨给矿、CaO500克/吨给矿。
试验流程见图1,试验结果见表1。
浮选给矿
NaOH淀粉
CaO捕收剂
粗选
捕收剂
精选
精矿粗尾粗尾
图1实验室浮选试验流程图
表1实验室浮选试验结果
捕收剂及用量
产品
产率(%)
品位(%)
回收率(%)
MKY
700+300
克/吨给矿
精矿
39.04
63.31
63.47
粗尾
53.66
20.84
28.71
精尾
7.30
42.79
8.02
合计
100.00
38.95
100.00
MC-3
600+300
克/吨给矿
精矿
40.00
62.89
63.98
粗尾
52.40
21.01
28.00
精尾
7.60
41.49
8.02
合计
100.00
39.32
100.00
MDC
800+400
克/吨给矿
精矿
39.00
63.01
63.08
粗尾
54.47
21.19
29.63
精尾
6.53
43.54
7.29
合计
100.00
38.95
100.00
现场715
800+400
克/吨给矿
精矿
39.25
62.63
62.33
粗尾
52.15
21.68
28.67
精尾
8.60
41.32
9.00
合计
100.00
39.44
100.00
表1试验结果表明:
综合浮选指标数据,MKY捕收剂浮选试验指标最好,其次为MDC捕收剂,再次为MC-3捕收剂,但均好于现场药剂。
捕收剂用量MC-3捕收力最强,用量最少,MKY用量中等,MDC与现场捕收剂持平,用量最大。
2.2现场实验室验证试验
根据在我院试验室试验情况,于09年4月至司家营铁矿进行浮选药剂验证试验。
原矿取自生产现场混磁精,经检测铁品位44.69%,FeO2.31%,-200目细度95.80%。
本次共有我院三种捕收剂进行验证:
MKY、MC-3、MDC,其它药剂均取自司家营铁矿选矿一厂。
浮选试验药剂浓度分别为NaOH5%、淀粉6%、CaO2.5%,现场药剂浓度6%。
我院捕收剂浓度均为2%,浮选试验采用0.5升单槽浮选机,一粗一精开路浮选,作业温度31℃-32℃。
浮选试验由现场人员全程操作。
首先对三种捕收剂进行适应性试验。
试验药剂制度为:
固定NaOH1250克/吨给矿、淀粉1140克/吨给矿、CaO500克/吨给矿。
试验流程见图1,试验结果见表2:
表2捕收剂进行适应性试验结果
捕收剂及用量
产品
产率(%)
品位(%)
回收率(%)
MKY
800+200
克/吨给矿
精矿
42.56
66.03
62.64
粗尾
51.31
26.93
30.80
精尾
6.13
47.98
6.56
合计
100.00
44.86
100.00
MC-3
600+300
克/吨给矿
精矿
47.35
64.14
67.86
粗尾
40.33
23.54
21.21
精尾
12.32
39.70
10.93
合计
100.00
44.76
100.00
MDC
1000+300
克/吨给矿
精矿
48.69
65.34
71.02
粗尾
44.00
22.84
22.43
精尾
7.31
40.10
6.55
合计
100.00
44.80
100.00
表2试验结果表明:
MC-3药剂精矿品位较低,适应性不强,未进行以后的验证试验。
结合现场实际情况,调整不同捕收剂用量进行试验,同时进行了现场捕收剂浮选试验。
试验药剂制度为:
固定NaOH1250克/吨给矿、淀粉1140克/吨给矿、CaO500克/吨给矿。
试验结果见表3:
表3不同捕收剂用量试验结果
捕收剂及用量
产品
产率(%)
品位(%)
回收率(%)
MKY
600+300
克/吨给矿
精矿
43.85
66.24
64.77
粗尾
44.86
23.54
23.55
精尾
11.29
46.39
11.68
合计
100.00
44.84
100.00
MKY
500+250
克/吨给矿
精矿
45.85
65.14
67.47
粗尾
45.65
23.00
23.72
精尾
8.50
45.89
8.81
合计
100.00
44.27
100.00
MDC
600+300
克/吨给矿
精矿
45.68
65.44
67.00
粗尾
46.24
23.74
24.64
精尾
8.08
46.09
8.36
合计
100.00
44.56
100.00
MDC
800+200
克/吨给矿
精矿
45.48
65.14
66.36
粗尾
47.99
25.04
26.91
精尾
6.53
45.99
6.73
合计
100.00
44.65
100.00
现场药剂
660+330
克/吨给矿
精矿
48.86
64.21
71.00
粗尾
41.67
20.75
19.58
精尾
9.47
43.89
9.42
合计
100.00
44.18
100.00
表3试验结果表明:
MKY捕收剂在药剂用量较少的情况下,浮选效果较好,浮选精矿品位可达66%以上,精矿回收率64.77%。
可以进行下一步工业浮选试验。
3、MKY捕收剂工业应用试验
在司家营铁矿的安排下,中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司研制生产的MKY捕收剂于2009年9月开始在司家营铁矿老西区一区进行浮选工业试验。
MKY捕收剂于9月1日17:
30分开始试验。
9月12日8:
00试验结束。
试验数据统计(浮选指标及药剂单耗)均按加权平均值计。
3.1.浮选药剂及给矿
3.1.1.MKY捕收剂及配置
MKY捕收剂为袋装固体粉状物。
配置时将编制袋打开,倒入已加水加热到60℃-70℃配药桶中搅拌溶化,再稀释到6%浓度既可。
使用时药液保持在50℃-60℃。
MKY捕收剂的配置较现场药剂大为简化。
减少了在药剂配制中其他因素对药剂配制质量的影响。
在药剂配置中,我院技术人员进行现场指导。
3.1.2.浮选给矿
老西区一区和二区浮选给矿共用一个混磁精浓缩机,混磁精浓缩后用泵打至浮选给矿分矿箱,通过阀门控制一区二区给矿量。
试验共取得104个混磁精指标,其中两个区同时开车时混磁精指标为74个。
一区单独运转时混磁精指标为30个。
混磁精平均品位见表4。
表4混磁精平均品位
个数
混磁精平均品位(%)
备注
104
38.70
全部指标
74
38.95
两区同时运转时指标
30
38.07
一区单独运转指标
表4指标表明:
两区同时运转时混磁精品位与总混磁精品位差别不大,总浮选给矿品位基本稳定。
但是,一区单独运转时,一区混磁精品位38.08%较两区同时运转时的38.95%混磁精品位低0.88%,比总混磁精38.70%品位低0.63%,差距较大。
主要是由于试验前期司家营矿炸药的问题,致使采矿无法配矿,入选矿石性质不稳定,从而导致混磁精品位在不同时段产生较大的波动。
这也是二区在试验前期长时间停车的原因之一。
3.2.浮选试验
浮选试验在司家营铁矿浮选老西区进行,老西区分为一区和二区。
试验由9月2日(丁夜班)开始至9月12日(甲夜班)结束。
本次MKY捕收剂浮选试验在一区进行,现场药剂在二区使用,进行比较试验。
一区使用MKY捕收剂运行225小时,同比二区使用现场药剂运行155小时。
浮选温度均为42-45℃。
试验期间,由现场操作工按正常操作进行,浮选指标及药剂消耗均按现场考核要求检测及记录。
每两小时由司家营矿质检中心取样化验品位,每一小时由岗位工测量和调整药剂用量并记录。
我院技术人员在生产过程进行现场指导。
现场浮选采用一粗一精三扫,中矿顺序返回工艺流程。
现场浮选工艺流程见图2。
混磁精矿
NaOH
淀粉
CaO
捕收剂
粗选
捕收剂
一扫
二扫
精选
三扫
精矿尾矿
图2浮选工艺流程图
开始试验时,一区的给矿条件、淀粉和NaOH的加药量都保持不变,将现场药剂直接切换为MKY捕收剂,加药量保持不变,维持在粗选10ml/s、精选15ml/s,一小时之后调整为粗选10ml/s、精选10ml/s,后将NaOH调整至120ml/s,淀粉调整至75ml/s。
当班的精矿、尾矿品位比较好。
MKY捕收剂平稳过渡进入试验。
试验期间,MKY捕收剂一区取得109个浮选精矿指标及108个尾矿指标;同期,现场捕收剂二区取得71个浮选精矿及尾矿指标。
浮选每日平均指标见表5;浮选总平均指标见表6。
表5浮选每日平均指标
日期
一区
二区
9月
精矿品位(%)
尾矿品位(%)
精矿品位(%)
尾矿品位(%)
2
64.55
19.22
64.92
24.76
3
65.65
18.04
停车
4
65.16
22.76
5
65.75
19.11
6
65.27
17.77
64.27
25.93
7
65.60
18.10
64.80
29.02
8
65.23
20.70
62.96
24.52
9
66.77
21.18
64.10
28.42
10
64.42
18.66
63.70
28.22
11
66.09
13.32
65.90
25.60
12
66.29
14.93
65.99
22.82
表6浮选总平均指标
一区
二区
精矿品位(%)
尾矿品位(%)
精矿回收率(%)
精矿品位(%)
尾矿品位(%)
精矿回收率(%)
一区总指标
65.36
18.69
72.41
同时开车指标
65.51
18.66
72.84
64.48
24.46
59.94
两区差值
+0.88
-5.80
+12.47
0.00
0.00
0.00
表5及表6试验结果表明:
MKY捕收剂选择性强,性质稳定,对司家营矿矿石性质适应性好。
MKY捕收剂试验是在一区与二区比较试验的,而这两个区的扫选浮选机设备型号不完全一样,造成尾矿品位有差别,但在二区尾矿品位高精矿量小的情况下,一区精矿品位仍较二区高1.03%。
3.2.1药剂用量对比
一区单独运转与两区同时运转时,给矿品位差距较大,可比性不强。
故统计了两区同时开车加药时药剂用量测量数值,包括NaOH、捕收剂、淀粉。
每个区都取得154*4个药剂用量指标。
两区同时开车加药药剂用量测量每日平均值及药剂用量测量总平均值见表7。
表7药剂用量测量每日平均值
日期
一区药剂(ml/s)
二区药剂(ml/s)
9月
NaOH
MKY
淀粉
NaOH
现场药剂
淀粉
2
123.4
22.38
76.25
140.0
28.60
90.00
6
122.9
17.80
77.50
143.0
20.90
85.00
7
120.0
19.55
80.00
137.5
23.90
80.00
8
119.2
21.90
80.00
129.2
23.20
80.00
9
120.0
18.65
80.00
136.6
21.30
80.00
10
120.0
21.85
75.00
132.9
28.20
80.00
11
130.0
20.05
75.60
130.0
27.00
80.00
12
130.0
24.63
80.00
130.0
27.50
80.00
总平均值
121.1
20.10
77.80
135.7
24.90
81.30
差值
0
0
0
+14.6
+4.80
+3.5
同比(%)
100
100
100
112.1
123.9
104.5
表7统计结果表明:
两区同时开车加药,一区三种药剂用量均较二区低,降幅最大为捕收剂,降幅在20%以上,其次为NaOH,降幅为10%以上,淀粉降幅最小为4.5%。
由此可见,MKY捕收剂不但有较好的选择性,而且捕收性能良好。
同时从另一个侧面也证实了实验室试验药剂用量较现场用量低的结果。
4、结语
4.1.司家营铁矿应用MKY捕收剂浮选工业试验在现场领导及岗位人员充分配合下取得了良好的指标。
在入选矿石性质不稳定情况下,取得了精矿品位65.36%,精矿回收率72.41%的技术指标。
4.2.MKY捕收剂选择性强,性质稳定,对司家营铁矿矿石性质适应性好。
在捕收剂用量低较现场药剂20%的情况下,较同期同区另一系列现场药剂浮选指标精矿品位高0.88个百分点,精矿回收率高12.47个百分点。
4.3.MKY捕收剂具有良好的捕收性。
三种药剂单耗均有下降,其中捕收剂降幅为20%以上,NaOH降幅为10%以上。
4.4.MKY捕收剂为粉状物,使用方便。
配药时只需加水溶化至使用浓度。
大为简化了配药工艺,方便管理。
减少了药剂配制中其他因素对药剂质量的影响。
基本消除了原配药过程中使用强碱和高温的安全隐患。
降低了岗位劳动强度。
4.5.MKY捕收剂实验室验证试验浮选温度为30℃,由于本次工业试验时间较短,未能进行温度试验。
建议进行浮选温度工业试验,降低能耗,适应当前低碳经济发展模式。
特别鸣谢:
河北钢铁、司家营铁矿各级领导及人员对药剂现场验证及工业试验的大力支持。
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