在實驗室試驗范圍內進行的試驗統稱為實驗室試驗。實驗室試驗的主要目的是通過對各類型礦石以相應的流程進行條件試驗,探索可能達到的選礦指標,以確定礦石統一加工的最終流程和較好的選礦指標。根據試驗的規模,實驗室試驗又可分為小型實驗室試驗和實驗室擴大連續試驗。
一、小型實驗室試驗
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1、礦石性質鑒定
礦石性質鑒定包括:光譜分析、化學分析、巖礦鑒定、礦石物相分析、重液分離試驗、篩析和水析、測定礦石物理性能等。
2、磨礦細度和可磨度試驗
通過磨礦細度試驗推薦適宜的磨礦粒度及磨礦段數;通過可磨度試驗正確選擇磨機。
3、選礦方法研究
在進行詳細工藝礦物學研究的基礎上,制定一至多種可能的選礦方案,通過試驗推薦一個或兩個以上選礦方案。
4、確定選別條件
對于擬定的各個選礦流程和試驗項目,要通過試驗確定如下最佳選別條件:
?。?)磁選流程要確定選別段數、各段磁場強度、給礦濃度等,以便選擇磁選設備。
?。?)磁化焙燒要確定適宜的焙燒溫度、焙燒時間、燃料種類及成分分析等。
?。?)浮選流程要確定各作業礦漿濃度、浮選時間、浮選藥劑種類及用量等。
(4)重介質選礦試驗要確定介質懸浮液的密度;加重劑的原料、密度、粒度、加入量及回收方案。
?。?)重選試驗要確定入選原礦粒度上限、分級級別、選別段數、各選別段入選粒度、給礦濃度、選別設備以及中礦處理、礦泥回收方案等。
?。?)確定伴生有益礦物綜合回收的合理方案。
5、推薦選礦工藝流程
選礦試驗完成后要推薦選礦工藝流程,其中需包括適宜的磨礦細度、磨礦分級段數、各作業給料及產品的濃度、品位、部分要標明其他工藝制度和選別條件。推薦的選礦工藝流程要全面反映試驗研究成果。
6、產品分析
對試驗中的原礦、精礦、尾礦進行分析測定,以對試驗作出解釋,或揭露試驗中存在的問
題,指出進一步試驗的方向。
7、精礦、中礦和尾礦的沉降、濃縮和過濾試驗
對試驗流程中的精礦、中礦和尾礦進行沉降、濃縮和過濾試驗,以選擇合適的產品固液分離設備。
以上各項選礦試驗的具體內容和要求,需由負責試驗的單位根據實際設計與建設需要而定。另外,各階段試驗在內容上與小型實驗室試驗基本相同,具體需做哪些試驗,需根據各階段試驗實際要求而定。
(二)小型實驗室試驗程序
1、擬訂原則試驗方案
在查明礦石性質的基礎上,根據試驗的目的和要求,結合已有的生產經驗和專業知識,確定原則試驗方案。
2、試驗前的準備工作
試驗前準備工作包括資料收集、試樣采取和制備、試驗材料的準備等。
3、探索性試驗
探索性試驗的目的是對可能的試驗方案、工藝流程及選別條件進行初步研究,為后續試驗方案的制定提供試驗依據。
4、正式試驗
正式試驗是在探索性試驗的基礎上,進行系統試驗來確定各項操作或影響因素的最佳條件。正式試驗主要包括條件試驗和最佳條件鑒定兩部分。
即首先采用條件試驗,查明各因素在分選過程中的主次地位和相互影響程度,確定各因素的最佳條件,然后根據條件試驗所得最佳條件,進行最佳條件鑒定試驗。
另外,金屬礦石的浮選還需做閉路試驗,以考查中礦返回對浮選條件和流程的影響,并確定最終分選指標。
5、分選效果評價
通過對試驗流程中原礦、精礦、尾礦分析測定,計算評價指標,評價分選效果。
二、實驗室擴大連續性試驗
(一)實驗室擴大連續性試驗的分類
根據試驗的范圍,實驗室擴大連續性試驗可分為局部作業連續試驗和全流程連續試驗。
局部作業連續試驗可以是一個作業或兩個作業的連續。選礦試驗中,局部作業連續試驗主要應用于重、磁選作業,而全流程連續試驗主要應用于浮選作業。這是由重、磁選和浮選作業各自特點所決定的。
1、重、磁選作業特點
?。?)重、磁選分選原理相對較簡單,分選過程的好壞可直接憑肉眼觀察判斷;
?。?)重、磁選試料性質穩定,中礦返回影響較小;
?。?)重選入選物料粒度粗,試驗設備容量大,試驗持續時間長,因此,試樣量多,試驗工作量大。
2、浮選作業特點
?。?)浮選過程影響因素復雜,中礦的返回會明顯地影響到原礦的選別條件和效率,間斷操作與連續操作差別較大,一般必須做閉路試驗;
(2)浮選入選粒度小,所需試樣量少。
重選作業的特點決定其在實驗室條件下,很難進行全流程試驗,但如果確實需要時,可建立專門試驗廠。
重、磁選的局部作業連續試驗主要用于下列情況:初次分選性質復雜難選礦石的單機半工業或單機工業試驗;重介質選礦試驗;回轉窯或沸騰焙燒爐用固體燃料進行焙燒試驗;回轉窯進行離析試驗等。
浮選作業的特點決定其一般必須做全流程連續試驗。
(二)實驗室擴大連續試驗的工作程序
1、試樣采取
所用試樣為有代表性的綜合礦樣,試樣的采取需按照國家有關規定進行。試樣量一般需十噸到上百噸,試樣應代表選礦廠3-5年的生產礦石。
試樣量大,要保證試樣均勻,可采用機械或依靠人力混勻。礦石浮選、電磁選試驗磨礦給礦粒度一般為3-7mm,重選試驗視入選最大粒度而定。
2、礦石性質研究
這些研究是制定選別方案的基礎,與小型實驗室試驗測試及研究內容基本相同。需注意:經小型實驗室試驗檢驗,所用礦石性質與小型實驗室試驗試樣基本相同,可只作光譜分析、化學全分析、物相分析;如果不同,需做若干補充項目。
3、選別方案、工藝流程和條件的擬訂
根據上一步所研究結果以及實驗室試驗研究結果來確定本階段的選別方案、工藝流程和條件。如果所用礦石性質與小型實驗室試驗的試樣不同,則必須在實驗室做補充校驗試驗,并對選別方案、工藝流程和條件進行調整。
4、試驗準備
試驗前的準備工作是成功完成試驗的重要前提。試驗準備主要包括以下內容:
?。?)加強組織領導。參加試驗的人員必須了解試驗的任務、目的、要求及各自的職責,以做到目標明確,協調一致。
?。?)設備規格和數量的確定。主要是根據試驗規模、實驗室流程、試驗數質量指標和液固比等來計算和選擇設備。
?。?)全面檢查及調整工作。主要是對所用設備和儀表進行全面檢查、調整、檢修和清洗,然后按流程進行配置,連接好管道,用清水開車運轉,檢查電路、供水、設備運轉是否正常。設備的備品備件要準備充分,以保證試驗順利進行。
(4)試驗工具和材料的準備。
?。?)繪制取樣流程圖。圖中需標明取樣點、試樣種類,按作業順序編號、檢查、校驗后,組織好取樣人員,明確任務和取樣方法,并準備好取樣工具、裝樣工具及卡片。
5、預先試驗
主要目的是對設備流程的內部結構和操作條件等進行調整,使各項操作參數適應礦石性質,以期獲得最佳的試驗指標。試驗調整的內容取決于所采用的分選方法和所研究的礦石對象。
6、正式試驗
經預先試驗調整,各項操作達到穩定,試驗結果接近或達到小型實驗室試驗指標后可轉入正式試驗。正式試驗連續運轉時間一般應在48h以上,若試樣量不足,最低限度也要運轉24h。
(三)實驗室擴大連續試驗的取樣和檢測
實驗室擴大連續試驗的取樣主要包括取當班檢查樣和流程考查樣。
當班檢查樣是為及時指導操作,校核流程考查試樣的結果而采用的。對原、精、尾礦,每15min或30min取一次樣,試樣每2h合并化驗一次,做快速分析,一個班化驗4次。
流程考查樣是為計算數質量流程及礦漿流程、指導下班操作和作為設計依據而采取的。取樣點的個數需根據必需的原始指標總數來確定。原始指標的總數可根據下式進行計算:
N=(n-a)c
式中N-計算流程所必需的原始指標數目(不包括已知的原礦指標);
n-計算流程時所涉及的全部選別產品數目;
a-計算流程時所涉及的全部選別作業數目;
c-每一個選別作業可列出的平衡方程數目。
流程考查樣取樣時,需留幾個輔助取樣點,以防某一取樣點出問題而做補充或用于校核數質量流程計算結果。流程考查樣每30min或1h取一次,采取8h以上,各產品試樣分別合并化驗,取其平均值作為本次試驗的結果。
以上兩種試樣均由指定的取樣人員定時按固定的截取時間((3-10s)截取。為避免取樣對操作的影響,取樣可以由后往前取,也可以統一信號指揮,分段同時截取。實驗室擴大連續試驗除取上述兩種試樣外,有時為了調整操作,需對局部作業進行取樣化驗(此類試驗結果不列為正式計算結果)。
實驗室擴大連續試驗的主要檢測項目為品位、粒度、濃度、pH值和流量等。實驗室擴大連續試驗規模相對較小,因此主要采用離線檢測的方法,即將樣品加工后分別進行測量。
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