鸡笼山金矿尾矿综合利用的研究与生产实践.pdf

2 0 0 3年 1 0月 第 3 2卷第 5期 有色矿山 No n f e r r o u s M i n e s oc t ． ． 2 0 03 V0 1 ． 3 2 No． 5 鸡笼 山金矿尾矿综合利用的研究与生产实践 余 晔 鸡笼 山黄金矿业 有限公 司， 湖北 黄石 4 3 5 2 3 1 [ 关键词】尾矿； 综合利用； 生产实践 [ 摘要 】根据尾 矿性 质。 通过两 种方案。 即铜硫混 选一铜硫分 离和再 磨一 优先 浮铜方案 。 回收 尾矿 中的铜 、 硫 。 尾矿中的金、 银一部分是在浮选工艺前经过水泥斜面溜槽回收。 另一部分经过浮选富集到铜精矿中。尾矿中的铁 利用磁选回收。尾矿综合利用在生产实践中获得了可观的经济效益。 [ 中图分类号】T D 9 8 [ 文献标识码】B [ 文章编号】1 0 0 2 8 9 5 1 2 0 0 3 0 5 0 0 3 6 0 4 Re s e a r c h a n d p r o du c t i o n pr a c t i c e o f t a i l i n g s c o mpr e h e ns i v e u t i l i z a t i o n i n J i l o n g s h a n Go l d M i n e YU Ye Hu b e i J i l o n g s h a n G o l d Mi n i n g C o mp a n y L t d． ，Hu a n g s h i 4 3 5 2 3 1 ，C h i n a Ke y wo r ds t a i l i ng s；c o m p r e h e n s i v e ut i l i z a t i on；p r o du c t i on p r a c t i c e Ab s t r a c t Ac c o r d i n g t o t h e t a i l i ng s p r o p e rti e s ，c o p p e r a n d s u l p h u r a r e r e c o v e r e d b y t wo k i n k s o f p l a n．On e i s b u l k s e p a r a t i o n fl o t a t i o n ，t h e o t h e r p l a n i s r e g r i n d i n g s e l e c t i v e fl o t a t i o n．On e p a r t o f g o l d a n d s i l v e r i n t a i l i n g s a r e r e c o v e r e d b y c e me n t e d c h u t e b e f o r e f l o t a t i o n ，t h e o t h e r p a r t a r e e n r i c h e d i n c o p p e r c o n c e n t r a t e b y fl o t a t i o n ． I r o n i n t a i l i n gs i s r e c o ve r e d b y m a gn e t i c c o n c e n t r a t i o n．Ta i l i n gs c o mpr e he ns i v e ut i l i z a t i o n h a s ob t a i ne d g o o d e c o n o mi c b e n e f i t i n p r o d u c t i o n p r a c t i c e ． 1 概述 鸡笼 山金矿是以矽卡岩型矿石为主， 金铜 共生 的大型 金矿床。矿 石 中可综合 回收 的有 用元 素为 金 、 铜 、 银 、 硫、 铁等。该矿采用一段磨矿单一浮选的 选别流程， 产品为铜精 矿， 金 、 银 富集在铜精 矿中 回 收。现生产的尾矿和矿 山多年 积存的尾矿所含铜 、 金 、 银 、 铁 、 硫等元素， 具有综合 回收价值。为了再利 用尾矿， 该 矿进行了多年的探索研究， 并 在 2 0 0 1年 建成了一座 回收多种 元素 的尾 矿选 矿厂， 尾 矿处理 能力达到 1 O 0 0 t ／ d 。 由于在 生产实践 中， 待处 理的 尾矿性质变化大， 尾矿细度不均匀， 铜 、 金、 铁等可 回 收元素的解离状况不一致， 因此， 选 矿工艺流程要有 较强的适应性， 单一 的选 矿工 艺流程难 以有效 回收 [ 收稿日期】2 0 0 3 0 8 0 8 [ 作者简介】余哗 1 9 6 7一 ， 女， 湖北英山人， 工程师， 从 事矿山技术管理工作。 尾矿有价元素， 特别是 当尾矿粒 度粗时， 铜 、 金解离 度低， 尾矿一定要经过再磨 ； 当尾矿粒度 细时， 铜金 等解离度高， 尾矿 不需再 磨 ； 当尾 矿 中铜金 品位较 低， 硫品位较 高时， 可 采用铜 硫混 选一铜 硫分 离流 程 ； 当尾矿 中铜金 品位较 高 时， 可 采用 优先 浮铜流 程。鸡笼 山金矿尾矿选 厂建成后， 经历试生产和 生 产过程， 其选矿工艺流程经过 了几次改进， 现 已具备 较强的适应性 ， 经综合 回收后的最终尾矿， 其有价元 素含量均 已降到很低限度 。最终尾矿分级后作为井 下胶结充填砂 ， 这样既缓解 矿山尾砂库容量不 足的 矛盾， 又能减少对环境 的影响。 2 尾矿性质 2 ． 1 矿物组成 尾矿中金属硫化物是主要 回收对象， 以黄铁矿 、 白铁矿、 黄铜矿 、 斑铜矿、 闪锌矿、 辉铜矿为主， 含有 少量辉铜矿、 方铅矿、 铜兰及磁黄铁矿等。金属氧化 物主要为磁铁矿 、 赤铁矿及少量 的褐 铁矿、 钛铁 矿、 维普资讯 第 5期 ， 余哗 鸡笼 山金矿尾矿综合利用的研究与生产实践 3 7 金红 石、 白钨矿 、 黑钨 矿等。脉石 矿物 主要 为石 榴 石， 透辉 石、 方解石、 白云石及石英、 长石绿泥石 、 硅 灰石 、 绿帘石及少量闪石、 金云母 、 黑云母 等。 2 ． 2 主要有用矿物解离情况 尾矿大于 1 0 0目 0 ． 1 5 mm 粒级 中， 铜矿物 主 要指黄铜矿 主要呈连生体存在， 与脉石连生的黄铜 矿粒级约 7 0 m， 呈包 裹体 的黄铜 矿粒 径约 2 0 ／ m； 黄铁矿大部分呈连生体 。 有部分呈单体 ； 磁 赤 铁矿 主要呈碎裂状单体或与脉石连生。 大于 2 0 0目 0 ． 0 7 4 mm 粒级 中， 黄铁矿， 磁 赤 铁矿 已基本解离 ， 而黄铜 矿粒级主要 为连 生体。小 于 2 0 0目粒径 中， 各有用矿物 已基本解离。 2 ． 3尾矿粒级与矿石品位分布 鸡笼山矿综合 利用的尾矿主要是老尾矿， 该部 分尾矿积累的时间约 3 0年， 尾矿的品位及粒级组成 变化较大 ， 一部分尾矿 简称 A类 品位较 低， 粒度 细， 含铜 0 ． 0 9 ％， 金 0 ． 5 g ／ t ， 粒 度 一0 ． 0 7 4 mm 含 量 占 5 8 ． 5 ％， 大于 0 ． 1 5 mm含量 占 1 4 ． 7 ％；另一部分 尾矿 简称 B类 品位较高， 含铜 0 ． 1 5 ％， 金 0 ． 6 g ／ t ， 粒度粗， 一0 ． 0 7 4 mm占 1 9 ． 2 6 ％， 大 于 0 ． 1 5 mm含量 4 5 ． 1 4 ％。详细对 比见表 1 。 表 1 尾矿粒级 与矿石品位 分布 3 试验 研究 3 ． 1 选矿工艺流程 对鸡笼 山金矿尾矿进行综合 回收利用研究， 采 用两类尾矿作为试验样 简称 A类和 B类 ， 分别对 两类尾矿进行对 比性试验， 根据试验研究结论 ， 较合 理的工艺流程是对两类尾矿采用不 同的工艺流程综 合回收多种元素。A类尾矿含铜、 金品位较低 ， 矿 石 粒度细。 提取该尾矿 中的铜 、 金、 硫采用的工艺流 程 是 用渣浆泵从尾矿库 中抽取尾矿， 搅拌 、 调浆， 再进 行铜硫混选， 产 出铜硫混合 精矿， 混合精 矿再磨 ， 进 行铜硫分离。B类尾矿含铜 、 金 品位较高 ， 矿石粒 度 粗， 矿物解离度低， 因此 ， 选矿工 艺流程 中要加入 再 磨工艺 ， 回收该部分尾矿 中的铜 、 金 、 硫采用 的工 艺 流程是 用渣浆泵从尾矿库 中抽取尾矿， 经水力旋流 器分级 ， 溢流进入搅拌桶 ， 沉砂进入球 磨机再磨 ， 球 磨机与螺旋分级机 组成 闭路磨矿 ， 螺旋分级 机溢流 进入搅拌桶， 调浆后进入后续的浮选 阶段。经估测 ， A类尾矿和 B类尾矿各 占尾矿总量的一半。 3 ． 1 ． 1 A 类尾 矿优 先 选 铜试 验 优先选铜试 验 石灰 作为调 整剂 ， 在 不 同的 p H 条件下， 直接从 原尾矿 中优 先选铜 金 ， 试验 结果 表 明， 铜金 回收率较低， 该方案不适合于 A类尾矿 。 3 ． 1 ． 2 A 类尾 矿 C u S混 选 闭 路试 验 用硫酸和硫化钠 作为调 整剂分 别对 A类 尾矿 调整， 改变调整剂用量进行 了铜硫混选 及相应精选 分离试验。 试验结果表明， 该尾矿无须用硫酸或硫化 钠等试剂， 直接 在 自然矿浆状态下加黄药捕收即可。 另外 ， 所得混合精矿 不经进一步磨矿很 难获得较好 的指标。该尾矿样品的铜硫混选 闭路试验流程是二 次精选 二扫选， 捕 收剂是丁基黄药 ， 起泡剂是 松油， B K3 0 1作为调整剂。试验结果见表 2 。经过强化铜 硫混选 ， 在混 合精 矿 中 C u 、 S 、 Au的 回收 率分 别 为 4 5 ． 7 5 ％、 6 2 ． 6 8 ％和 4 2 ． 1 2 ％， 品位 为 C u 0 ． 8 8 ％， S 3 0 ． 6 7 ％。 A u 3 ． 9 7 g ／ t 。 维普资讯 3 8 有色矿山 2 0 0 3年 第 3 2卷 表 2 C a S混选闭路试验结果 产 品 产率 ％ 品位 C u ／ ％ Au ／ g ／ t S ／ ％ 回收率／％ CU Au S 3． 1 ． 3铜 硫 分 离试 验 混合精矿再磨铜硫分离试验表 明， 混合精矿不 经再磨， 金铜很少 一部分分离， 随着再磨细度增 加， 分离效果明显改善， 再磨后 细度达到 一0 ． 0 7 4 mm含 量为 8 1 ． 1 ％，一3 2 0目占 4 1 ％后， 选别 指标基 本趋 于稳定 。 单用石灰抑硫， 在 p H 1 2 ～1 3条件下， 可以获得 较好 指 标。 采 用 石 灰 作 抑 制 剂 ，在 磨 矿 细 度 一 0 ． 0 7 4 ram占 8 1 ． 1 ％条件下， 用丁基黄药作为捕收 剂， 松油作为起泡剂， B K3 0 1作为调整剂， 进 行二次 精选二次扫选分离铜硫 。C uS分离 闭路试验 的选 别 指标见表 3 。 表 3 混合精矿 C u S分离闭路试验结果 3 ． 2 B类尾矿选矿试验 B类 尾矿含铜 品位达 0 ． 1 5 ％， 矿 石粒 度粗， 需 要再磨 。 再磨后进行优先选 铜和 C uS铜硫混选分 离试 验， 该 试 验 条 件 为 尾 矿 再 磨 一0 ． 0 7 4 mm 占 7 1 ％。 浮选药剂与 A类尾矿试验药剂一样 。试验表 明， 原尾矿经再磨 ， 优先浮选和混合浮选均得到了较 高品位铜精矿。 结果见表 4 。 4 生产实践 4 ． 1 采取尾矿 的方式 利用高压水冲击尾矿造成浓度合适的矿浆， 再 用渣浆泵抽取 ， 渣浆泵 日抽取尾矿 1 0 0 0 t ， 渣浆 泵配 置在两 只 自制 的钢船 上， 尾矿 选 矿 厂距 离 尾 矿库 5 0 0m 。 4． 2 溜檀选金 渣浆泵抽取尾矿先进入水泥斜面溜槽， 溜槽底 表 4 B类尾矿套矿后浮选试验结果 部辅设 晴伦毛毯， 尾 矿矿 浆 中金银沉 积在 毛毯 上。 该溜槽坡度 5 ％， 溜槽斜面长度 3 5 m， 每个溜槽宽度 0 ． 6 0 m， 共 6个溜槽 ， 斜面溜槽 占地 面积 2 2 0 m2 。毛 毯收集的重砂进入摇床。该工艺所获生产指标见表 5。 表 5 溜槽选金 生产统 计指标 4 ． 3 铜硫浮选生产工艺流程 尾矿选 矿厂生产规模 为 日处理尾矿 1 0 0 0 t ， 由 于尾 矿 库 上 层 尾 矿 这 部 分 尾 矿 占 总 尾 矿 量 的 4 0 ％ 矿石粒度 一0 ． 0 7 4 mm含量 占 6 5 ％， 属 于 A类 尾矿。 由斜面溜槽重选部分金后流出的矿浆经搅拌 桶搅拌后直接进 行铜硫混选， 混选精矿再 磨后进行 铜硫分离 。铜硫 混选 是一粗二扫 二次精选， 铜硫分 离是一粗 一扫二次精选 。生产统计 指标见表 6 、 表 7 。在生产 中出现如下情况。 1 尾矿经搅拌调浆后 浮选速 度很快。搅拌桶 内加入丁基黄药和松油， 铜 、 硫 、 金等元素很快上浮， 在 生产调试 阶段， 对 比不同的加药地点。 铜硫混选指 标没有什么变 化 ； 铜 硫混选流 程 中不 加入石 灰， p H 值不大于 9 。 不加入硫酸或硫化钠等调 整剂 ， 铜硫混 选各项浮选指标较好 。 2 用渣浆泵从尾矿库抽取尾矿， 矿浆浓度难 以 控制， 浓度变化范围大， 当浓度 在 2 8 ％～3 3 ％， 铜硫 混选指标较好。 矿浆浓度是 影响选矿指标 的关 键 因 素之一。 维普资讯 第 5期 余晔 鸡笼 山金矿尾矿综合利用的研 究与生产实践 3 9 表 6 尾矿铜硫混选生产统计指标 2 0 0 2 年 1 0 1 2月 产 品 产率 ％ 品位 回收率／ ％ C u ／％ A u ／ g ／ t S ／％ C u Au S 表 7 铜硫分离生产统计结果／ ％ 2 0 0 2年 1 0 ～1 2月 产品 产率 ％ 品位 回收率／％ C u ／％ A u ／ g ／ t S ／％ C u Au S 5 磁性铁 的 回收 铜硫混选后 的尾矿矿浆进入磁选工艺 回收磁性 铁， 经过一次粗选二次精选。磁性铁的 回收成本低， 生产稳定 ， 生产统计指标见表 8 。 表 8 磁性铁生产统计指标 ％ 6 最终尾矿作为井下充填砂 鸡笼山金矿井下采矿充填料来源一部分是选矿 产出的粗尾砂， 另一 部分是掘进产 出的废石。该矿 年开 采 矿 石 3 9万 t ，日需 要 选 矿 粗 尾砂 充 填 料 4 25 m3 ，但 该 矿 选 矿 厂 日产 出 的 尾 矿 粗 砂 不 足 4 25 m3 ，老尾矿库尾矿经综合 回收 多种 元素后 ， 最终 尾矿进入分级塔 分级， 分级 所得粗砂作 为采矿充填 料 。2 0 0 2年 至 2 0 0 3年， 取 自老尾 矿库尾 矿经综合 回收多种元素， 最终尾矿分 级后作为 充填料的粗砂 达 1 0万 m0 ， 此项工艺获得 了可观 的潜在经济效益。 7 结论 1 鸡笼 山金矿尾矿再 利用包括 回收尾矿 中多 种元素以及最终尾矿作为井下 充填料。该矿尾矿再 利用 的研 究和生产实践表 明， 采 用常规 浮选一磁选 一 重选方法 ， 综合 回收该尾矿 中铜、 金、 银 、 硫和铁等 有价元素是行之有效 的， 不仅在技术上可行， 而且在 经济上合理 。 2 了解尾矿 产生的历史条件 ， 尾矿 赋存状 态， 分析尾矿 矿物特 性， 是确 立合理 选 矿流 程 的关 键。 尾矿积累年 限长， 尾矿性质变化大， 综合 回收工艺应 随之应变。鸡笼山金矿在再利用尾矿的生产实践 中 根据尾矿性质灵活改变选矿工艺。 [ 参考文献 ] [ 1 ] 北京有色金属研究总院．鸡笼山金矿尾矿综合利用研 究 报告 [ R] ． 1 9 9 9 ， 6 ． 上 接 第 1 4页 上部各 中段的品位都相对较高。所以根据优化的计 划指标结果 ， 可以肯 定该季度 内可以处理很大 一部 分边界品位的矿石或副产矿石。 各季度是根据前一季度的完成情况及本季度的 实际情况进行优 化， 再 根据各个 月的实际生产情况 将计划分配到各月中。按照以上优化月计划的方法 可 以进行 各个月生产计划的控制 ， 达到贫富兼采、 合 理利用矿产资源 的 目的。假若某 月完成计 划较好， 下月就可以降低 出矿品位， 加大低 品位矿石 的配矿 量 ； 若完成计划不理想时， 下月就要按季度计划指标 适当提高 出矿品位， 但 必须要和季 度计 划品位偏 差 最小， 这样就使生产经营形成了 良性循环， 保证 了良 好的稳定的出矿品位。 4结语 线性规 划是在一定的限制条件下， 利用数学方 法进行运算， 使对前景的规划达到最优的方法， 它是 现代管理科学的一个重要手 段。同样， 规划模型是 解决黄金矿山合理 配矿的有效手 段， 本 文建立 了矿 山的短期计划数学模 型， 并将 非线性 问题 转化为线 性 问题 ， 并举例进行求解， 达到 了贫 富兼采 、 合理配 矿的 目的， 为实现矿量 的优化开采提供了依据 。 维普资讯