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1. 研究目的与意义(文献综述)
随着人们对矿产资源的开发,品位高,可直接冶炼的矿石逐渐减少,与之相对的贫、细、杂矿石以及矿山尾矿逐渐成为选矿的重点和难点。本次设计研究内容为铜镍硫化矿的浮选分离。铜是重要的矿产资源,主要应用于导线的制作加工。镍是一种重要的战略资源,广泛应用于工业生产之中,同样也面临着优良矿产资源稀缺的困境。选矿作为采矿和冶炼的中间环节,可以去除矿产资源中的杂质,提高矿物质量,满足冶炼的需求。通过选矿,可以将无法直接冶炼的矿石或经过选别的尾矿“变废为宝”,为冶炼提供合适的原材料,以供工业生产以及应用。
目前全球约60%的镍来自硫化镍矿。但是硫化镍矿的矿石之间差异较大,并且常与含镁、钙等的脉石矿物共生导致其浮选困难。目前,针对这一问题的主要解决措施有以下两个方面。第一方面是改进选别工艺。其中主要包括,生物浸出,优选或半优先浮选工艺、混合浮选工艺、快速浮选工艺以及电化学调控浮选。其中,最常用的是混合-优先浮选工艺,即先获得铜镍混合精矿,然后进行铜镍分离的工艺方法。有研究表明,该方法适用于含铜量较高的铜镍矿石,且铜、镍矿石都有良好的回收指标。生物浸出在实验室实验效果较好,但生物浸出的微生物适应能力差、成长较慢、速率相较浮选也较低,为工业化生产带来不便。快速浮选是将磨矿与浮选结合起来,磨好的矿浆经过水力旋流器后沉砂进入浮选机中,直接进行浮选。这样可以提高分离效率,实现“早磨早浮”。在生产实践中都与较好的品位和回收率指标。电化学调控则是利用添加化学药剂或外加电机改变矿浆的电化学特性从而实现化学分离的浮选方法。添加化学药剂浮选效果良好,但充气过程中大量氧气进入浮选机造成难以调解的困境。而溶液中的电位调控所使用的电机较为昂贵,增加了浮选机安装和维修费用。第二方面是使用组合药剂的方法,提高浮选指标。实践证明,两种或两种以上的药剂组合在一起可以产生协同作用,提高浮选效率。例如丁黄药、乙黄药和丁铵黑药所组合形成的组合捕收剂在提高硫化镍矿石的浮选回收率的同时,也可以降低药量的使用。在此实验中,可以获得含3.06%镍和5.52%铜的混合铜镍精矿,铜、镍回收率分别为81.47%、92.54%。另有实验研究表明,乙基黄药和丁铵黑药的药剂组合可以得到含3.31%镍和5.95%铜的混合精矿,铜、镍回收率分别为94.86%、85.73%。虽然有了一定的应对硫化镍矿石浮选问题的方法,但贫、细、杂矿物的处理依旧有诸多问题。从目前国内外的选矿现状分析,可以得出目前的研究重点在浮选药剂的研究与使用。研究新型浮选药剂,设计更加合理的浮选流程将会是未来一段时间内研究硫化镍矿石分离的重点。
对于混合精矿分离主要有以下难点:一、矿物致密共生,粒度较细不易分离。二、脉石矿物复杂,影响分离效果。三、混合精矿所含离子影响药剂时用。四、矿产资源本身逐渐趋于贫细杂。
2. 研究的基本内容与方案
设计的基本内容包括:
(1) 查阅文献。了解当前国内外镍铜矿浮选分离现状及趋势。
(2) 浮选工艺的初步设计。根据给出的混合精矿试样的基本性质与各组分含量,初步的对浮选分离工艺流程进行初步的设计。
3. 研究计划与安排
2020年3月23日以前完成毕业设计选题,完成并提交开题报告以及英文翻译。
2020年3月23日至4月8日完成原则工艺流程和矿浆流程的计算并进行主体设备的设计和选型。
2020年4月8日至4月20日绘制相关的工艺流程图和cad图纸。
4. 参考文献(12篇以上)
[1] 罗立群, 王召, 魏金明. 污泥与尾矿制备烧结制品的应用进展[j]. 中国矿业, 2017, 26(07): 129-134.
[2] 魏金明, 罗立群, 王召, 刘斌. 低品位硫化铜镍矿的特性与浮选工艺研究[j]. 中国矿业, 2017, 26(08): 120-125.
[3] sibanda v., r. khan, g. danha. the effect of chemicalreagents on flotation performance of a pentlandite ore: an attainable regionapproach[j]. powder technology, 2019, 352: 462-469.
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