冬瓜山铜矿选矿工艺流程的探讨.pdf

2 0 0 3年 6月 第 3 2卷第 3期 有色 矿 山 Non f e r r o u s M i n e s J u n ． ， 2 0 0 3 Vo 1 ． 3 2 NO． 3 冬瓜 山铜矿选矿工艺流程的探讨 夏菊芳 中国有色工程设计 研究总院 ， 北京 1 0 0 0 3 8 [ 关键词 ]矿石性质 ； 选矿试验 ； 工艺流 程 [ 摘要 ]本文根据冬 呱山铜矿石 的特 点， 结合选 矿试 验的结果 ， 对其工艺 流程的结构进行 了探讨 ， 并 在设计 中 对此 流程作 了进一步 的改 进和优化 。 [ 中图分类号 ]T D 9 2 [ 文献 标识码 ] A [ 文章编号 ]1 0 0 2 8 9 5 1 2 0 0 3 0 3 0 0 2 1 0 4 Di s c u s s i o n o n mi n e r a l p r o c e s s i n g t e c hn o l o g i c a l pr o c e s s o f DO n g g u a s ha n Co ppe r M i ne XI A J u f a n g C h i n a No n f e , r o u s En g i n e e r i n g a n d R e s e a r c h I n s t i t u t e ，B e i j i n g 1 0 0 0 3 8 ，C h i n a Ke y wor d s o r e p r o p e r t y；mi n e r a l pr o c e s s i n g e xp e r i me n t ；t e c hn o l o gi c a l p r o c e s s Ab s t r a c tAc c o r d i n g t o t he o r e p r op e r t i e s o f Do n gg u a s h a n Co pp e r M i ne ，a n d c omb i n e d wi t h t h e r e s u l t o f t e s t ， t h e s t r u c t u r e o f t e c h n o l o g i c a l p r o c e s s i s d i s c u s s e d ，i mp r o v e d a n d o p t i mi z e d i n d e s i g n． 1 前言 冬瓜山铜矿床属铜陵狮子山矿区深部的一个大 型高硫矿床。该矿埋藏深 、 储量大 ， 可回收的有用矿 物多， 是一座开采价值 较高 的铜 矿， 其 产 品为铜 精 矿、 硫精矿和铁精矿。 自 1 9 7 6年该矿床被发现后 ， 进行了普查、 详查及勘探、 矿样小型闭路试验及矿样 扩大连续选矿试验等前期工作。冬瓜山矿床矿石有 难选与易选之分， 开采时不易分开且含硫含铁量高， 这就要求设计所用浮选流程必须综合考虑难易矿石 不同结构构造、 嵌布状况 以及不同的浮选特性， 且充 分考虑含硫量高引起的中矿产率大的特点。难选矿 石主要成分为含铜滑石蛇纹 石， 含泥量较高， 若采用 常规碎磨流程易造成设备堵塞现象， 从而影 响生产 效率 。本文就设计中对连选试验选别流程的改进作 进一步的探讨。 2 原矿性 质 2 ． 1 矿石类型及其分布情况 冬瓜山选矿厂设计能力为 1 3 O 0 0 t ／ d ， 处理冬瓜 [ 收稿 日期 ] 2 0 0 3 0 3 1 7 [ 作者 简介]夏 菊芳 1 9 6 2一 ， 女， 江 苏句 容 人， 高级 工 程师 。 从事选矿工程设计工 作。 山与狮子山的混合矿， 其 中冬瓜 山矿石 1 0 O 0 0 t ／ d ， 狮子 山矿 石 3 O 0 0 t ／ d 。 冬瓜山铜矿矿石按矿物组分可划分为 8种 自然 类型， 即含铜磁黄铁 矿、 含铜磁黄铁 矿滑石蛇纹石 、 含铜黄铁矿、 含铜矽卡岩、 含铜硬石膏、 含铜磁铁矿、 含铜闪长岩及含铜粉砂岩。其中含铜磁黄铁矿滑石 蛇纹石类型位于矿体下部， 含泥量高， 属难选矿石， 其分布率 占总矿石量的 2 5 ％左右。 狮子 山选 矿厂 目前主要 处理大 团山铜矿床 矿 石， 已生产 3 0余年。矿物类型有含铜矽卡岩夹角岩 型、 含铜矽卡岩型、 角岩夹含铜 矽卡岩型、 含铜角岩 型、 含铜磁黄铁矿矽卡岩夹岩型、 含铜磁黄铁矿矽卡 岩型、 含铜石英闪长岩型等 ， 属于易选矿石。 2 ． 2 矿石的工艺矿物学特性 2 ． 2 ． 1 矿 物组 成 、 结 构 与构 造 矿石为热液蚀变 强烈的变质原生硫化矿物， 主 要金属矿物有黄铜 矿、 黄铁矿、 磁黄铁 矿及磁铁 矿； 次要的有白铁矿、 方黄铁矿及墨铁矿等 ； 少量的有辉 钼矿、 毒砂、 方铅矿及闪锌矿等。主要脉石矿物有石 榴石、 石英、 滑石、 蛇纹石及粒硅镁石等 ； 次要的有钙 铁辉石、 黑云母、 方解石、 白云石及硬石膏等。 矿石的结构主要为结晶结构 ， 其次为固溶体分 离结构 的交代结构， 局部见有重结晶结构 、 压力结构 一 习 调鬟凄 维普资讯 2 2 有色矿 山 2 0 0 3年 第 3 2卷 和晶粒内部结构。 矿石的构造主要有块状构造、 浸染状构造、 条纹 条带 状构造、 脉状构造等。 2 ． 2 ． 2矿 物 的嵌 布特 征及 粒度 分 析 黄铜矿常呈它形粒状浸染在脉石或嵌布在黄铁 矿、 磁黄铁矿 、 磁铁矿与脉石颗粒 的间隙或裂 隙中， 并常被片状脉石所穿切。黄铜矿与脉石关 系密切， 以中、 细粒嵌布为主的粗、 中、 细微粒极不均匀嵌布。 黄铁矿嵌布粒度相对 比较粗， 磁铁 矿与 磁黄铁 矿嵌 原矿 布粒度较细。总之， 其矿石属细粒嵌布的金属矿， 只 有通过细磨才能得到较高品位的合格产品。因矿石 中含有一定量的滑石和 蛇纹 石， 在磨矿过程 中极 易 泥化并污染金属矿物表面， 影响浮选效果。 3 试 验流程及指标 根据冬瓜 山矿石的特 点， 安 排进行 了多次选矿 试验。扩大连选试验于 2 0 0 0年 3月完成， 其试验工 艺流程 见 图 1 。 图 1 狮子山和冬瓜山铜矿混合矿选矿连选试验工艺流程 扩大连选试验 采用先浮选 滑石、 部分铜优先浮 表 1 狮子山与冬瓜山混合矿石扩大连续试验指标％ 选 、 铜硫混合浮选、 铜硫分离浮选 、 铜精选、 混合扫选 尾矿磁选、 磁选精矿脱硫浮选 、 脱硫浮选尾矿磁精选 及硫浮选流程。一段磨矿细度 为 7 5 ％ 一0 ． 0 7 4 ram 时， 连续选别试验指标见表 1 、 表 2及表 3 。 表中硫精 矿 2为铜硫分离 回路的尾矿， 主要有 用成分为黄铁矿 。硫精矿 1 为铁选别回路 中脱硫浮 选精矿 ，主要有用矿物为磁黄铁矿。连选补 充试验 ⋯⋯ ～一 i l 韧 蛋 耵 维普资讯 第 3期 夏菊芳 冬瓜 山铜矿选矿工艺流程的探讨 2 3 将硫精矿 1与硫精矿 2合二为一进行调浆后选别， 可得品位为 3 7 ％左右的硫精矿。 表 2 狮 子山与冬瓜 山混 合矿石扩大连 续试验金银指标 表 3 混合矿浮选尾矿磁粗选脱硫一磁精选闭路试验结果 ％ 由此可知， 此连续选矿试验及 补充连选试验可 获得合格的铜精矿、 硫精矿及铁精矿， 伴 生的金 、 银 主要富集在铜精矿中。 试验矿样含有一定量的滑石和蛇纹石， 前者遇 油易上浮， 后者则 易泥 化。试验为排除这 些易浮及 泥质矿物的不 良影响， 流程 中首先进行脱泥浮选， 浮 出的泥产品中主要成分 是滑石， 产率为 0 ． 5 ％。但 滑石产品中 Mg O的含量偏低， 而硫 和铁含量偏高， 白度不到 1 0 ％， 酸溶物超过 1 0 ％， 未达到 GL一4质 量标准。深加工成本较高， 经济效应不佳。这部分 泥 质矿 物 以尾 矿处 理 。 4 初步设计 对连选 试验流 程的改进 冬瓜山混合矿矿石性质极其复杂， 为国内同类 矿山所罕见。原矿含滑石 、 蛇纹石， 易泥化且易浮， 含硫高又多为磁黄铁矿， 还含有很难 回收的墨铜矿。 矿物嵌布粒度范围广， 粗 、 中、 细 、 微粒极不均匀。扩 大连续试验采用先浮选滑石、 部分铜优先浮选 、 铜硫 混合浮选 、 铜硫分离浮选 、 混 合扫 选尾矿磁选 、 磁选 精矿脱硫浮选 、 脱硫浮选尾矿磁精选及硫浮选流程， 首先将对选别作 业有不利影响的滑石脱 去， 进行单 独处理。而后将易选铜矿石优先浮出， 并有利于金、 银的回收 ； 再将难选铜及其连生体在混合浮选 中拿 出与铜精选尾矿合并再磨后进行铜硫分离 ； 混 合浮 选尾矿磁选， 磁性铁 再磨 后脱硫浮选 ， 进行 硫铁分 离。原则流程虽然复杂， 但符合冬瓜 山混合矿 石的 特点， 其结构是合理的。 对连选流程在滑石浮选 、 铜硫混合精矿再磨 、 铜 精选及脱硫产品的处理方面， 初步设计作 了进 一步 的改进和优化。 4 ． 1 滑石浮选 根据 2 0 0 0年 3月提供的连选试验报告对冬瓜 山铜矿混合样矿物含量的分 析， 蛇纹石与滑石两种 脉石矿物的含量为 7 ． 5 ％， 这些 易泥化且 易浮的脉 石矿物若不首先脱去， 而覆盖在有用矿物表面， 不仅 会影响主流程中铜硫 矿物的选别效 果， 而且会 消耗 大量药剂， 影响后续作业 的顺 利进行 。在连选试验 滑石浮选回路中， 最终脱出的泥量仅有 0 ． 5 ％， 主要 是考虑最终浮出的泥质矿物 量大时， 所含的铜一并 丢弃而影响整个流程 中铜 的总甸 收率 ， 因而含大量 的滑石、 蛇纹石的槽 内产品将返 回到粗选作业即铜 硫浮选主流程中。根据以往其他试验及 2 0 0 2年 1 2 月提交的 冬瓜 山矿选矿工 艺流程结构 优化试验报 告 ， 采用捕收能力较强的起泡剂能够较彻底地浮出 泥化的滑石和蛇纹石， 最大 限度地 降低矿泥对 主流 程 的影响。但部分可浮性较好的铜会与滑石一起上 浮。为不影响铜的总 回收率， 不能直接 弃去这 部分 泡沫， 应增加抑滑石浮铜粗 选、 精选及扫选三作业， 精选作业产出一部分铜粗精矿进入铜精选作业， 扫 选作业槽 内产品可直接弃丢。抑泥浮铜所用 的抑制 剂为羧甲基纤维素。工艺流程见 图 2 。 4 ． 2 铜精选作业次数 主流程 中部分 铜优先 浮选 就是为 了将易浮铜 “ 早拿 、 快拿” ， 连选试验 中铜粗 选品位 已达 6 ％， 根 据同类选矿厂的生产经验 及后续的试验 结果， 易浮 铜经过二次精选其铜精 矿品位可 以达到 2 0 ％。连 选试验采用三次精选主要是 由于铜硫分离的粗精矿 品位低 2 ％ 且产率大 1 2 ％ ， 直接返 回到铜精选 I 降低了整个作业 的给矿 品位， 由此而增加 了总的铜 精选作业次数， 增加了矿浆循环次数， 对铜的回收不 利 。 鉴于以上分析， 初步设计铜精选仍采用三次精 选作业。主流程中易浮铜粗精矿经搅拌槽调浆后直 接进入铜精选 Ⅱ， 铜精选 I的给矿为铜 硫混合浮选 泡 沫 精矿 。 4 ． 3 铜硫分离前再磨脱药问题 试验对铜硫混合粗选精矿及铜精选 I尾矿先进 行浓缩 ， 然后进行再磨及铜硫分离浮选， 目的是为了 减少上一浮选作业中药剂对下一作业的影响， 而生 产中对产率如此之高 5 0 ％ 的中矿进行浓缩在配置 上是很难 实现的。因连 选试 验中脱 泥不彻底， 造成 l疆 r 疆 l碡 维普资讯 2 4 有色矿 山 2 0 0 3年 第 3 2卷 铜硫浮选 主流程中仍存在相当多量的泥质矿物。为 最大限度减少泥质矿物 的影 响， 铜 浮选及铜硫混合 浮选所添加的药剂的种类及药量将增加。 因初步设计流 程强化 了脱泥浮选 ， 铜浮选及铜 硫混合浮选 回路药剂用量可相对减少。同时， 根 据 类似选矿厂的生产经验， 初步设计 采用再 磨机 中加 活性炭的办法能有效地吸收药剂。同时建议做有关 的小型试验， 以确定活性炭的添加量。 4 ． 4 铁精矿选别作业 铁精矿脱硫主要是脱去磁黄铁矿 磁黄铁矿纯 矿物含硫仅 4 0 ％ 。根据类 似矿 山的生产经验， 这 部分硫是无法获得合格的硫精矿 品位 3 5 ％以上 。 试验将品位于 3 3 ％的脱硫精 矿并入铜硫分离尾 矿 主要为黄铁矿 中再精选至 3 7 ％～3 8 ％， 造成了磁 黄铁矿循环后大部分归入尾矿而损失。连选试验脱 硫浮选采用三次扫选， 中矿循序返 回， 不利于降低铁 中硫的含量， 也不利于脱硫精矿硫 品位。试验选铁 回路为磁粗选 、 脱硫浮选、 磁精选， 在设 备配置上需 增设一套渣浆泵， 用于磁精选给矿。 根据类似选厂的生产经验， 初步设计将流程改 为将脱硫精 矿选 至硫品位 3 2 ％左 右后作为最终硫 精矿产出， 与铜硫分离的硫精矿 主要是黄铁矿， 品 位约 4 0 ％左 右 合 并 出售， 其混 合 精 矿 品位 约 为 3 8 ％左右。脱硫扫选精矿 产率在 2 ％以下， 硫 品位 不高， 硫回收率在 1 ％左右， 将脱硫扫选改为二次开 路。 扫选泡沫直接作为尾矿， 不至于影响硫 回收率， 又有利于降低铁产品 中硫的含量。同时， 根据类似 矿 山的生产经验， 铁选别 回路采用磁粗选、 再磨、 磁 精选、 脱硫浮选 的流程， 省去磁精选给矿泵一套而简 化配置。优化后的初步设计流程见图 2 。 图 2 设 计工艺流程图 下转第 4 l页 i l 刘谣 l『 ⋯ 维普资讯 第 3期 徐劲松 混凝土徐变对钢一混凝土组合结构桥梁长期性能的影响 4 1 应力钢筋对混凝土板施加预应力。预应力钢筋的设 计总张拉力为 7 0 k N， 假定均匀作用于混凝土板横断 面 虽然混凝土板 横断面面积为 0 ． 0 7 m ， 但 由于连 续梁为超静定结构， 施加在 混凝 土板横断 面上的预 压应力并 不是 1 0 MP a ， 而是 需要 通过 计算 才 能确 定 ， 参见图 5 。同时模型中假 定预应力施加时全梁 范围内均已形成完全组合截面。计算 时仅考虑结构 自重， 不计其他荷载作用， 计算结果如图 6 。 图 5 预应力钢筋法示意 图 5 ． 0 0 E 0 6 0 ． 0 0 E 0 0 一 5 ． 0 0 E 0 6 一 l _ 0 0 E 07 上I L _l l 墨 沿桥轴位 置／ Ⅲ 图 6 混凝土板形心处应力 计算结果表 明， 采用预应力钢筋法时 ①连续组 合梁 中预应力 的施加可能使非预应力区域的混凝土 板承受过大拉应力， 这是决定钢筋预张力的一个 重 要因素。如果采用预制混 凝土板， 首先对预制板 施 加预应力， 然后再用剪力键将预制板和钢梁结合形 成组合截面， 就可以避免上述 问题。②在预应力刚 刚开始施加时， 预应力施加范 围内的混凝土板形心 处最大压应力为 一8 ． 2 1 2 MP a ， 徐变基本结束时预应 力施加范围内的最大压应力为 一6 ． 3 2 2 MP a ， 预应力 损失为 2 3 ％， 比支点升降法小。但这种方法还包括 锚具松驰、 预应力钢筋松驰和摩擦 等因素造成 的预 应力损失需考虑 。③与预应力 区相邻的混凝土板形 心处最大 拉应力 在此期 间 内从 0 ． 7 5 2 MP a增大到 1 ． 6 1 2 MP a ， 增加 了 1 1 4 ． 4 ％。所 以 需要 在 此 处 混 凝 土板 内配置加强钢筋来抵抗拉应力的增加。 5 结论 目前任何关于混凝土徐变分析理论都不能说是 既精确又简单， 这 主要是 由混凝 土徐变过程的 复杂 性和不定性造成 的， 所以各国组合 梁规 范中对徐变 的分析都采用建立于线弹性理论基础之上的简化算 法。采用非线性理论分析混凝土徐变无疑是更准确 的， 然而非线性理论的应用更加繁琐复杂， 不过当今 计算机软硬件的发展为此提供了有利条件。本文利 用大型有限元结构分析软件 MS C ／ NAS TR A N对组 合结构桥梁中混凝土徐变效应进行了非线性 分析 ， 计算了结构的内力变化和预应力损失。有限元计算 结果表明， 长期使 用后徐变 引起 的连续组合梁 中间 支点处预应力损失是 比较大的。 然而， 使 用 NA S T R AN进行徐变计算时确定徐 变公式 的各个参数并不简单 ， 需要根据相关的研究 成果或试验资料才能较合理地选择。 [ 参考文献 ] [ 1 ] T o n i a s D E．B r i a g e e n g i n e e r i n g[ M] ．Ne w Y o r k Me Gr a w Hi l l ， 1 9 95． [ 2 ] A．M． Ne v i l l e ，W ．H．D i l g e r ，J ． J ．B r o o k s ．C r e e p o f P l a i n a n d S t r u c t u r a l C o n c r e t e [ J ] ．C o n s t r u c t i o n P r e s s ， I o n d o n a n d Ne w Yo r k ．1 9 8 3． [ 3 ] MS c ／ NA S T RA N Re f e r e n c e Ma n u a l ，1 9 9 8 ． [ 4 ] 日本规范， 铁 路结 构等 设计 标准 - 同解 说 ．钢 组合 结 构 1 9 9 2年 [ S ] ， 第 2编 钢一混凝 土组 合铁路桥 ． 上接 第 2 4页 5 结论 冬瓜 山混合矿矿石性质及其复杂， 且随着开采 顺序及开采深度的不 同， 进入选矿厂的矿石其性质 不论在硬度上还是矿物组成上变化异常。连选试验 及后来的结构优化试验均是在难选矿石相对含量为 2 5 ％的基础上进行的。根据采矿预测选矿 厂在某段 时间范围内有可能处理难选矿 物含 量 4 0 ％左 右的 混合矿石， 也可能在某段时 间范围 内处理难选 矿物 含量为 1 0 ％左右的混 合矿 石。而难 选矿物含量 的 变化直接影响着选矿厂 的处理能力和金属 回收率。 这就要求选矿厂在设备配置上不仅在能力上以适应 此变化， 且要求选矿 厂在局部流程及药剂数量和药 剂种类等诸方面做不断的调 整， 尤其是滑石浮选时 间和药剂种类上。 总之， 为使冬瓜山选矿厂取得预期的经济效益 ， 必须强化试验 ， 通过摸索和探讨 吸取各方面的经验 ， 不断改善浮选结构和药剂制度 等选矿条件 ， 以达到 设计的预期 目的。 ； I一 两 维普资讯