一种高黏土多金属矿矿浆浓密方法与流程

本发明涉及湿法冶金领域，尤其涉及一种高黏土多金属矿矿浆浓密方法。

背景技术：

随着矿产资源的不断开发，难处理矿石资源越来越多的应用于生产。所述难处理矿石包括某些目标矿物被包裹的矿石，或者粒度细以及黏土含量高的矿石。要对该类矿石进行有效分解，必须通过磨矿提高矿物的解离度。原矿石磨细后矿浆常采用压滤机、带式过滤机等过滤设备进行固液分离，以满足后续浸出工艺的矿浆浓度要求，减少后续料液处理量。由于磨细后浆料较细、黏土含量高，过滤机生产过程中存在过滤时间长、滤布粘料的现象，同时过滤后滤饼还需进一步调浆，又存在能耗大、工艺复杂等问题。还可以采用浓密的方法进行副业分离。浓密的方法普遍应用于选矿精矿、尾矿、浸出矿浆逆流洗涤以及废水处理等领域，一般可将质量浓度小于20％的浆料进行浓密或逆流洗涤。

在现有技术中，“沽源铀钼矿中性矿浆絮凝剂选型试验研究”公开了一种高黏土含量矿浆絮凝沉降条件试验研究，通过特效絮凝剂的加入，改善了矿浆的沉降性能，但未进行详细的絮凝剂加入方式研究，仍存在絮凝剂用量较大、矿浆沉降速度偏小的问题；“高效深锥浓密机在我国某铀水冶厂的应用”公开了一种采用深锥浓密机进行中性矿浆絮凝沉降的工艺和装置，实现了中性矿浆的絮凝浓密工业化应用。但由于进料矿浆浓度较高，仍未解决浓密机生产效率偏低，絮凝剂消耗偏高的问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种高黏土多金属矿矿浆浓密方法，提高了矿浆的絮凝沉降速度，降低了絮凝剂消耗、显著提高了浓密机生产能力，解决了制约高黏土含量多金属矿生产的瓶颈技术难题，达到了“提质增效”的目的。

本发明提供了一种高黏土多金属矿矿浆浓密方法，包括以下步骤：

步骤s1：对矿石进行球磨处理，然后进行分级，得到产品矿浆；

步骤s2：将所述产品矿浆和絮凝剂混合，充分絮凝后的矿浆进行沉降，得到絮凝体和上层清液；

所述上层清液回流，与所述产品矿浆和絮凝剂混合；

步骤s3：将所述絮凝体挤压脱水，得到固体质量分数为55～60％的底流和水分；所述水分从絮凝层中溢出，在絮凝层的过滤作用下进入上层清液，返回步骤s1中用于进行球磨及分级，部分返回步骤s2中用于与所述产品矿浆和絮凝剂混合；

所述絮凝剂包括：两性型聚丙烯酰胺类絮凝剂或者两性型聚丙烯酰胺类絮凝剂与阴离子型聚丙烯酰胺的混合物。

优选地，所述球磨处理时，选用的钢球直径分别为φ100、φ80、φ60、φ40；

φ100、φ80、φ60和φ40的钢球配比为20％：25％：35％：20％；

所述分级为螺旋分级，螺旋分级机溢流矿浆质量浓度为20～40％；

得到的产品矿浆中，0.180mm～0.208mm矿粉比例为25％～40％，-0.045mm矿粉比例30％～45％。

优选地，利用深锥浓密机对所述产品矿浆进行浓密处理，将所述产品矿浆和絮凝剂在絮凝桶内充分混合，然后进入中心进料桶，矿浆沉降，得到絮凝体和上层清液；

在深锥浓密机上部清液层设置上层清液回流管，所述上层清液回流管上设置有自动闸阀，根据所述产品矿浆浓度及流量自动控制回流量，使一部分清液返回浓密机进料筒，与产品矿浆混合。

优选地，所述回流量为0.3m³～1.6m³/t矿。

优选地，所述絮凝剂的添加量为40g/t矿～80g/t矿。

优选地，所述絮凝剂分两部分加入，一部分由矿浆进料管加入，絮凝剂加入管与所述矿浆进料管之间的夹角为10°～30°；

另一部分由所述上层清液回流管加入，絮凝剂加入管与所述上层清液回流管之间的夹角为10°～30°。

优选地，所述絮凝剂加入管的端口位于所述矿浆进料管或者上层清液回流管的中轴线上部20～100mm。

优选地，由矿浆进料管加入的絮凝剂浓度为0.05％～0.2％，加入量为总加入量的30％～60％。

优选地，由上层清液回流管上部加入的絮凝剂浓度为0.2％～0.5％，加入量为总加入量的40％～70％。

优选地，在所述深锥浓密机的沉降压缩区，将絮凝体挤压脱水。

与现有技术相比，本发明的高黏土多金属矿矿浆浓密方法，在满足后续浸出矿浆质量浓度和粒度的前提下，强化了矿浆颗粒与絮凝剂混合、反应过程，显著提高了矿浆沉降速度，进而使浓密过程絮凝剂用量降低20％～60％，实现了高黏土含量、高质量浓度矿浆的高效浓密。

附图说明

图1表示深锥浓密机的结构示意图；

图2表示絮凝剂加药管路示意图。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明的实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明的限制。

本发明的实施例公开了一种高黏土多金属矿矿浆浓密方法，包括以下步骤：

步骤s1：对矿石进行球磨处理，然后进行分级，得到产品矿浆；

步骤s2：将所述产品矿浆和絮凝剂混合，充分絮凝后的矿浆进行沉降，得到絮凝体和上层清液；

所述上层清液回流，与所述产品矿浆和絮凝剂混合；

步骤s3：将所述絮凝体挤压脱水，得到固体质量分数为55～60％的底流和水分；所述水分从絮凝层中溢出，在絮凝层的过滤作用下进入上层清液，返回步骤s1中用于进行球磨及分级，部分返回步骤s2中用于与所述产品矿浆和絮凝剂混合；

所述絮凝剂包括：两性型聚丙烯酰胺类絮凝剂或者两性型聚丙烯酰胺类絮凝剂与阴离子型聚丙烯酰胺的混合物。

在本发明中，所述浓密方法优选配合深锥浓密机对高黏土多金属矿矿浆进行浓密处理。

按照本发明，所述步骤s1中，优选地，所述球磨处理时，选用的钢球直径分别为φ100、φ80、φ60、φ40；

φ100、φ80、φ60和φ40的钢球配比为20％：25％：35％：20％；

所述分级为螺旋分级，螺旋分级机溢流矿浆质量浓度为20～40％；

得到的产品矿浆中，0.180mm～0.208mm矿粉比例为25％～40％，-0.045mm矿粉比例30％～45％。

通过钢球配比、分级机进料浓度控制，在满足浸出工艺粒度要求的前提下，减少细泥产率，进而提高矿浆沉降速度、减少絮凝剂用量。

优选地，所述步骤s2和步骤s3中，均配合深锥浓密机进行。

所述步骤s2，利用深锥浓密机对所述产品矿浆进行浓密处理，将所述产品矿浆和絮凝剂在絮凝桶内充分混合，然后进入中心进料桶，矿浆沉降，得到絮凝体和上层清液；

在深锥浓密机上部清液层设置上层清液回流管，所述上层清液回流管上设置有自动闸阀，根据所述产品矿浆浓度及流量自动控制回流量，使一部分清液返回浓密机进料筒，与产品矿浆混合。

优选地，所述回流量为0.3m³～1.6m³/t矿。

优选地，所述絮凝剂的添加量为40g/t矿～80g/t矿。

所述絮凝剂分两部分加入，一部分由矿浆进料管加入，絮凝剂加入管与所述矿浆进料管之间的夹角为10°～30°；由矿浆进料管加入的絮凝剂浓度为0.05％～0.2％，加入量为总加入量的30％～60％。

另一部分由所述上层清液回流管加入，絮凝剂加入管与所述上层清液回流管之间的夹角为10°～30°。由上层清液回流管上部加入的絮凝剂浓度为0.2％～0.5％，加入量为总加入量的40％～70％。

所述絮凝剂加入管的端口位于所述矿浆进料管或者上层清液回流管的中轴线上部20～100mm。

所述步骤s3，在所述深锥浓密机的沉降压缩区，将絮凝体挤压脱水。

本发明的方法配合深锥浓密机，采取磨矿分级控制、进料矿浆过程调控、絮凝剂加料方式控制等措施，强化了矿浆颗粒与絮凝剂混合、反应过程，显著提高了矿浆沉降速度，进而使浓密过程絮凝剂用量降低20％～60％，深锥浓密机生产能力提高20％～50％，实现了高黏土含量、高质量浓度矿浆的高效浓密。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的高黏土多金属矿矿浆浓密方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

实施例1

某高黏土含量铀钼多金属矿，黏土矿物含量30％。原矿石经三段破碎后进入球磨-螺旋分级机组成的磨矿系统。经过试验优化，调整球磨机内钢球配比为φ100:φ80:φ60:φ40＝20％:25％:35％:20％，螺旋分级机溢流得到的磨矿产品质量浓度35％，0.180mm～0.208mm矿粉比例35％，-0.045mm矿粉比例40％。

磨细后产品矿浆由渣浆泵输送至深锥浓密机进行絮凝浓密作业，所述深锥浓密机如图1所示。配置好的两性型絮凝剂fz3802溶液，浓度为0.1％，加入量按20g/t矿计量。第一絮凝剂管1插入矿浆进料管2中心轴上部40mm，斜向前15°，如图2所示。第一絮凝剂管1内的絮凝剂与矿浆进料管2内的矿浆在絮凝桶3内充分混合后进入深锥浓密机中心进料筒4。根据进料矿浆浓度及流量，回流管闸阀自动调节回流量为1.0m³/t矿。第二絮凝剂管5内同样为两性型絮凝剂fz3802溶液，浓度为0.25％，加入量为20g/t矿。第二絮凝剂管5插入溢流返回液管道6中心轴上部50mm，斜向前20°。回流溶液与预絮凝矿浆在深锥浓密机中心进料筒4内充分混合均匀、反应后，从进料筒底部排出至浓密机沉降压缩区7，絮凝体在压缩区域被挤压脱水，获得55％固体质量分数的底流；而从絮体内分离出的水分从絮凝层中上升溢出，在絮凝层的过滤作用下进入上部澄清区8，溢流返回磨矿工艺，水中固含量可降低至0.08％。

在满足后续浸出矿浆粒度要求的前提下，使该高黏土含量铀钼多金属矿浸出前矿浆浓度提高5％，絮凝剂用量降低40％，深锥浓密机生产能力提高20％，实现了高黏土含量、高质量浓度矿浆的高效浓密。

实施例2

某风化铀-稀土多金属矿，原矿石经三段破碎后进入球磨-螺旋分级机组成的磨矿系统。经过试验优化，调整球磨机内钢球配比为φ100:φ80:φ60:φ40＝20％:28％:34％:18％，螺旋分级机溢流得到的磨矿产品质量浓度33％，0.180mm～0.208mm矿粉比例40％，-0.045mm矿粉比例34％。

磨细后产品矿浆由渣浆泵输送至深锥浓密机进行絮凝浓密作业。第一絮凝剂管内为配置好的两性型聚丙烯酰胺类絮凝剂wz944溶液，浓度为0.1％，加入量按30g/t矿计量。第一絮凝剂管插入矿浆进料管中心上部30mm，斜向前15°。第一絮凝剂管内的絮凝剂与矿浆进料管内的矿浆在絮凝桶内充分混合后进入深锥浓密机中心进料筒。根据进料矿浆浓度及流量，回流管闸阀自动调节回流量为1.2m³/t矿。第二絮凝剂管内为阴离子型聚丙烯酰胺类絮凝剂az5002溶液，浓度为0.3％，加入量为35g/t矿。第二絮凝剂管插入溢流返回液管道中心上部50mm，斜向前25°。回流溶液与预絮凝矿浆在深锥浓密机中心进料筒内充分混合均匀、反应后，从进料筒底部排出至浓密机沉降压缩区，絮凝体在压缩区域被挤压脱水，获得52％固体质量分数的底流；而从絮体内分离出的水分从絮凝层中上升溢出，在絮凝层的过滤作用下进入上部澄清区，溢流返回磨矿工艺，水中固含量可降低至0.06％。

在满足后续浸出矿浆粒度要求的前提下，使该风化铀-稀土多金属矿浸出前矿浆浓度提高6％，絮凝剂用量降低35％，深锥浓密机生产能力提高40％。

实施例3

某高黏土含量铀钒多金属矿，黏土矿物含量20％。原矿石经三段破碎后进入球磨-螺旋分级机组成的磨矿系统。经过试验优化，调整球磨机内钢球配比为φ100:φ80:φ60:φ40＝20％:25％:35％:20％，螺旋分级机溢流得到的磨矿产品质量浓度40％，0.180mm～0.208mm矿粉比例42％，-0.045mm矿粉比例30％。

磨细后产品矿浆由渣浆泵输送至深锥浓密机进行絮凝浓密作业。第一絮凝剂管内为配置好的两性型聚丙烯酰胺类絮凝剂fz3802溶液，浓度为0.2％，加入量按42g/t矿计量。第一絮凝剂管插入矿浆进料管中心上部40mm，斜向前25°。第一絮凝剂管内的絮凝剂与矿浆进料管内的矿浆在絮凝桶内充分混合后进入深锥浓密机中心进料筒。根据进料矿浆浓度及流量，回流管闸阀自动调节回流量为1.6m³/t矿。第二絮凝剂管内阴离子型聚丙烯酰胺类絮凝剂az5005溶液，浓度为0.35％，加入量为35g/t矿。第二絮凝剂管插入溢流返回液管道中心轴上部60mm，斜向前20°。回流溶液与预絮凝矿浆在深锥浓密机中心进料筒内充分混合均匀、反应后，从进料筒底部排出至浓密机沉降压缩区，絮凝体在压缩区域被挤压脱水，获得60％固体质量分数的底流；而从絮体内分离出的水分从絮凝层中上升溢出，在絮凝层的过滤作用下进入上部澄清区，溢流返回磨矿工艺，水中固含量可降低至0.1％。

在满足后续浸出矿浆粒度要求的前提下，使该高黏土含量铀钒多金属矿浸出前矿浆浓度提高8％，絮凝剂用量降低22％，深锥浓密机生产能力提高50％。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。