俄罗斯某铜铅锌多金属矿超细磨工艺应用实践_鲁军.pdf

收稿日期2019-09-27 作者简介鲁军 （1974） ， 男， 副总工程师， 高级工程师， 博士研究生。 总第 529 期 2020 年第 7 期 金属矿山 METAL MINE 俄罗斯某铜铅锌多金属矿超细磨工艺应用实践 鲁军 1， 2 （1. 紫金矿业集团股份有限公司， 福建 上杭 364200； 2. 北京科技大学土木与资源工程学院， 北京 100083） 摘要俄罗斯克孜尔喀什特克铜铅锌多金属硫化矿金属矿物嵌布粒度微细， 采用原单一球磨机对铜铅混合 粗精矿进行再磨， 难以满足对矿物解离度的要求。因此， 在矿石性质分析和实验室小试的基础上， 对再磨系统进行了 现场工艺优化与生产实践。将球磨机与超细磨机串联使用， 即新增超细磨机对原流程中球磨机产品经旋流器分级后 的溢流进行开路再磨再选， 满足了最终产品P80粒径小于10 μm的工艺要求， 提高了矿石中金属矿物的单体解离度， 从而更易分选。新再磨流程平稳运行后， 对稳定产品质量作用明显。对比改造前， 铅回收率提高16.84， 锌回收率 提高4.96， 铜回收率提高2.70。按全年处理100万t矿量计算， 新增锌金属量4 960 t/a， 新增铅金属量2 910 t/a， 新 增铜金属量208 t/a。按当前产品价格计算， 每年可为企业多创造利润12 000万元， 经济效益显著。 关键词铜铅锌多金属硫化矿铜铅混浮粗精矿超细磨再磨流程改造 中图分类号TD952， TD921.4文献标志码A文章编号1001-1250 （2020） -07-089-05 DOI10.19614/ki.jsks.202007013 Ultra-fine Regrinding Process Application in a Copper-lead-zinc Polymetallic Mine in Russia Lu Jun1， 2 （1. Zijin Mining Group Co.， Ltd.， Shanghang 364200， China； 2. School of Civil and Resources Engineering， University of Science and Technology Beijing， Beijing 100083， China） AbstractKizil-Kashiturk copper-lead-zinc polymetallic sulphide ore in Russia disseminated in micro-fine size and the process with the original single ball mill for regrinding the copper-lead bulk roughing concentrate is difficult to meet the requirement of high mineral liberation. Therefore，the regrinding system trans and production practice was carried out based on mineralogy properties analysis and laboratory scale. By series connection of ball mill and ultra-fine mill，that is adding a new ultra-fine mill to regrind the overflow of the hydrocyclone matched with the original ball mill，final regrinding products of P80size less than 10 μm was obtained，indicated that the liberation of metal minerals in ores is greatly im⁃ proved，which makes it conducive to sorting. After stable running of the new regrinding process，it has obvious effect on product quality stabilizing. Compared with the previous system，the transfomation brought out the increase of recovery rate with Pb 16.84，Zn 4.96 and Cu 2.70. According to the annual processing of one million tons of ore，the increase of metal amounts with Zn 4 960 t/a，Pb 2 910 t/a， and Cu 208 t/a was realized，which could create a newly added profit of 120 million yuan for enterprises based on the calculation product price. KeywordsCopper-lead-zinc polymetallic sulphide ore，Copper and lead bulk roughing concentrate，Ultra-fine mill， Regrinding process transation Series No. 529 July2020 随着易选矿产资源逐步消耗殆尽， 现开采矿石 呈现贫、 细、 杂等特点， 磨矿细度成为影响精矿品位 的关键因素之一， 矿石需要磨到更细才能实现单体 解离。当矿物嵌布粒度超细时 （P80＜15 μm） ， 传统磨 矿很难实现目的矿物的充分单体解离， 使得浮选工 艺无法经济有效地获得满足冶炼要求的原料。 俄罗斯克孜尔塔什特克铜铅锌多金属矿金属 储量为锌 129.46 万 t、 铅 20.29 万 t、 铜 8.27 万 t、 伴生 金 15.14 t、 银 674.9 t， 平均品位锌 10.02、 铅 1.57、 铜0.64、 金1.17 g/t、 银52.24 g/t， 为国内外少见的高 品质多金属矿。该矿矿物种类繁多， 矿物之间共生 关系复杂， 嵌布粒度细， 选冶难度大 ［1］。原设计采用 “三段一闭路破碎两段一闭路磨矿” 和 “铜铅混浮 粗精矿再磨铜铅分离混浮尾矿选锌” 的磨选工 89 ChaoXing 金属矿山2020年第7期总第529期 艺， 选矿厂日处理矿石4 000 t， 年处理矿石100 万t。 铜铅混浮粗精矿采用一台2 7004 000溢流型球磨 机 （现场编号为3号球磨机） 与YD-φ3508旋流器 组构成闭路磨矿， 自投产以来生产指标未达预期， 金 属回收率低， 精矿互含高。通过对铜铅精矿进行镜 下鉴定， 发现铜铅精矿中闪锌矿与黄铜矿、 方铅矿、 黄铁矿相互间的连生体占比较高， 未解离的矿物粒 度基本在-10 μm， 若继续采用常规球磨工艺很难满 足对矿物单体解离度的要求， 严重影响分选指标和 精矿质量 ［2］。通过大量试验研究， 最终确定选择超细 磨工艺作为解决方案， 可使矿石充分细磨达到单体 解离， 并在保证精矿质量的同时提高金属回收率 ［3］。 1矿石性质 1. 1矿石化学成分分析及铜、 铅、 锌物相分析 该多金属矿为氧化钡-碳酸盐交代变质作用产生 的交代岩， 矿石主要化学成分分析结果见表 1， 铜、 铅、 锌物相分析分别见表2、 表3、 表4。 注 带 “*” 单位为g/t 1. 2矿石矿物组成及嵌布关系 表5为矿石矿物组成及其含量分析结果。 由表5可知， 矿石中主要有用矿物为闪锌矿、 黄 铁矿、 黄铜矿、 方铅矿， 少量磁铁矿和磁黄铁矿， 次生 矿物有白铅矿、 铜蓝和孔雀石。脉石矿物主要为白 云石、 石英、 重晶石、 绿泥石， 矿石中白云石含量为 24.980， 给矿石的细磨浮选带来困难 ［4］。 显微镜下结果表明， 闪锌矿、 黄铜矿、 方铅矿的 嵌布粒度属于细粒或微细粒， 铜、 铅、 锌矿物粒度几 乎全部在-37 μm， 其中-10 μm 粒级分别约占 10、 20、 25。部分闪锌矿与黄铜矿构成固溶体分解结 构， 嵌布关系复杂， 有少量粒度在-2 μm的黄铜矿以 固溶体析出物形式分散在闪锌矿中。方铅矿有氧化 现象， 边缘形成残余方铅矿和白铅矿、 铅钒等混合物 的氧化壳， 加大分选难度。 2工艺改造及调试过程 2. 1不同改造方案及调试结果 在超细磨实验室研究的基础上， 综合对比使用 超细磨和常规球磨进行再磨， 结果表明超细磨能够 使嵌布粒度细小的金属矿物得到充分解离， 对降低 精矿互含效果显著 ［5］。已有其他矿山应用实践同样 证实超细磨机在细磨领域较传统磨机表现出节电节 球、 磨矿产品粒度分布窄、 不过磨不欠磨、 粒度连续 可控等优点。据此， 该矿于2018年6月从国内浙江 艾领创矿业科技公司引进了一台ALC-1 500L艾砂超 细磨机， 于7月中旬进行现场安装， 8月初开始投产运 行调试。初期采用了4种方案进行对比调试， 具体调 试工艺流程见图1～图4。 方案一保留3号球磨机磨铜铅混浮粗精矿， 用超 细磨机磨铜铅混合精选1作业的精矿； 方案二用超细 磨机替代3号球磨机， 对铜铅混浮粗精矿进行全粒级 开路磨矿； 方案三用超细磨机替代3号球磨机， 对铜 铅混浮粗精矿的旋流器分级沉砂开路磨矿； 方案四保 留3号球磨机， 用超细磨机对球磨机旋流器分级溢流 进行开路磨矿。方案一调试期间给矿流量不稳定， 设 备磨矿效率低， 用电单耗高。方案二、 方案三电耗 90 ChaoXing 2020年第7期鲁军 俄罗斯某铜铅锌多金属矿超细磨工艺应用实践 低、 球耗高， 但排矿产品粒径均未达到工艺要求 ［6］。 四种不同工艺方案及设备运行参数情况见表6。 根据四种方案的初步调试结果， 在目前生产条件下 以方案四的磨矿效果最好， 能够满足最终产品P80粒 径小于10 μm的工艺要求。 2. 2最终改造方案和设备运行参数分析 在方案四调试后期， 工艺设备处于稳定阶段， 对 超细磨运行参数进行了采集考查， 根据生产参数数 据绘制磨矿浓度和排矿粒度、 磨矿破碎比关系， 见图 5。 图5结果表明， 超细磨机处理量随磨矿浓度增加 呈上升趋势， 磨矿能耗则逐步增加， 磨矿效率高的磨 矿作业浓度范围为29～37。根据上述分析， 在目 前工艺条件下， 适宜的磨矿浓度为29～37， 选取作 业浓度在此范围内的生产数据， 绘制排矿粒度和给 矿粒度、 电耗的关系图， 见图6。 根据图6， 在目前给矿作用条件下， 拟合电耗、 给 91 ChaoXing 金属矿山2020年第7期总第529期 矿粒度、 排矿粒度的关系为 W865.78 （F80-P80） 0.21P 80 1.5. 通过上式计算出在给矿粒度 F80为 20 μm， 排矿 产品粒度P80为10 μm时， 磨矿电耗约为44 kWh/t； 在给矿粒度 F80为 15 μm， 排矿产品粒度 P80为 10 μm 时， 磨矿电耗约为38 kW h/t。 3改造后流程及运行指标 新再磨流程建成投产后， 经过前期多方案的生 产调试， 至 9月中旬生产运行平稳， 达到设计要求。 按方案四进行改造后的再磨浮选流程为 原矿经 二段磨矿至-0.071 mm占90～95， 抑锌硫优先浮铜 铅， 铜铅混浮粗精矿经3号球磨机磨矿3号旋流器分 级溢流超细磨再磨再选产出铜铅混合精矿， 混合精 矿抑铅浮铜产出单一铜、 铅精矿， 铜铅浮选尾矿抑硫 活化选锌产生锌精矿， 锌尾矿为最终尾矿， 具体流程 见图7。浮选药剂制度 铜铅浮选添加石灰、 硫化钠、 硫酸锌、 丁基黄药； 铜铅分离添加氢氧化钠， Z-200或 丁基黄药； 选锌作业添加石灰、 硫酸铜、 丁基黄药 ［7］。 改造后的再磨系统产品粒度组成分析结果见表 7、 表8， 改造前后的生产技术指标见表9。 由表9可知， 与改造前相比， 在原矿品位相近的 情况下， 改造后锌、 铜和铅精矿的指标都有较大提 高， 铅精矿品位提高了 14.11， 铅回收率提高了 16.84， 锌精矿品位提高了 1.26， 锌回收率提高 4.96， 铜精矿品位提高了 3.50， 铜回收率提高了 2.70， 说明增加超细磨对稳定产品质量作用明显， 金属回收率也得到大幅度提高。 4经济效益分析 超细磨再磨流程改造后， 短时间内实现了稳定 运行， 综合排矿粒度P80处于9～10 μm。虽然采用超细 磨后运行成本相应增加， 但效益提升更加显著。对 92 ChaoXing ［1］ ［2］ ［3］ ［4］ ［5］ ［6］ ［7］ 2020年第7期鲁军 俄罗斯某铜铅锌多金属矿超细磨工艺应用实践 比改造前， 铅回收率提高 16.84， 锌回收率提高 4.96， 铜回收率提高2.70。按全年处理100万t矿 量计算， 新增锌金属量4 960 t/a， 新增铅金属量2 910 t/a， 新增铜金属量208 t/a， 按当前产品价格计算， 新 增销售收入12 550 万元/a， 扣除超细磨运行成本 （磨 矿电耗球耗备品备件消耗） 约550万元/a， 新增利 润12 000万元/a。 5结论 （1） 克孜尔塔什特克多金属矿金属矿物呈微 细粒嵌布， 铜、 铅、 锌矿物粒度在-10 μm的粒级占较 大比例。原设计产品细度达不到工艺要求， 严重影 响分选指标和精矿质量。将球磨机与超细磨机串联 使用， 即新增超细磨机对原流程中球磨机经旋流器 分级后的溢流进行开路再磨再选， 满足了最终产品 P80粒径小于10 μm的工艺要求， 提高了矿石中金属矿 物的单体解离度。新再磨流程平稳运行后， 对稳定 产品质量作用明显。对比改造前， 铅回收率提高 16.84， 锌回收率提高4.96， 铜回收率提高2.70， 可实现新增经济效益12 000 万元/a。 （2） 超细磨工艺为难处理金属矿物实现充分解 离提供了技术保证， 推动了细粒级难选金属矿处理 技术的进步， 在难处理铁矿、 钼矿、 铜矿、 铜钼矿、 铅 锌矿、 黄金矿等选矿领域中应用前景广阔。 参 考 文 献 鲁军 .复杂锌多金属矿浮选试验研究 ［J］ .有色金属选矿部 分， 2016 （6） 36-39. Lu Jun.Experimental study on flotation of complex zinc poly-metal⁃ lic ore ［J］ .Nonferrous MetalsMineral Processing Section， 2016 （6） 36-39. 王军荣， 汤集刚， 何美丽， 等.影响俄罗斯图瓦某多金属矿铜精 矿质量指标的矿物学因素 ［J］ .矿冶， 2017 （6） 78-82. Wang Junrong， Tang Jigang， He Meili， et al.Mineralogical factors in⁃ fluencing quality index of the copper concentrate produced from a poly-metallic ore in Russia ［J］ .Mining ＆ Metallurgy， 2017 （6） 78- 82. 赵铁林.南芬选矿厂处理北山采区矿石选矿工艺流程改造 ［J］ . 金属矿山， 2018 （2） 103-106. Zhao Tielin.Mineral processing trans of treating Beishan area ore in Nanfen plant ［J］ .Metal Mine， 2018 （2） 103-106. 田树国， 崔立凤， 王军荣.国外某铜铅锌多金属矿工艺矿物学特 性及影响浮选的因素 ［J］ .矿产综合利用， 2019 （1） 89-93. Tian Shuguo， Cui Lifeng， Wan Junrong.Process mineralogy and fac⁃ tors affecting mineral processing for a foreign copper-lead-zinc poly- metallic ore［J］ . Multipurpose Utilization of Mineral Resources， 2019 （1） 89-93. 鲁军.复杂锌多金属矿超细磨技术研究与工业应用报告 ［R］ . 厦门厦门紫金矿冶技术有限公司， 2018. Lu Jun.Ultra-fine Grinding Test and Industrial Application Reports on Complex Zinc Poly-metallic Ore ［R］ .XiamenXiamen Zijin Min⁃ ing ＆ Metallurgy Technology Co.， Ltd.， 2018. 浙江艾领创矿业科技有限公司.俄龙兴ALC-1500L艾砂磨机调 试报告 ［R］ .金华 浙江艾领创矿业科技有限公司， 2018. Zhejiang ALC Mining Technology Co.， Ltd， .Debugging Reports of ALC-1500L Isa Mill in Longxing Mining Co.， Ltd ［R］ .JinhuaZhe⁃ jiang ALC Mining Technology Co.， Ltd.， 2018. 鲁军.氢氧化钠替代重铬酸盐浮选分离俄罗斯某铜铅混合精 矿 ［J］ .金属矿山， 2017 （12） 58-62. Lu Jun.Flotation separation of a copper-lead concentrate in Russia using sodium hydroxide instead of dichromate ［J］ .Metal Mine， 2017 （12） 58-62. 93 ChaoXing