鹿鸣钼矿选矿废水循环利用工艺研究与应用_史福潮.pdf

有色金属（选矿部分）年第期 ：收稿日期：作者简介：史福潮（），男，黑龙江伊春人，学士，工程师，主要从事选矿技术的工业应用研究。鹿鸣钼矿选矿废水循环利用工艺研究与应用史福潮（伊春鹿鸣矿业有限公司，黑龙江 伊春 ）摘要：选矿废水的完全回用是建设绿色矿山和资源高效利用的必然要求。为考察鹿鸣钼矿选矿废水循环利用的可行性，基于废水水质分析结果，在实验室进行了选矿废水直接回用的探索试验及系统的药剂制度优化试验，并通过工业试验进行了验证。结果表明，在现有选矿工艺制度下，选矿废水直接回用会明显降低铜、钼精矿品位，无法满足生产要求。通过优化铜钼混浮作业、铜钼分离作业和钼尾选铜作业的浮选药剂制度，调整选矿废水循环利用的生产工艺流程，经过工业试验验证，最终获得了钼回收率 、铜回收率 的良好指标，使综合经济效益有所提升，为同类型钼矿选厂选矿废水循环利用提供了借鉴。关键词：钼矿；选矿废水；循环利用；浮选；药剂制度中图分类号：；文献标志码：文章编号：（）（.，.，）：，：；近年来，国家对矿山安全环保工作日益重视，大力推进绿色矿山建设。其中，提高选矿废水的循环利用率是几乎每个选厂都要面临的一个关键问题。由于选矿废水中含有大量有害离子和残余药剂，组成较为复杂，再次进入生产流程对选矿指标负面影响较大，很难直接全部循环利用。目前大部分矿山的选矿废水循环利用方式一般分为三种：选矿废水再处理后循环利用；生产流程中部分作业的选矿废水直接循环利用；选矿废水返回至特定生产流程循环利用。第一种方式需要引进新的水处理工艺，年第期史福潮：鹿鸣钼矿选矿废水循环利用工艺研究与应用大幅提高生产和管理成本；第二、三种方式只能部分循环使用选矿废水，不利于绿色矿山建设 。鹿鸣钼矿是一座斑岩成因的特大型钼矿，主要回收钼，综合回收少量铜。选矿厂日处理万原矿石，选矿工艺用水单耗为 ，选矿废水循环利用率为 ，采用第三种方式进行选矿废水循环利用，具体生产工艺用水分布见表。由表可知，在实际生产过程中，磨矿作业的工艺用水为废水，铜钼混浮作业和钼尾选铜作业同时使用新水和废水，铜钼分离作业只使用新水。表 年 月工艺用水统计 水种类总水耗（）作业名称水耗（）废水 磨矿 铜钼混浮 钼尾选铜 新水 铜钼混浮 铜钼分离 钼尾选铜 本文先通过探索试验查明影响选矿废水全部循环利用的关键因素，然后通过实验室小型试验确定最佳的分选条件，最后通过工业试验验证选矿废水全部循环利用的实际效果，为同类型钼矿选矿废水循环利用提供借鉴。试验样品和方法 试验样品对三个使用新水的作业分别进行废水代替新水的试验。考虑到各作业入选粒级分布对选别效果的影响程度远大于废水中残留药剂造成的影响，为尽可能地模拟生产实际情况，直接选取生产现场流程样品进行试验。铜钼混浮试验原矿取自磨矿作业旋流器溢流产品，铜钼分离试验给矿取自铜钼混浮作业浮选精矿产品，钼尾选铜试验给矿取自铜钼分离作业尾矿产品。各试验样品性质见表。试验药剂均取自现场。其中，捕收剂为煤油、丁基黄药、，起泡剂为松醇油，抑制剂为巯基乙酸钠，分散剂为水玻璃，调整剂为石灰。探索试验所用新水和废水均取自生产现场，条件试验初始用水为现场新水，后期为试验产生的废水。表试验样品性质 试验样品钼品位铜品位浓度 粒级含量铜钼混浮原矿 铜钼分离给矿 钼尾选铜给矿 试验方法对鹿鸣钼矿选厂使用的新水和废水分别进行水质分析，结果见表。由表可知，新水与回水的 值较为接近，主要是生产现场 调整剂石灰用量不大，对整体 影响较小；废水中有少量悬浮物，对选别作业影响不大；废水中 远高于新水，说明废水中煤油、丁基黄药、松醇油、巯基乙酸钠等有机物类药剂残留量较大，容易对浮选指标产生影响。表水质分析结果 项目名称 悬浮物（）（）新水 废水 首先开展探索试验，探索试验参考现场工艺流程和药剂制度进行；其次药剂制度调整试验参考现场工艺流程对药剂制度进行优化调整；再次在药剂制度优化试验的基础上进行工业试验；最后统计分析当选矿废水全部全流程循环利用时与之前部分作业使用选矿废水时的指标、水耗、药剂消耗等差异，综合评价选矿废水全部全流程循环利用的优劣。选矿试验工艺流程见图。有色金属（选矿部分）年第期图选矿试验工艺流程 年第期史福潮：鹿鸣钼矿选矿废水循环利用工艺研究与应用试验结果与讨论 废水代替新水探索试验参考现场药剂制度，对三个作业分别进行废水代替新水的探索试验，闭路试验结果见表。由表可知，铜钼混合浮选试验中，废水代替新水后，铜钼金属作业回收率均升高，其中铜金属回收率提高了 个百分点；精矿产品品质下降，精矿产率升高，废水条件下精矿产率达新水时的 倍，同时远超过工艺流程设计值 ，不利于后续作业运行。铜钼分离试验中，废水代替新水后钼精矿品质大幅下降，钼精矿品位 ，含铜 ，不能满足钼精矿品位高于、含铜低于 的生产要求。钼尾选铜试验中，废水代替新水后铜精矿品位明显降低，为 ，远达不到 的生产要求。表全流程闭路试验结果 用水种类产品名称产率品位回收率钼铜钼铜铜钼混合浮选（新水）浮选精矿 铜钼混合浮选（废水）浮选精矿 铜钼分离（新水）浮选精矿 铜钼分离（废水）浮选精矿 钼尾选铜（新水）浮选精矿 钼尾选铜（废水）浮选精矿 综上所述，在现有选矿工艺制度下，当废水直接完全代替新水时，虽然黄铜矿、辉钼矿、黄铁矿等硫化矿物作业回收率有所提升，但铜、钼精矿品质明显下降，说明废水中残留药剂对流程影响显著。因此，后续试验中需要基于废水性质对药剂制度进行优化。各作业入选物料的磨矿细度主要取决于矿物的单体解离度，当矿石性质稳定时，各选别作业需要的矿物单体解离度基本恒定，因此下一步试验仍保持现有的磨矿细度。药剂制度调整优化试验废水中对现有流程影响最大的残留药剂为选择性差的硫化矿捕收剂黄药，因此考虑使用选择性较强的铜矿物捕收剂 代替黄药。首先开展在新水条件下的药剂制度调整试验，试验最终尾矿沉降后的上清液作为废水试验所需废水。原选矿药剂制度中仅在钼尾选铜作业添加黄药，因此药剂制度调整优化试验开展顺序定为：钼尾选铜试验铜钼混浮试验铜钼分离试验。钼尾选铜试验 用量试验在钼尾选铜试验中，以捕收剂 用量为变量，三个加药点加药量比例为:，分散剂水玻璃用量，石灰用量。钼尾选铜试验流程见图，新水和废水条件下的试验结果见图、。由图、可知，新水条件下 用量为，废水条件下 用量为 时，铜作业回收率分别图新水条件下 用量试验结果 图废水条件下 用量试验结果 有色金属（选矿部分）年第期为 、，铜精矿品位分别为 、；继续增加 用量，铜作业回收率提高较少，铜精矿品位降至 以下，因此在新水条件下 用量取较为适宜，废水条件下 用量取 较为适宜。钼尾选铜闭路试验根据上述试验确定的最优浮选条件进行闭路试验，试验结果见表。由表可知，废水条件下 用 量 为 时，闭 路 试 验 可 获 得 铜 品 位 、铜作业回收率为 的指标，稍优于新水条件下 用量为时的指标，因此，确定废水条件 用量为 。表钼尾选铜闭路试验结果 用水种类产品名称作业产率铜品位铜作业回收率新水铜精矿 尾矿 给矿 废水铜精矿 尾矿 给矿 铜钼混浮试验 煤油用量试验以捕收剂煤油用量为变量，煤油四个加药点加药量比例为:，起泡剂松醇油用量为，用水为钼尾选铜试验生产的废水。试验流程见图中铜钼混浮部分，试验结果见图。由图可知，煤油用量为 时，铜回收率为 ，钼回收率为 ；继续提高煤油用量，铜、钼回收率呈下降趋势，综合考虑，取煤油用量为 较为适宜。铜钼混浮闭路试验根据上述试验确定的最优浮选条件进行闭路试验，试验结果见表。由表可知，废水条件下煤油用量为 时，闭路试验获得混浮精矿产率为 ，钼回收率 、铜回收率为 的指标，满足生产需求，达到药剂制度优化前新水条件下的选别水平。图废水条件下煤油用量试验结果 表铜钼混浮闭路试验结果 产品名称产率品位回收率钼铜钼铜混浮精矿 尾矿 原矿 铜钼分离试验 铜抑制剂用量试验以铜抑制剂用量为变量，铜抑 制 剂 有五 个加药点，分别为精选和精扫，加药量比例为:，分散剂水玻璃用量为 。试验用水为钼尾选铜和铜钼混浮试验所产废水，按现场作业近期考查水量比例:进行配置。试验流程见图中铜钼分离部分，试验结果见图。由图可知，随着铜抑制剂用量的提高，钼精矿品位呈上升趋势，钼作业回收率和钼精矿含铜呈下降趋势，年第期史福潮：鹿鸣钼矿选矿废水循环利用工艺研究与应用当 铜 抑 制 剂 用 量 为 时，钼 精 矿 品 位 ，钼 精 矿 含 铜 ，钼 作 业 回 收 率 为 ，满足生产需求，继续提高铜抑制剂用量不利于钼金属的回收。综合考虑，取铜抑制剂用量为 较为适宜。铜钼分离闭路试验根据上述试验确定的最优浮选条件进行闭路试验，试验结果见表。由表可知，废水条件下铜抑制剂用量为 时，闭路试验获得钼精矿品位 ，钼 精 矿 含 铜 ，钼 作 业 回 收 率 为 的指标，满足生产需求，达到药剂制度优化前新水条件下的选别水平。图废水条件下铜抑制剂用量试验结果 表铜钼分离闭路试验结果 产品名称产率品位作业回收率钼铜钼铜钼精矿 尾矿 给矿 工业试验基于实验室最优药剂制度和工艺进行了相应工业试验。为充分考查应用效果，选取相邻生产年度同月份数据，即 、年 月（注：年未生产），分别从浮选指标、耗水量和药剂消耗三个角度进行比较。铜钼浮选指标见表，选矿工艺用水统计结果见表，浮选药剂用量统计结果见表。从表可知，年 月份钼回收率 ，钼精矿合格率 ，与新水条件下水平相近；铜回收率 ，铜精矿产品合格率 ，较之前大幅提高，主要是受后期铜浮选流程改造影响较大。表铜钼浮选指标 用水种类时间钼回收率铜回收率钼精矿合格率铜精矿合格率新水 年 月 废水 年 月 表选矿工艺用水统计 用水种类总水耗（）作业名称水耗（）废水 磨矿 铜钼混浮 铜钼分离 钼尾选铜 新水铜钼混浮铜钼分离钼尾选铜从表、可知，选矿工艺采用全废水生产时，选矿工艺用水总耗并未增加，仅各作业水耗稍有变化。从表 可知，采用废水完全回用工艺时，煤油和黄药用量大幅降低，分别降低了 、；和铜抑制剂用量略有提高，分别提高了 、（注：只列举用量变化显著部分）。有色金属（选矿部分）年第期表 选矿药剂使用统计 药剂名称新水（）废水（）煤油 黄药 铜抑制剂 根据浮选指标、耗水量和药剂消耗进行粗略技术经济分析计算。指标方面只计算钼回收率提高 个百分点带来的经济效益，铜回收率不考虑。按日处理万原矿，月工作，原矿钼品位 ，钼精矿品位，钼精矿价格 元度计算。钼回收率提高的效益为 万元月。用水方面，总水耗未增加，现场新水和废水的泵送路程和高程基本一致，因此用水方面费用不考虑。药剂消耗方面，根据表 计算用量变化显著的四种药剂成本变化。按当 期 市 场 价 格，煤 油 元，巯 基 乙 酸 钠 元，元，丁基黄药 元计算，生产情况仍按日处理万原矿，月工作 计算，药剂成本降低值为 万元月。综上，工业试验结果表明，在不降低选矿指标和不提高生产成本的前提下，通过优化药剂制度可以有效降低新水使用量，降低量约为 万月，为企业创建绿色矿山提供有力的支持。结论）选矿废水直接回用时，虽然黄铜矿、辉钼矿、黄铁矿等硫化矿物回收率有所提升，但铜、钼精矿品质显著下降，无法满足生产要求，说明废水中残留药剂对浮选结果影响显著。）通过调整和优化药剂制度可实现选矿废水完全回用，实验室最佳药剂制度为：钼尾选铜作业 用量 、铜钼混浮作业煤油用量、铜钼分离作业铜抑制剂用量 。此时，实验室闭路试验可以达到药剂制度优化前新水条件下的选别指标。）基于实验室最佳 药剂 制度，在 选 矿废 水完全回 用 的 情 况 下，工 业 试 验 获 得 了 钼 回 收 率 、铜回收率 的 良好指 标，药剂 成本降低 万 元月，钼精矿 经 济 效益 提升 万元月。）研究提出的选矿废水循化利用工艺从根源上控制了水资源的消耗，实现了选矿废水中残留药剂的重复利用，降低了综合生产成本，为企业创建绿色矿山提供了有力支持，同时也为同类型钼矿选矿废水循环利用提供了借鉴。参考文献种万象 我国绿色矿山建设现状及案例分析 世界有色金属，（）：，（）：王京 新时代绿色矿山建设的改建措施探究 现代矿业，（）：，（）：，张 国 平，贺 金 刚金 堆 城 选 矿 厂 废 水 治 理 与 回 收 利用 中国钼业，（）：，（）：陈忠提高矿山水重复利用率的探讨有色冶金设计与研究，（）：，（）：，（），（）：陆红羽，刘润清，朱阳戈，等风化钨矿选矿废水回用对钨浮选影响研究有色金属（选矿部分），（）：，（），（）：冯章标，何发钰，邱廷省选矿废水治理与循环利用技术现状及展望金属矿山，（）：，（）：刘威，王俊，段连鑫，等臭氧氧化生化法处理凡口铅锌矿废水及其循环利用 矿产保护与利用，（）：，（）：王军，李飞，白守元，等选矿废水中残留有机物的去除及回用试验研究 有色金属（选矿部分），（）：年第期史福潮：鹿鸣钼矿选矿废水循环利用工艺研究与应用 ，（），（）：翁叶龙，王毓华，袁华焱，等某锂辉石矿浮选废水回用的试验研究 非金属矿，（）：，（）：曹学锋，吴江求，孟祥松，等 降低湖南某多金属矿选矿废水 试验研究 有色金属（选矿部分），（）：，（），（）：，（），：，：，（）：（本文编辑刘水红）（上接第 页），（），（）：刘书杰，王中明，刘方，等重介质预抛对湖南某高碳酸钙型低品位白钨矿浮选试验的影响研究有色金属（选矿部分），（）：，（），（）：于一栋超级三产品重介质旋流器在老石旦选煤厂应用的工艺指标分析煤炭加工与综合利用，（）：，（）：汤优优，喻连香，陈雄重介质选矿技术在处理有色金属矿和非金属矿的研究现状及展望矿产综合利用，（）：，（）：李沛伦，胡真 复杂多金属矿重介质浮沉试验方法研究有色金属（选矿部分），（）：，（），（）：刘广学，戴科伟，常学勇，等某低品位伟晶岩型锂辉石选矿试验 现代矿业，（）：，（）：吕超，梁溢强，赵轩，等西南地区某铅锌矿重介质浮选联合工艺分选试验研究矿业研究与开发，（）：，（）：赵忠花湖北某磷矿脱泥重介质分选工艺设计化工矿物与加工，（）：，（）：邓湘湘，廖德华萤石选矿技术研究现状怀化学院学报，（）：，（）：罗新民，田松鹤 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