試驗(yàn)研究方法結(jié)課論文

1、試 驗(yàn) 研 究 方 法結(jié) 課 論 文 研究對(duì)象：有色金屬礦之銅礦 專業(yè)班級(jí)：礦 加 1102 班 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 任課老師：路 陽(yáng) 日 期：2014年5月24日 目錄 摘要-1 一、引言-2 二、礦石性質(zhì)-2 2.1 物相分析2 2.2 粒度組成2 2.3 分選手段2 三、制定試驗(yàn)方案-3 3.1 試驗(yàn)規(guī)模3 3.2 樣品采集3 3.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法3 3.4 數(shù)據(jù)分析4 3.5誤差分析4 3.6 精度判斷5 3.7 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的表示方法5 四、硫化銅礦浮選試驗(yàn)設(shè)計(jì)-5 4.1試驗(yàn)?zāi)康? 4.2浮選基本原理6 4.3影響浮選過(guò)程的因素6 4.4試樣、藥劑及設(shè)備9 4.5試驗(yàn)流程.9 4.6試

2、驗(yàn)步驟.12 五、小結(jié)-13 六、參考文獻(xiàn)-14 摘要 廣西橫縣某銅礦是典型的硫化礦型，主要有用組分為黃銅礦、輝銅礦等，礦物組成簡(jiǎn)單。筆者在文中論述了在傳統(tǒng)選礦工藝流程的基礎(chǔ)上，根據(jù)硫化銅礦的礦石性質(zhì)和粒度特性等調(diào)整磨浮工藝，以提高銅的精礦品位及回收率。運(yùn)用試驗(yàn)研究方法中的基礎(chǔ)知識(shí)如誤差分析、正交試驗(yàn)等，探究浮選過(guò)程中浮選藥劑的最佳配比。關(guān)鍵詞：硫化銅礦、選礦試驗(yàn)、浮選藥劑、粗選掃選、正交試驗(yàn)一、引言 我國(guó)是一個(gè)銅金屬緊缺國(guó)家，根據(jù)對(duì)礦產(chǎn)資源的預(yù)測(cè)和目前的開(kāi)發(fā)速度，到2020年，銅礦資源將嚴(yán)重短缺。我國(guó)銅金屬保有儲(chǔ)量雖然有6000多萬(wàn)噸，但富礦少、貧礦多、礦石品位偏低，硫化銅礦資源越來(lái)越少，高

3、效利用已成當(dāng)務(wù)之急。在硫化銅礦石中，除硫化銅礦物和脈石以外，或多或少都含有硫化鐵礦物（黃鐵礦、磁黃鐵礦、砷黃鐵礦等），硫化銅與脈石礦物分離比較容易，但與硫化鐵礦物的分離較難，因而硫化銅礦石浮選的重點(diǎn)是銅硫分離。為了尋求更高效更經(jīng)濟(jì)的銅礦處理方法，開(kāi)展硫化銅礦石的選礦試驗(yàn)研究具有十分重要的意義。二、礦石性質(zhì)2.1物相分析礦石中主要由黃銅礦、輝銅礦、黃鐵礦等金屬礦物及石英、絹云母及水云母、白云石等脈石礦物組成。2.2粒度組成黃銅礦的嵌布粒度較粗，一般在 0.41.2 mm，；黃鐵礦呈淺黃銅色，粒度在0.040.1 mm，與黃銅礦一起混雜嵌布于熱液石英粒間或穿插于石英粒間。礦石為原生硫化礦石，礦物組

4、成簡(jiǎn)單，無(wú)其他可綜合回收的組分。2.3分選手段處理硫化銅礦石的分選手段多種多樣，概括起來(lái)有優(yōu)先浮選、混合浮選、等可浮、部分優(yōu)選混合浮選、快速浮選、分步優(yōu)先浮選、部分混合浮選、異步混合浮選等，不同的礦石性質(zhì)需采用與之相適應(yīng)的分選手段。研究表明，在浮選過(guò)程中，充分利用硫化銅礦物之間的解理特性和可浮性差異，將可浮性好或已單體解離的礦物采用合理的選礦手段（如部分優(yōu)先浮選、快速浮選、分步優(yōu)先浮選、異步混合浮選等），優(yōu)先將其及時(shí)浮出先行早收，這樣就可避免這部分礦物過(guò)磨或表面受到污染，達(dá)到改善銅硫分離效果，提高選礦指標(biāo)的目的。三、制定試驗(yàn)方案3.1試驗(yàn)規(guī)模 此兩次試驗(yàn)規(guī)模皆為小型試驗(yàn)，礦物產(chǎn)品品種少，設(shè)計(jì)劃

5、為小型實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)可滿足各操作環(huán)節(jié)的準(zhǔn)確性要求。3.2樣品采集 采樣是指按規(guī)定方法從被研究對(duì)象的大批物料中采集出少量具有代表性試樣的過(guò)程。樣品的代表性是指所采集的部分試樣與所研究的對(duì)象（原始物料）在整體性質(zhì)上的一致性，也就是指試樣的某一特征指標(biāo)的測(cè)定值與該研究對(duì)象特征指標(biāo)真實(shí)值相符合的程度。就礦石樣品而言，具有代表性的樣品就是指所采集的式樣的性質(zhì)能夠代表該礦石的整體性質(zhì)。3.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法 試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法是指以概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)為理論基礎(chǔ)，為獲得可靠試驗(yàn)結(jié)果和有用信息，科學(xué)的安排試驗(yàn)的方法或途徑。進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法的選擇時(shí)，通常關(guān)心三個(gè)方面的因素：一是試驗(yàn)全面性問(wèn)題；二是試驗(yàn)可靠性問(wèn)題；三是試驗(yàn)精度問(wèn)

6、題。這兩個(gè)試驗(yàn)都用了正交試驗(yàn)法，只是考慮的因素、水平個(gè)數(shù)不同。正交試驗(yàn)法就是利用排列整齊的表 -正交表來(lái)對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)、綜合比較、統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)現(xiàn)通過(guò)少數(shù)的實(shí)驗(yàn)次數(shù)找到較好的生產(chǎn)條件，以達(dá)到最高生產(chǎn)工藝效果。正交表能夠在因素變化范圍內(nèi)均衡抽樣，使每次試驗(yàn)都具有較強(qiáng)的代表性，由于正交表具備均衡分散的特點(diǎn)，保證了全面實(shí)驗(yàn)的某些要求，這些試驗(yàn)往往能夠較好或更好的達(dá)到實(shí)驗(yàn)的目的。正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)包括兩部分內(nèi)容：第一，是怎樣安排實(shí)驗(yàn)；第二，是怎樣分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。3.4數(shù)據(jù)分析 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析通常是建立在數(shù)理統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)之上。常用的試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析方法主要有直觀分析方法、方差分析方法、因素指標(biāo)關(guān)系趨勢(shì)圖分析方法、回歸

7、分析方法幾種。單因素試驗(yàn)的方差分析分兩步完成：第一步計(jì)算離差平方和；第二步列出方差分析表。此兩次試驗(yàn)皆使用方差分析方法。3.5誤差分析 誤差分析是對(duì)原始數(shù)據(jù)的可靠性進(jìn)行客觀的評(píng)定誤差即試驗(yàn)中獲得的試驗(yàn)值與它的客觀真實(shí)值在數(shù)值上的不一致試驗(yàn)結(jié)果都具有誤差，誤差自始至終存在于一切科學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中。 誤差的特點(diǎn)：（1）具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律。（2）具有對(duì)稱性，即絕對(duì)值相等的正誤差與負(fù)誤差出現(xiàn)的次數(shù)相等。（3）具有單峰性，即絕對(duì)值小的誤差比絕對(duì)值大的誤差出現(xiàn)的次數(shù)多。（4）具有有界性，即在一定的試驗(yàn)條件下，隨機(jī)誤差的絕對(duì)值不會(huì)超過(guò)一定界限。（5）具有抵償性，即隨著試驗(yàn)次數(shù)的增加，隨機(jī)誤差的算術(shù)平均值趨向于零。此次

8、試驗(yàn)為等精度試驗(yàn)，誤差分析可采用算術(shù)平均值法。3.6精度判斷 精度反映了隨機(jī)誤差大小的程度?？梢酝ㄟ^(guò)增加試驗(yàn)次數(shù)而達(dá)到提高數(shù)據(jù)精密度的目的 。試驗(yàn)數(shù)據(jù)的精密度是建立在數(shù)據(jù)用途基礎(chǔ)之上的。 試驗(yàn)過(guò)程足夠精密，則只需少量幾次試驗(yàn)就能滿足要求 。精密度的判斷方法有（1）極差法：極差越小，精密度越高（2）標(biāo)準(zhǔn)差法：標(biāo)準(zhǔn)差越小，精密度越高（3）方差法：方差越小，精密度越高。這里采用標(biāo)準(zhǔn)差法計(jì)算試驗(yàn)數(shù)據(jù)精密度。3.7試驗(yàn)數(shù)據(jù)的表示法 試驗(yàn)數(shù)據(jù)表分為兩大類：（1）試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表記錄和試驗(yàn)數(shù)據(jù)初步整理，包括：原始數(shù)據(jù)、中間數(shù)據(jù)和最終計(jì)算結(jié)果；（2）試驗(yàn)結(jié)果表示表表達(dá)變量之間的依從關(guān)系。記錄表突出原始數(shù)據(jù)，結(jié)果

9、表突出試驗(yàn)結(jié)果。試驗(yàn)數(shù)據(jù)不多時(shí)，兩類表合二為一，不加區(qū)別。該試驗(yàn)采用列表表示方法。 四、硫化銅礦浮選試驗(yàn)設(shè)計(jì) 4.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解硫化銅礦浮選機(jī)理，認(rèn)識(shí)浮選藥劑及其作用；2、利用試驗(yàn)研究方法基礎(chǔ)知識(shí)，探究最佳藥劑配比；3、熟悉浮選試驗(yàn)操作過(guò)程；4、掌握礦石浮選實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理方法。4.2浮選基本原理浮選是利用礦物表面物理化學(xué)性質(zhì)的差異來(lái)分選礦物的選礦方法，它的特點(diǎn)是有用礦物選擇性地附著在礦漿中的空氣泡上，并隨之上浮到礦漿表面，達(dá)到有用礦物與脈石的分離。不同的礦物表面具有不同的潤(rùn)濕性，亦即疏水性和親水性，容易被水潤(rùn)濕的礦物稱為親水性礦物，不容易被水潤(rùn)濕的礦物稱為疏水性礦物。親水性礦物與水分子間有

10、較強(qiáng)的親合力，礦物表面形成一層穩(wěn)定的水化膜，使礦物難以附在氣泡上，礦物可浮性差；疏水性礦物與水分子間的作用力弱，表面不能形成穩(wěn)定的水化膜,當(dāng)?shù)V粒與氣泡碰撞接觸時(shí),很容易排開(kāi)這層不穩(wěn)定的水化膜而發(fā)生附著，所以疏水性礦物可浮性好。礦物表面健能、吸附性、表面電性、表面不均勻性都會(huì)影響礦物的親水、疏水程度。礦物表面潤(rùn)濕性可以通過(guò)藥劑調(diào)節(jié)和控制。在浮選過(guò)程中，正確地選擇，使用浮選藥劑是調(diào)整礦物可浮性的主要手段。4.3影響浮選過(guò)程的因素4.3.1磨礦細(xì)度適宜的磨礦細(xì)度是浮選獲得良好指標(biāo)的前提。通過(guò)磨礦一方面使有用礦物基本上達(dá)到單體解離，另一方面使入選粒度符合浮選需求。對(duì)金屬礦物適宜的浮選入選程度一般為0.

11、010.25mm。4.3.2礦漿PH值礦漿PH值能夠影響礦物表面性質(zhì)和藥劑的作用。任何一種礦物的浮選，在一定的浮選條件下，存在著一個(gè)比較適宜的PH值，只有在適宜的PH值的條件下，才能取得較好的指標(biāo)。4.3.3礦漿濃度礦漿濃度是影響浮選指標(biāo)的主要因素之一。浮選過(guò)程中，礦漿濃度很稀，回收率較低，但精礦質(zhì)量較高。隨著礦漿濃度的增高，回收率也增高。當(dāng)濃度到適宜程度時(shí)，再增高濃度，回收率反而下降。此外，浮選礦漿濃度對(duì)于浮選機(jī)的充氣量、浮選藥劑的消耗、處理能力及浮選時(shí)間，都有直接影響。4.3.4藥劑制度浮選過(guò)程中加入藥劑的種類和數(shù)量、加藥地點(diǎn)和加藥方式統(tǒng)稱為藥劑制度，也稱藥方。它對(duì)浮選指標(biāo)有重大影響。藥劑

12、的種類和數(shù)量，是通過(guò)礦石可選性試驗(yàn)確定的。但在生產(chǎn)實(shí)踐中，還要對(duì)加藥數(shù)量、加藥地點(diǎn)與加藥方式不斷地修正與改進(jìn)。在一定的范圍內(nèi)，增加捕收劑與起泡劑的用量，可以提高浮選速度和改善浮選指標(biāo)。但是，用量過(guò)大也會(huì)造成浮選過(guò)程的惡化。同樣，抑制劑與活化劑也應(yīng)添加適量。過(guò)量或不足都會(huì)引起浮選指標(biāo)降低。加藥地點(diǎn)的確定，取決于藥劑的作用、用途和溶解度。通常把介質(zhì)調(diào)整劑(如石灰)加于球磨機(jī)中，以便消除引起活化作用或抑制作用的有害離子。抑制劑添加在捕收劑之前，加在磨礦機(jī)中?；罨瘎┏＜釉跀嚢璨蹆?nèi)，使之與礦漿進(jìn)行一定時(shí)間的調(diào)制。起泡劑加在攪拌槽或浮選機(jī)中。難溶的捕收劑常加在磨礦機(jī)內(nèi)。加藥方式分一次加藥與分批加藥兩種。前

13、者可以提高浮選的初期速度，有利于提高浮選指標(biāo)。一般對(duì)于易溶于水的、不易被泡沫機(jī)械夾帶走的、在礦漿中不易起反應(yīng)而失效的藥劑(如黃藥、蘇打、石灰等)采用一次加入的辦法；對(duì)于難溶于水的、在礦漿中易起反應(yīng)而失效的，以及某些選擇性較差的藥劑(如油酸、松油、硫化鈉等)，應(yīng)采用分批加藥的方式。一般在浮選前添加藥劑總量的6070%，其余的則分幾批添加于適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)。4.3.5充氣和攪拌充氣就是把一定量的空氣送入礦漿中，并使它彌散成大量微小的氣泡，以便使疏水性礦粒附著在氣泡上。經(jīng)驗(yàn)表明，強(qiáng)化充氣作用，可提高浮選速度，節(jié)約水電與藥劑。但充氣量過(guò)多，會(huì)把大量礦泥夾帶至泡沫產(chǎn)品中，給選別造成困難，最終難于保證精礦的質(zhì)量

14、。礦漿攪拌的目的在于促使礦粒均勻地懸浮于槽內(nèi)礦漿中，并使空氣很好地彌散，造成大量“活性氣泡”。在機(jī)械攪拌式浮選機(jī)中，充氣與攪拌是同時(shí)產(chǎn)生的。加強(qiáng)充氣和攪拌作用對(duì)浮選是有利的，但過(guò)分會(huì)產(chǎn)生氣泡兼并、精礦質(zhì)量下降、電能消耗增加、機(jī)械磨損等缺點(diǎn)。適宜的充氣與攪拌，應(yīng)依浮選機(jī)類型與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)通過(guò)試驗(yàn)確定。4.3.6浮選時(shí)間浮選時(shí)間的長(zhǎng)短，直接影響指標(biāo)的好壞。浮選時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，精礦內(nèi)有用成分回收率增加，但精礦品位下降；浮選時(shí)間過(guò)短，雖對(duì)提高產(chǎn)品位有利，但會(huì)使尾礦品位增高。各種礦物最適宜的浮選時(shí)間要通過(guò)試驗(yàn)確定。一般，當(dāng)有用礦物可浮性好、含量低、給礦粒度適宜、礦漿濃度低、藥劑作用快、充氣攪拌較強(qiáng)的條件下，需要的

15、浮選時(shí)間就短。 4.4試樣、藥劑及設(shè)備礦樣：硫化銅礦、取自廣西橫縣某銅礦，主要礦物有黃銅礦、黃鐵礦、石英、方解石等。藥劑：PH調(diào)整劑、水玻璃、石灰、丁黃藥、丁銨黑藥、煤油、2#油；設(shè)備：球磨機(jī)，單槽浮選機(jī)。4.5試驗(yàn)流程4.5.1浮選藥劑的條件試驗(yàn)對(duì)浮選來(lái)說(shuō)，藥劑的選擇是影響選礦回收指標(biāo)的關(guān)鍵因素，礦石中需回收的目的礦物黃銅礦、輝銅礦等為易浮選硫化礦物，而所含的黃鐵礦等硫化礦物則影響銅的回收。選擇不同的藥劑制度進(jìn)行條件試驗(yàn)，并以銅的選別指標(biāo)來(lái)進(jìn)行最佳條件的選擇。在初步探索試驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)原礦含有較高的炭質(zhì)，這將對(duì)選礦過(guò)程產(chǎn)生一定的影響，在其它藥劑相同的前提下，進(jìn)行下列 3 種不同的藥劑條件試驗(yàn)

16、： 煤油 50 g/t； 煤油 50 g/t+ 水玻璃 1000 g/t； 水玻璃 1000 g/t。添加煤油的目的是減少炭質(zhì)對(duì)銅捕收劑的消耗，水玻璃作為脈石的抑制劑，以提高精礦的品質(zhì)。試驗(yàn)流程如圖 1，結(jié)果填在表2 圖1 浮選藥劑條件試驗(yàn)流程圖 2浮選藥劑條件試驗(yàn)結(jié)果藥劑制度 產(chǎn)品名稱 產(chǎn)率 銅品位 銅回收率 （%） （%） （%） 粗精礦 尾礦 合計(jì) 粗精礦 尾礦 合計(jì) 粗精礦 尾礦 合計(jì) 從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，在磨礦細(xì)度、捕收劑相同的條件下，煤油對(duì)浮選過(guò)程影響比較小，水玻璃對(duì)精礦產(chǎn)品質(zhì)量、回收率影響比較大，故考慮加入水玻璃作為脈石的抑制劑。 4.5.2粗選、掃選條件試驗(yàn) 通過(guò)對(duì)銅礦的初步探

17、索試驗(yàn)，確定正交試驗(yàn)的藥劑選擇，正交試驗(yàn)的主要目的是確定各主要因素在銅礦物浮選過(guò)程中的適合條件。選用石灰（CaO）作為黃鐵礦的抑制劑以及礦漿的pH 值調(diào)整劑、水玻璃（Na2SiO3）作為石英的抑制劑，用丁黃藥 + 丁銨黑藥混合捕收劑回收硫化礦，同時(shí)進(jìn)一步考查磨礦細(xì)度對(duì)浮選及藥劑的影響，進(jìn)行正交L9（3）4試驗(yàn)。2#油添加量視泡沫情況而定，根據(jù)探索試驗(yàn)確定為:：粗選 45g/t，一掃選 30g/t，二掃選 15g/t。試驗(yàn)流程參照?qǐng)D 1，試驗(yàn)條件因素見(jiàn)表 3，選礦指標(biāo)見(jiàn)表 4。表 4正交試驗(yàn)結(jié)果表 3正交試驗(yàn)的水平因素 磨礦細(xì)度 石灰 水玻璃 丁黃藥+丁銨黑藥 水平 A:-200目 B(g/t)

18、 C（g/t） D（g/t） （%） 1 55 2000 1000 100+50 2 65 3000 1500 150+75 3 75 4000 2000 200+100平均選礦 A B C D 銅粗精礦選別指標(biāo) 效率 產(chǎn)率 銅品位 銅回收率 E 1 1 1 1 1 2 2 2 1 3 3 3 2 1 2 3 2 2 3 1 2 3 1 2 3 1 3 2 3 2 1 3 3 3 2 1E1E2E3 R 根據(jù)正交試驗(yàn)中各技術(shù)指標(biāo)具體情況，以綜合選礦效率 E 做判斷依據(jù)，結(jié)合粗精礦的品位及回收率，對(duì)各項(xiàng)因素進(jìn)行分析。4.6試驗(yàn)步驟4.6.1配藥按浮選流程中標(biāo)明的藥劑制度，配制好各種藥劑。如配制1

19、%的黃藥溶液:稱取1克黃藥倒入100ml的容量瓶中，先加入適量的水使之充分溶解，再加水至100ml的刻度。石灰可以粉狀加入。2#油以原液加入，用注射器滴加。實(shí)驗(yàn)前應(yīng)計(jì)算好應(yīng)加入的滴數(shù)，當(dāng)用量不到一滴時(shí)，可將原液滴在濾紙上，按所需的分?jǐn)?shù)剪下加入礦漿中，在標(biāo)定注射器針頭一滴的重量時(shí)，要注意針頭的型號(hào)，用什么型號(hào)的針頭標(biāo)定，加藥時(shí)應(yīng)用該型號(hào)的針頭加藥。4.6.2磨礦a. 磨礦前先清洗球磨機(jī)，將球磨機(jī)加水磨5-10分鐘、停機(jī)、打開(kāi)磨機(jī)蓋，傾同磨機(jī)內(nèi)的火，再用清水將磨機(jī)清洗干靜。b. 確定磨礦濃度，每次試驗(yàn)樣300克，磨礦濃度定為70%，計(jì)算出每次磨礦應(yīng)添加的水量。c. 按順序?qū)⑺?、礦石、藥劑（石灰）加入球磨機(jī)中，蓋緊磨機(jī)蓋，開(kāi)始磨礦，磨至規(guī)定時(shí)間后停車。d. 打開(kāi)磨機(jī)蓋，往盆里倒出礦漿，用清水將磨機(jī)內(nèi)的礦樣全部清洗出來(lái)。4.6.3浮選a. 按浮選試驗(yàn)流程中標(biāo)明的藥劑制度，按配制好的藥劑濃度準(zhǔn)確計(jì)算加藥量。b. 清洗浮選機(jī)。檢查葉輪旋轉(zhuǎn)是否正常，進(jìn)氣孔、回漿