尹升华等：次生硫化铜矿制粒试验 ·1131· 抗压强度首先随着加酸量(15~25kgt-1)的增加而 表5正交制粒试验方案与结果 增加，由于加酸能够与耗酸脉石发生反应，在矿团内 Table 5 Orthogonal experiment schemes and results 部生成沉淀，进而增强了刊矿团内部强度，反应过程如 黏结剂 酸浸维持 加酸量/喷水 湿强抗压 式(1)~(2)所示.而后随着加酸量(25~40kg· 组别质量分 完整形态 (kgt)量/% 度/%强度N 数/% 时间/d t)的增加而维持相对稳定，可能的原因是添加的 1 2(1) 20(1) 20(1) 90.41 102.53 <11 硫酸与矿石中耗酸脉石充分反应，不再生成更多的 2 2(1) 25(2) 25(2) 91.08 105.96 <13 沉淀. 2(1) 30(3) 30(3) 90.24 98.92 <12 2.4正交制粒试验 2(1) 35(4) 35(4) 89.96 100.81 <8 正交试验即预先假定各个影响因素相互独立， 5 4(2) 20(1) 25(2) 91.02 121.07 <9 然后探讨多个单因素对试验的影响，普遍适用于研 6 4(2) 25(2) 20(1) 90.83123.81 <14 究多因素的作用.本正交试验着重考察黏结剂添加 4(2) 3031 354 92.78114.77 <12 量、加酸量、制粒喷水量3个因素对矿粉制粒的影响， 4(2) 354 303) 90.44111.84 <10 各个因素安排4个水平，总共需要进行16次试验.根 6(3) 20(1 30(3) 92.78 182.87 <16 据正交试验设计原理，3因素4水平的正交试验可选 10 6(3) 25(2) 35(4) 90.99 195.37 用L6(4)表，制定正交制粒试验方案如表4所示. <18 11 6(3) 30(3) 20(1)91.92188.48 <14 表43因素4水平制粒正交试验 12 6(3) 35(4) 25(2)93.29201.29 <13 Table 4 Three factors of four horizontal orthogonal test 13 8(4) 20(1) 35(4) 92.33382.61 <18 因素 水平 14 8(4) 25(2) 30(3)94.62417.44 >25 黏结剂质量分数/% 加酸量/(kgt1)喷水量/% 15 8(4) 30(3) 25(2)91.09402.69 <23 2 20 20 16 35(4)20(1)90.98392.83<14 4 夕 8(4) 25 注：括号中数字代表水平 6 30 30 4 8 35 35 表6矿团酸浸时间极差分析 Table 6 Analysis of the acid leaching time 2.4.1正交制粒试验结果 黏结剂质量分数/%加酸量/(kgt) 喷水量/% 试验主要考察矿粉制粒后酸浸保持完好状态 j=1 j=2 j=3 时间、矿团湿强度以及抗压强度的变化，所以本正 44 6 53 交制粒试验对不同黏结剂质量分数、加酸量和制 K2j 45 70 58 粒喷水量进行对比，探讨不同制粒条件组合下各 Ky 61 61 63 个待考察因素变化情况.制粒正交试验结果如表 K 90 45 雪 5所示. y 11.00 16.00 13.25 由表5可知，当添加黏结剂SFS-2占矿粉质量 11.25 17.50 14.50 分数为8%、加酸量为25kg·t-1以及制粒喷水量 15.25 15.25 15.75 30%时，矿团湿强度、抗压强度以及酸浸维持完整形 22.50 11.25 16.50 态时间分别为94.62%、417.44N以及25d.此条件 R 11.50 6.25 3.25 下矿团湿强度值最大，抗压强度值最高，黏结剂对矿 粉的黏结效果最佳. 第j个因素对试验影响就越大，通过极差计算以及 2.4.2制粒试验影响因素的重要性分析 分析，可得在制粒试验过程中黏结剂质量分数是影 对表5中数据进行极差分析，研究不同因素对 响矿团酸浸维持完整时间的主导因素，其次是加酸 制粒试验的影响程度，如表6所示，其中K指第j 量以及制粒喷水量. (G=1,2,3)因素对应的i(i=1,2,3,4)水平制粒试 2.5制粒浸矿试验 验之后矿团酸浸维持完整形态时间之和，K=K,/ 对制粒干燥后的矿团进行浸矿试验，试验条件 4,R,=max(K)-min(K,).对正交制粒试验中矿 为初始pH值为2.0，接种150mL细菌溶液，采用0K 团湿强度与抗压强度进行分析，结果如图4所示. 培养液进行浸矿试验，0K培养液组成及含量为 基于正交试验原理，极差R越大，表明研究的 (NH4)2S043.00gL-1、Mgs04·7H200.50gL1、尹升华等: 次生硫化铜矿制粒试验 抗压强度首先随着加酸量(15 ~ 25 kg·t - 1 )的增加而 增加,由于加酸能够与耗酸脉石发生反应,在矿团内 部生成沉淀,进而增强了矿团内部强度,反应过程如 式(1) ~ (2) 所示. 而后随着加酸量(25 ~ 40 kg· t - 1 )的增加而维持相对稳定,可能的原因是添加的 硫酸与矿石中耗酸脉石充分反应,不再生成更多的 沉淀. 2郾 4 正交制粒试验 正交试验即预先假定各个影响因素相互独立, 然后探讨多个单因素对试验的影响,普遍适用于研 究多因素的作用. 本正交试验着重考察黏结剂添加 量、加酸量、制粒喷水量 3 个因素对矿粉制粒的影响, 各个因素安排4 个水平,总共需要进行16 次试验. 根 据正交试验设计原理,3 因素 4 水平的正交试验可选 用 L16 (4 3 )表,制定正交制粒试验方案如表 4 所示. 表 4 3 因素 4 水平制粒正交试验 Table 4 Three factors of four horizontal orthogonal test 水平 因素 黏结剂质量分数/ % 加酸量/ (kg·t - 1 ) 喷水量/ % 1 2 20 20 2 4 25 25 3 6 30 30 4 8 35 35 2郾 4郾 1 正交制粒试验结果 试验主要考察矿粉制粒后酸浸保持完好状态 时间、矿团湿强度以及抗压强度的变化,所以本正 交制粒试验对不同黏结剂质量分数、加酸量和制 粒喷水量进行对比,探讨不同制粒条件组合下各 个待考察因素变化情况. 制粒正交试验结果如表 5 所示. 由表 5 可知,当添加黏结剂 SFS鄄鄄2 占矿粉质量 分数为 8% 、加酸量为 25 kg·t - 1 以及制粒喷水量 30% 时,矿团湿强度、抗压强度以及酸浸维持完整形 态时间分别为 94郾 62% 、417郾 44 N 以及 25 d. 此条件 下矿团湿强度值最大,抗压强度值最高,黏结剂对矿 粉的黏结效果最佳. 2郾 4郾 2 制粒试验影响因素的重要性分析 对表 5 中数据进行极差分析,研究不同因素对 制粒试验的影响程度,如表 6 所示,其中 Kij 指第 j (j = 1,2,3)因素对应的 i( i = 1,2,3,4)水平制粒试 验之后矿团酸浸维持完整形态时间之和,Kij = Kij / 4,Rj = max(Kij) - min(Kij). 对正交制粒试验中矿 团湿强度与抗压强度进行分析,结果如图 4 所示. 基于正交试验原理,极差 Rj越大,表明研究的 表 5 正交制粒试验方案与结果 Table 5 Orthogonal experiment schemes and results 组别 黏结剂 质量分 数/ % 加酸量/ (kg·t - 1 ) 喷水 量/ % 湿强 度/ % 抗压 强度/ N 酸浸维持 完整形态 时间/ d 1 2(1) 20(1) 20(1) 90郾 41 102郾 53 < 11 2 2(1) 25(2) 25(2) 91郾 08 105郾 96 < 13 3 2(1) 30(3) 30(3) 90郾 24 98郾 92 < 12 4 2(1) 35(4) 35(4) 89郾 96 100郾 81 < 8 5 4(2) 20(1) 25(2) 91郾 02 121郾 07 < 9 6 4(2) 25(2) 20(1) 90郾 83 123郾 81 < 14 7 4(2) 30(3) 35(4) 92郾 78 114郾 77 < 12 8 4(2) 35(4) 30(3) 90郾 44 111郾 84 < 10 9 6(3) 20(1) 30(3) 92郾 78 182郾 87 < 16 10 6(3) 25(2) 35(4) 90郾 99 195郾 37 < 18 11 6(3) 30(3) 20(1) 91郾 92 188郾 48 < 14 12 6(3) 35(4) 25(2) 93郾 29 201郾 29 < 13 13 8(4) 20(1) 35(4) 92郾 33 382郾 61 < 18 14 8(4) 25(2) 30(3) 94郾 62 417郾 44 > 25 15 8(4) 30(3) 25(2) 91郾 09 402郾 69 < 23 16 8(4) 35(4) 20(1) 90郾 98 392郾 83 < 14 注:括号中数字代表水平. 表 6 矿团酸浸时间极差分析 Table 6 Analysis of the acid leaching time Kij 黏结剂质量分数/ % 加酸量/ (kg·t - 1 ) 喷水量/ % j = 1 j = 2 j = 3 K1j 44 64 53 K2j 45 70 58 K3j 61 61 63 K4j 90 45 66 K1j 11郾 00 16郾 00 13郾 25 K2j 11郾 25 17郾 50 14郾 50 K3j 15郾 25 15郾 25 15郾 75 K4j 22郾 50 11郾 25 16郾 50 Rj 11郾 50 6郾 25 3郾 25 第 j 个因素对试验影响就越大,通过极差计算以及 分析,可得在制粒试验过程中黏结剂质量分数是影 响矿团酸浸维持完整时间的主导因素,其次是加酸 量以及制粒喷水量. 2郾 5 制粒浸矿试验 对制粒干燥后的矿团进行浸矿试验,试验条件 为初始 pH 值为2郾 0,接种150 mL 细菌溶液,采用0K 培养液进行浸矿试验,0K 培养液组成及含量为 (NH4 )2 SO4 3郾 00 g·L - 1 、MgSO4·7H2O 0郾 50 g·L - 1 、 ·1131·