冬瓜山铜矿选矿工艺的技术改造与探讨.pdf

2 2 有色金属 选矿部分2 0 0 9 年第3 期 冬瓜山铜矿选矿工艺的技术改造与探讨 张德兴 铜陵有色金属集团控股有限公司冬瓜山铜矿，安徽铜陵2 4 4 0 31 摘要介绍冬瓜山铜矿选矿厂投产以来进行的多次工艺流程改造，包括高硫铁生产工艺、选硫清洁生产工艺、 部分铜硫混合浮选尾矿选硫生产工艺、全优先选铜 全尾选硫生产工艺。并就工艺技术改造的生产情况进行了分析 探讨。 中图分类号T D 9 5 2 ．1 ；T D 9 2 8文献标识码B文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 0 9 0 3 - 0 0 2 2 - 0 4 1 原矿性质及设计流程概述 冬瓜山铜矿是安徽铜陵有色金属集团控股有限 公司下属的骨干和后劲矿山，矿石主要金属矿物有 黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿及磁铁矿等；次为白铁 矿、方黄铜矿及墨铜矿等。主要脉石矿物有石榴 石、石英、滑石、蛇纹石及硅镁石等；次为钙铁辉 石、黑云母、方解石、白云母及硬石膏等。矿物的 嵌布特征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 矿与磁黄铁矿嵌布粒度较细。原矿主要回收元素品 位C u1 ．0 1 ％，S1 4 ．0 8 ％，F e2 5 ．8 5 ％[ i - 2 】。 选矿厂由中国恩菲工程技术有限公司设计， 2 0 0 4 年1 0 月建成投产。设计规模为1 3 0 0 0 t ／d ，设 计的选矿工艺流程为先浮滑石、浮出的滑石再选 铜；部分铜优先浮选；铜硫混合浮选、混合粗精矿 再磨分离、分离尾矿选硫、分离精矿与部分铜优先 浮选粗精矿及滑石选铜所得的精矿合并进行铜精 选；混合浮选尾矿进行磁选一脱硫浮选，最终产品 为铜精矿≮硫精矿和铁精矿。 2 技术改造及结果 选矿厂投产以来，生产指标与设计指标相差很 远，因此，对选矿工艺进行以下几方面的优化技术 收稿日期2 0 0 9 - 0 1 - 0 8 作者简介张德兴 1 9 6 4 一 ，男，安徽含山人，工程师。 改造，生产能力和选矿经济技术指标稳步提高。 2 ．1 高硫铁工艺 设计选铁工艺流程是磁粗选粗精矿再磨磁 精选一磁精矿脱硫浮选，脱硫浮选流程为一次粗 选、一次扫选、两次精选，产品为铁精矿和脱硫硫 精矿。技改前生产指标与设计指标相差很大，铁精 矿含铁5 0 ％～6 0 ％，含硫高达5 ％一2 0 ％，选铁回 收率仅为1 ％～5 ％；脱硫硫精矿品位为2 0 ％一3 0 ％， 选硫回收率为5 ％一1 0 ％。 铁精矿和脱硫硫精矿销售困难。选铁作业基本 上是亏损经营。为此，2 0 0 6 年5 月份开始利用选 铁工艺，通过磁粗选磁粗精矿再磨磁精选，不 进行脱硫浮选，直接产出含硫2 0 ％～2 5 ％，含铁 5 5 ％～6 0 ％的高硫铁精矿产品。2 0 0 6 年5 1 2 月份 生产高硫铁精矿l 。8 万t ，2 0 0 7 年l 一8 月份生产6 ．9 万t ．全年生产1 0 万t 。 高硫铁生产工艺与原有的选铁工艺相比具有以 下优势 1 产品适合市场需要，销售前景好； 2 需要脱硫浮选，工艺流程简化，生产管理 简便，且节约药剂费用； 3 经济效益显著。 1 节省药剂费用2 0 0 7 年全年处理原矿石2 7 6 万t ，以处理原矿药剂成本 为1 ．3 3 元／t 计，全年可节省药剂费用3 6 5 万元， 将来达产年处理原矿石4 2 9 万t 计，可节省药剂费 用5 7 0 万元。 2 增加产值原有的选铁工艺，按 2 0 0 7 年全年处理原矿石2 7 6 万t 计，只能生产铁精 矿4 万t ，脱硫硫精矿5 万t ，产值合计9 0 0 万元。 万方数据 2 0 0 9 年第3 期张德兴冬瓜山铜矿选矿工艺的技术改造与探讨 2 3 采用高硫铁工艺可生产高硫铁精矿1 0 万t ，产值 2 5 0 0 万元。2 0 0 7 年可增收1 6 0 0 万元，按将来达 产年处理原矿石4 2 9 万t 计，年可增收2 4 9 0 万元。 所以高硫铁工艺与原有的选铁工艺相比，2 0 0 7 年 增加效益1 9 6 5 万元，按将来达产处理量计算，增 加效益3 0 6 0 万元，其经济效益十分显著。 2 ．2 选硫清洁生产工艺 传统的选硫工艺一般采用硫酸 硫酸铜作为调 整剂，由于硫酸具有极强的腐蚀性和强烈的刺激 性，导致生产现场作业环境恶劣，给生产现场带来 很大的安全隐患，以及给生产、维修和管理带来极 ，大的不便。为此就选硫生产如何寻求一种安全性能 较好的调整剂来替代传统的硫酸 硫酸铜调整剂， 冬瓜山铜矿与有关单位合作共同就冬瓜山分离尾矿 选硫开展探索研究工作，自2 0 0 6 年9 月至2 0 0 7 年 2 月，通过三个月的试验室试验和一个月的工业试 验，已成功地摸索出一种选硫清洁生产新工艺，即 采用L l 和L 2 作为调整剂替代传统的硫酸 硫酸 铜。清洁生产新工艺具有以下三个方面的优势。 1 从工艺技术方面来看在选硫回收率相近 的条件下，硫精矿品位可稳定在3 5 ％以上，而 2 0 0 4 年l O 月至2 0 0 7 年1 月，原有的硫酸 硫酸 铜工艺所获得的硫精矿品位平均为3 3 ．0 ％，因此采 用清洁生产新工艺完全能够替代传统的硫酸 硫酸 铜工艺。 2 从生产经营方面来看在捕收剂和起泡剂 种类、用量和消耗费用完全相同的条件下，调整剂 的单位成本由硫酸 硫酸铜工艺时的0 ．8 5 元／t 设 计单位成本为1 ．0 7 元／t 降至0 ．3 3 元／t ，单位成本 下降了0 ．5 2 元／t ，按2 0 0 7 年预计全年处理原矿石 2 7 6 万t 计算，调整剂费用可节省1 4 3 万元，按将 来达产年处理原矿石4 2 9 万t 计算，可节省调整剂 费用2 2 3 万元。 3 从药剂的安全性能方面来看L 1 属于呈 酸性的硫酸盐，无毒，其腐蚀性和刺激性比浓硫酸 要弱得多；L 2 属于无毒无腐蚀性的无机盐。因此 采用清洁生产新工艺，药剂的安全性能大大提高， 现场作业环境大为改善。 2 ．3 部分铜硫混合浮选尾矿选硫工艺 冬瓜山铜矿设计选硫工艺包括铜硫分离尾矿选 硫和铁精矿脱硫，因选铁系统于2 0 0 6 年5 月份开 始生产高硫铁产品，脱硫作业也随即停止。实际生 产中铜硫分离尾矿选硫，硫精矿产率为4 ％～6 ％， 硫精矿品位2 5 ％～4 0 ％，平均为3 3 ％，回收率为 1 0 ％一1 5 ％，平均为1 3 ％，硫精矿产品产量低、质 量差、且波动大，与设计指标相差甚远，经多次工 艺考察，主要有以下两方面原因 1 混合浮选作业硫矿物回收效果差是选硫回 收率低的根本原因在铜硫混合浮选作业中，含硫 矿物回收效果差，并且随着磁黄铁矿矿物比例的增 大而恶化。选硫作业回收率只有2 0 ％～3 0 ％，远低 于6 5 ％的设计指标。混合尾矿中硫金属的分布率高 达6 0 ％～7 0 ％，远远高于2 5 ％的设计指标，在后续 的磁选作业所产出的高硫铁精矿产品，所获得的选 硫回收率不到1 0 ％，剩余的5 0 ％～6 0 ％的硫损失于 尾矿中。 2 硫浮选作业硫矿物的回收效果差是选硫回 收率低的次要原因进入硫浮选作业的产物量波动 大，其产率和硫金属分布率分别只有6 ％一1 2 ％和 1 2 ％。2 5 ％，远低于3 7 ％和6 6 ％的设计指标，其矿 浆浓度只有6 ％～2 0 ％，低于正常硫浮选所需的浓 度 3 0 ％一3 5 ％ ，也低于设计的浓度参数值 2 2 ％ ，由于上述产率、硫金属分布率、矿浆浓度 低而波动大，造成硫浮选作业难以正常分选，从而 导致选硫回收率低而波动。 就上述两方面原因，冬瓜山铜矿与有关单位合 作开展技术攻关，经过两个月的试验室小型试验， 摸索出一种较好的工艺方案。即在基本保持原有工 艺流程和选铜回收率的条件下对部分铜硫混合浮选 尾矿进行选硫，所选出的硫粗精矿与分离尾矿合并 进入原有的硫浮选系统，以提高和稳定原有硫浮选 系统的入选浓度、人选物料产率和硫金属分布率， 为硫浮选作业创造良好的条件。该工艺方案所采取 的措施为 1 利用特效药剂L 7 作为铜矿物的新增 辅助捕收剂，对部分铜优先浮选作业和铜硫混合浮 选作业中的铜矿物实现早拿、快拿、多拿，- 以达到 在保证选铜作业回收率基本相近的条件下缩短铜矿 物的浮选时间，从而使铜矿物的浮选作业槽数由 1 0 槽缩短至8 槽，由此可腾出最后两槽，即混合 浮选扫选作业进行混合尾矿选硫。 2 通过新增药 剂添加点和对备用的浮选回路管道实施改造，即可 实现混合尾矿选硫，勿须新增设备和进行大的工艺 技改，方案改造容易，实施快，即使方案效果不理 想，通过调开浮选回路无须停车即可恢复原流程。 2 0 0 7 年5 月采用该方案进行了为期一个月的 工业试验，试验结果表明 1 与原流程相比，铜 精矿品位和选铜回收率指标保持原有水平。 2 硫 精矿品位基本稳定在3 5 ％以上，选硫回收率由 万方数据 2 4 有色金属 选矿部分2 0 0 9 年第3 期 2 0 0 7 年1 - 4 月的1 2 ．1 ％提高至2 7 ．7 ％，硫精矿产量 由2 0 0 7 年l 一4 月的平均月产8 5 6 0 t 提高至2 3 4 0 0 t ， 硫精矿增产14 8 4 0 t 。 3 硫精矿产值增加3 0 0 万元， 扣除增加的药剂成本4 5 万元。增收2 5 0 余万元， 经济效益十分显著。 4 由于只能腾出两槽进行铜 硫混合尾矿选硫，硫浮选时间短，加之受设备配置 和场地限制，无法增设用于硫浮选前调浆调药的搅 拌槽，对铜硫混合浮选尾矿只能进行部分尾矿选 硫，而不能实现全尾选硫。因此采用该工艺选硫回 收率尽管由1 0 ％～1 5 ％提高至2 7 。7 ％，但与设计指 标5 9 ．4 9 ％相比仍相差甚远。 2 ．4 全优先选铜 全尾选硫工艺 冬瓜山铜矿投产以来，选硫回收率与设计指标 相差很大，根据以前的研究成果并结合现场实际生 产和现有的设备配置情况，提出全优先选铜 全尾 选硫的工艺方案，即 1 利用部分铜优先浮选和铜硫混合浮选作业 设备，共计1 0 槽1 3 0 m ，浮选机进行全优先选铜， 铜中矿再磨返回铜浮选流程合适点。 2 利用腾出的铜硫分离浮选粗扫选作业共计 6 槽l3 0 m ，浮选机对选铜尾矿进行全尾选硫。 该工艺方案依据 1 由铜硫分离作业6 槽浮 选机对铜尾矿选硫，弥补了部分铜硫混合浮选尾矿 选硫工艺只能腾出两槽浮选机数量的不足和无调浆 调药搅拌槽而造成的浮选不充分，即实现了对铜浮 选尾矿的全尾选硫。 2 将来矿石与选矿厂初步设 计所依据的工程样相比，难选的含铜蛇纹岩比例将 减小，依据有关研究报告，更适宜采用全优先选铜 表3 T a b l e3 工艺流程 2 。 全优先选铜 全尾选硫工艺小型闭路试验 结 果见表1 和表2 可以获得较好的指标，即铜精矿 品位为2 1 ．1 7 ％，选铜回收率8 8 ．1 3 ％；硫精矿品位 3 5 ．5 ％，选硫回收率6 1 ．5 ％。 表1全优先选铜小型闭路试验结果 T a b l elR e s u l to ft h ef l o w s h e e to fp r e f e r e n t i a lf l o t a t i o n c l o s e dc i r c u i tt e s t％ 表2 铜尾矿选硫小型闭路试验结果 T a b l e2R e s u l to ft h ef l o w s h e e to ff l o t a t i o np y r i t ef r o m t h et a i l i n gc l o s e dc i r c u i tt e s t％ 冬瓜山选矿厂原设计流程及全优先选铜 全尾 选硫工艺流程分别见图1 和图2 。 采用全优先选铜 全尾选硫工艺工业试验结果 见表3 。2 0 0 7 年1 4 月为设计铜硫浮选工艺，5 月 份为部分铜硫混合尾矿选硫工艺，6 月份为全优先 选铜 全尾选硫第一阶段技改工艺，7 月份为全优 先选铜 全尾选硫第二阶段技改工艺，8 月份为完 成全部技改工作后的全优先选铜 全尾选硫工艺。 全优先选铜 全尾选硫工业试验结果 R e s u l to ft h ef l o w s h e e to fp r e f e r e n t i a lf l o t a t i o n f l o t a t i o np y r i t ec o m m e r c i a lt e s t ％ 采用令优先选铜 全尾选硫工艺与原设计工艺 相比具有以下特点 1 铜精矿品位和铜回收率几乎相近，全优先 选铜已达到预期效果；硫回收率提高了1 3 ％，但硫 精矿品位下降了4 ％，与5 月份部分铜硫混合尾矿 选硫工艺工业试验指标相比，硫精矿品位和选硫回 收率均较低，与试验指标相比。硫精矿品位和选硫 回收率均较低，与小型试验指标还有较大差距，全 尾选硫未达到预期效果。 2 伞优先选铜 全尾选硫工艺流程，将铜和 硫的选别作业分开，简化了浮选流程，同时甩掉 了操作难度较大的铜硫分离作业，有利于现场的 操作和管理，为今后提高选铜【旦I 收率提供了良好的 基础。 万方数据 2 0 0 9 年第3 期 张德兴冬瓜山铜矿选矿工艺的技术改造与探讨 2 5 原矿 磁粗选 半自磨厂k l 员l 简筛l 铁再磨机O 2 1磁粗尾矿芦 』一 f 卜1I 旋流器 彩m 球磨机。旋流 L 滑石浮选 抑泥浮铜系统 铜精I 铜优先粗选 铜优先扫 小竺兰 1 分离再磨等一 铜k 羞 磊 分离扫I I 硫精矿 混粗选I 厅西疆 硫粗选 硫精选【I 硫扫选 硫尾矿 图1部分优先一混合浮选流程 F i g ．1 T h ef l o w s h e e to fp a r t - p r e f e r e n t i a la n db u l k f l o t a t i o nt e s t 3 采用全优先选铜 全尾选硫工艺方案，不 需要增加设备投资，仅需要对部分管路实施改造， 便于原流程的恢复。技改工程量不大，可利用计划 停车时间分阶段逐步实施。 4 全优先选铜 全尾选硫方案技术上是可行 的，经济上也是合理的。 3结语 1 采用清洁生产新工艺取代传统的硫酸 硫 酸铜工艺，不仅技术上可行，经济上合理，而且对 于改善选矿作业环境，提高选矿安全性能方面在全 国同类矿山具有推广应用价值。 2 根据市场调研，及时调整产品结构，是矿 原矿 斤￡煳啾例 L 南蒿 铜嘉矿审匪赢 I 伞尾硫粗选 第一褶 I 伞尾硫扫选1U I 脸尾硫扫选1 1 I 箩 雨蓊夏了i 再司广一硫精选一t i t Vy E 号 尾矿高硫铁精矿Il 硫精选■翱l E jE I 鹰L T J 鬻I 选u 一 l 上扫选l精1 ■一 硫精矿 图2 全优先选铜 全尾选硫工艺流程 F i 9 2T h e f l o w s h e e t o f p r e f e r e n t i a l f l o t a t i o n - f l o t a t i o n p y r i t e 山发展的重要决策，冬瓜I I J 铜矿将原有的选铁工艺 及时调整为高硫铁生产工艺，顺应了市场需求，提 高了企业创收增效能力。 3 冬瓜山铜矿矿石类型多，矿物组成复杂， 易浮硅酸盐脉石和磁黄铁矿含量高，铜、硫、铁的 回收指标均低于设计指标，需今后不断地通过科技 攻关来提高选矿经济技术指标。 参考文献 [ 1 ] 北京有色冶金设计研究总院．冬瓜山铜矿初步设计 选矿 部分 [ R ] ．2 0 0 1 ． [ 2 ] 铜陵有色金属 集团 公司设计研究院，冬瓜山铜矿石选 矿试验研究报告[ R ] ．1 9 9 8 ． [ 3 ] 叶国华，董雄，张杰，等．某难选铜矿浮选新工艺试验研究 [ J ] ．有色金属选矿部分，2 0 0 6 ， 6 1 8 2 1 ． [ 4 ] 武培勇，张启富，宋绍辉，等．中矿选择性再磨在凤凰山铜 矿的应用研究[ J ] ．金属矿山，2 0 0 4 ， 1 4 4 舶． 下转第4 页 万方数据 4 有色金属 选矿部分 2 0 0 9 年第3 期 硫活锌”方案有明显效果，各个指标都有所提高。 5 结语 1 “活锌抑硫”与“抑硫活锌”工艺相比，工 业生产中，锌精矿品位提高9 ．5 5 ％，锌总回收率提 高8 ．0 8 ％，锌硫分离作业回收率提高1 2 ．8 3 ％。 2 新工艺突破常规的思维方式，巧妙地改变 硫酸铜与石灰的添1 j u J u 质, 序，在花费百元左右的情况 下，选锌指标得到提高，精选作业泡沫“夹硫”得 到解决。 3 阿舍勒铜矿锌精矿总回收率指标离设计的 7 3 ％还相差甚远，若想进一步提高锌精矿总回收 率，还要在混合浮选和铜锌分离作业降低锌的损失 下功夫。 参考文献 [ 1 ] 顾帼华，王淀佐，刘如意．硫酸铜活化闪锌矿的电化学机 理[ J ] ．中南工业大学学报，1 9 9 8 ，3 0 4 6 3 6 5 ． [ 2 ] 孙水裕，王淀佐，李柏淡．闪锌矿的电化学调控浮选[ J ] ．中 国有色金属学报，1 9 9 2 ，2 2 2 1 2 5 ． [ 3 ] R H 伊云，等．在酸性溶液中用铜离子活化闪锌矿的电 化学研究[ J ] ．国外金属矿选矿，1 9 9 7 ， 6 1 3 1 9 ． [ 4 ] 北京矿冶研究总院．新疆阿舍勒铜矿1 号矿体混合样扩 大连选试验报告[ R ] ．1 9 9 6 [ 5 ] 北京矿冶研究总院．新疆阿舍勒铜锌矿石电化学控制浮 选研究[ R ] ．1 9 9 6 ．8 [ 6 ] 北京有色金属研究总院．新疆阿舍勒铜矿多金属矿石选 矿工艺研究报告[ R ] ．1 9 9 6 ．8 [ 7 ] 紫金矿业集团公司设计研究院．新疆阿舍勒铜矿搅拌脱 药小型选矿试验报告[ R ] ．2 0 0 5 ．5 T H EE X P E R I I ⅥE N TR E S E A R C HA N DI N D U S T R YP R A C T I C EO NI M P R o V E M E N T o FB L E N D EA N DP Y R I T ES E P A R A T I o NI N ⅪN J L ～N GA S H E L E RC o P P E RM I N E W A N GT i n g c h e n g ，S H E NW e i w e i ，W A N GY u l i a n ，J I A OJ i a n g t a o C X i n j i a n gA s h e l eC o p p e rC o ．L t d ．，H a b a h eX i n j i a n g8 3 6 7 0 0 ，C h i n a A B S T R A C T T h ea n a l y s i so ne l e c t r o c h e m i s t r ym e c h a n i s mo ft h ea c t i v a t i n gb l e n d e 祈t hC u S O , i sc a r r i e do u t ．T h e a d d i n go r d e ro fC a Oa n dC u S 0 4i sc h a n g e d a n dr e s u l t st h a tt h eb l e n d ei sa c t i v a t e da f t e r c h a n 舀n g “a c t i v a t i n gb l e n d ea f t e rd e p r e s s i n gp y r i t e ’’t o “a c t i v a t i n gb l e n d eb e f o r ed e p r e s s i n gp y r i t e ”．T h ei m p r o v e m e n t o ft h ee f f e c t i v e n e s so fb l e n d ea n dp y r i t es e p a r a t i o ni sr e a l i z e da n di n X i n j i a n gA s h e l eC o p p e rM i n e ，a n d t h ep r o d u c t si n d e xo fz i n cc o n c e n t r a t ei se n h a n c e d ，t h a ti s ，g r a d e b y9 ．5 5 ％a n dr e c o v e r yb y8 ．0 8 ％． K e yw o r d s C u S 0 4 ；t h eo r d e ro fa d d i n gp h a r m a c y ；a c t i v a t i n gb l e n d ea f t e rd e p r e s s i n gp y r i t e ；a c t i v a t i n g b l e n d eb e f o r ed e p r e s s i n gp y r i t e 、 ／八 ／；＼ ／；、 ／；、 ／乱 ／n ／、 ／仝 ／仝 ／佘 ／玉 ／乱 ／仝 ／孙 ／玉 ／≯ ／n ／a ／乱 ／；、 岔 ／；、 ／夺 ，仝 ／佘 ／ ／仝 ／佘 ／仝 ／仝 ／；、 ／籴 ‘ ／；、 上接第2 5 页 I M P R o V E M E N TA N DD I S C U S ST H EF L o W S H E E TO FD o N G G U A S H A N C o P P E R Z ．也4 _ N GD e x i n g D o n g g u a s h a nC o p p e rM i n eo fT o n g l i n gN o n f e r r o u sM e t a l sG r o u pC o ．，L t d ．，T o n g l i n gA n h u i 2 4 4 0 3 1 ，C h i n a A B S T R A C T T h ep a p e r d e s c r i p t i o n o fs e v e r a l i m p r o v e m e n t so fD o n g g u a s h a nC o p p e rM i n ea f t e rp r o d u c e ．I n c l u d e o f t h ef l o w s h e e to fp y r r h o t i t e ，t h ec l e a nf l o w s h e e to ff l o t a t i o n p y r i t e ；t h ef l o w s h e e to ff l o t a t i o np y r i t ef r o mt h e t a i l i n g so fb u l kf l o t a t i o n ．T h ef l o w s h e e to fp r e f e r e n t i a lf l o t a t i o n - f l o t a t i o np y r i t e ，i n t r o d u c ea n da n a l y s i so ft h e e f f e c to ft h ei m p r o v e m e n t ． K e yw o r d s c o p p e ro r e ；m i n ep r o c e s s i n gt e c h n o l o g y ；c o n t e n t ；r e c o v e r y 万方数据