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文檔簡介
1、近年來隨著我國礦產(chǎn)資源貧細雜化程度的不斷加劇及經(jīng)濟發(fā)展與礦產(chǎn)供應程度結構性矛盾的日益凸顯,如何進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鍵技術及工藝已經(jīng)迫在眉睫。本研究所采用的X射線輻射預選技術是近年來發(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、該技術是原子物理學與自動化分選高度結合的產(chǎn)物,目前在國內尚無成功應用經(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射線輻射分選機的工作原理、過程及影響預選指標的各項工藝參數(shù),建立了礦石預選可選性評價體系,并對誤差來源進行了理論分析,進而對預選后的礦樣進行了浮選分離行為研究并取得了良好指標。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,并以散射線背景標準法等光譜學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射線輻射分選法進行預選奠定了理論基礎。
本文首先以遼寧撫順紅透山極貧銅礦石為研究對象進行了不同X射線輻射預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的影響。研究結果表明:礦塊表面礦泥罩蓋可嚴重惡化分選機的選擇性;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備處理量但卻嚴重影響細粒級礦塊的分選指標,但對粗粒級選別指標無明顯不利影響;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。
在工藝礦物學研究的基礎上,本論文針對預選后銅礦石中具有回收價值的黃銅礦、閃鋅礦及黃鐵礦進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計了“分步異速”浮選工藝。閉路試驗結果表明: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射線輻射分選技術對不同金屬礦石的選別適應性,本論文還針對不同粒級的朝陽新華極貧鉬礦石進行了輻射預選試驗研究。研究結果表明,不同金屬礦石的最佳預選工藝參數(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,分選機各組件處于理論最佳工作狀態(tài)。在
7、此條件下,當極貧鉬礦石的分離閾值設定在0.41時,對含鉬在0.072%的混合粒級采用X射線輻射預選作業(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)對預選后鉬礦石的工藝礦物學性質進行分析,進而對礦石中所含輝鉬礦進行了浮選分離行為研究。在捕收劑、調整劑、起泡劑種類及用量最佳條件下開路試驗研究表明:預選后鉬品位為
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。
X射線預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效應、礦石的結構效應及表面效應可引起礦石表面元素熒光光譜中的特散比值與礦塊元素含量相關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選制定了預選可選性評價指標,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選礦石;由品位變化系
9、數(shù)和莫氏公式評價出的指標均顯示本預選所處理的極貧礦石為強顯明度礦石;采用莫氏公式對分選特征表征方式與礦石品位相關程度進行評價,表明本研究中采用以散射線背景標準法為理論依據(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行處理的合理性提供了量化標準。
本論文研究確立的X
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