鸡冠嘴二期选矿厂调试与改造的生产实践.pdf

鸡冠嘴二期选矿厂调试与改造的生产实践 刘银生李名水李金千 摘要介绍鸡冠嘴二期选矿厂试生产和流程改造前后的基本情况， 总结了调试和改造过 程中一些成功的经验和技术措施。 关键词选矿工艺流程调试改造 湖北黄石鸡冠嘴金矿二期 选矿 厂于 年月正式投入试生产。至 年 月， 经过近半年调试运行， 其主 要技术经济指标难以达到设计要求， 特别是 浮选工艺流程 （选硫部分） 不能按设计流程 运行， 导致硫精矿一直不能回收， 调试期间 （近半年） 硫精矿的损失达万多。为了尽 快打通生产流程， 提高选矿的技术经济指 标， 在多次考察论证和简单试验的基础上， 我们与西北矿冶研究院一起对原选矿工艺 流程进行了全面的技术改造。改造后， 经过 一段时间的调试， 其主要技术经济指标较改 造前有较大的提高。至目前， 经一年多的运 行证明， 改造后的工艺流程简单合理， 便于 操作， 运行可靠， 指标稳定。金铜的回收率 由改造前的 、 分别提高到 、 ， 且在不增加药剂费用的 前提下， 顺利地回收了硫精矿， 取得了较好 的经济效益。 原矿性质 鸡冠嘴金矿为高中温气液矽卡岩矿 床， 属铜、 金、 硫、 铁复合矿体的共生金矿床。 矿石中矿物组成较复杂， 矿物种类繁 多。金属矿物中硫化矿物有黄铁矿、 白铁 矿、 黄铜矿、 斑铜矿、 铜蓝、 辉铜矿、 方铅矿、 闪锌矿、 辉铋矿等， 氧化矿物有磁铁矿、 赤铁 矿、 褐铁矿、 赤铜矿等， 此外还有含银自然 金、 自然金、 金银矿等， 碳酸盐矿物有菱铁 矿、 蓝铜矿等， 脉石矿物主要为方解石、 铁白 云石、 硅酸盐、 透辉石、 石榴石、 金云母及石 英等。 工业可利用的主要矿物为自然金 （包括 含银自然金等） 、 黄铜矿、 黄铁矿。 黄铁 矿 粒 度 较 粗，一 般 为 ， 最大可达 以上， 最小为 。黄铜矿粒度也较粗， 一般为 ， 最大为 ， 最小的为。黄 铜矿总体粒度与黄铁矿相等， 但由于黄铜矿 形状极不规则， 在港湾及分枝的细条黄铜矿 较难解离， 在同一磨矿细度下， 黄铜矿单体 解离度均低于黄铁矿。 金矿 物 粒 度 主 要 分 布 在 范围内。 的微细粒尚 有 。 当原矿磨矿细度为 时， 有 以上的金呈单体金及裸露金状态， 有 以上的金仍包裹在硫化物中 （主要包裹 在黄铁矿中） ， 需进一步磨矿才能成为单体 或裸露金， 有 的金包裹在碳酸盐氧化 物及硅酸盐等脉石中难以回收。 原矿多元素分析结果为 ， ， ， 鸡冠嘴选矿厂工程师 湖北黄石 万方数据 改造前生产流程及存在问题 改造前的选矿工艺流程及试生产情况 鸡冠嘴二期 选矿厂设计工艺流 程， 破碎为三段一闭路碎矿流程， 磨矿采用 一段闭路磨矿， 磨矿细度为 占 ， 硫精矿再磨， 磨矿细度为 占 ； 选别流程为优先浮选硫精矿再磨再 选 （见图） 。金铜优先浮选以丁基铵黑药 为捕收剂， 在 的条件下， 进 行一次粗选、 一次扫选、 两次精选得到铜金 精矿； 优先浮选后的尾矿在不调浆的条件 下， 以丁基黄药为捕收剂直接选硫， 其选别 作业为一次精选、 一次粗选、 一次扫选， 硫精 矿再磨后回收部分金、 铜。 按照上述选矿工艺流程及工艺参数进 行了近半年的生产调试， 但浮选流程一直难 以打通。主要是优先浮选后尾矿选硫部分 不能象设计的那样， 不经调浆直接把硫收上 来。因此， 在调试期间， 一直采用抑硫浮铜， 流程的后半部分 （选硫部分） 未开通， 硫损失 在尾矿中。其它主要生产技术指标见表。 表技改前主要生产技术指标 （） 时间 指 标 原矿品位 金铜 精矿品位 金铜 尾矿品位 金铜 回收率 金铜 年月 年月 年 月 年 月 年 月 累计 注 金品位单位为 ， 下同 从表可知， 试生产的技术指标与设计 的技术指标 （设计金铜回收率分别为 、 ） 有一定的差距， 而且硫未能回收。这 两项相加， 企业每年少收入近千万元， 这样， 严重地影响了企业的经济效益。 试生产中存在的问题 对选矿工艺流程综合考察分析和对小 型试验结果的研究表明， 选矿技术指标不理 想， 硫未能回收以及选矿工艺流程不畅， 主 要有以下几个方面的原因。 （） 浮选工艺流程不合理。原 “优选浮 选硫精矿再磨再选” 工艺流程不合理， 主 要存在两个方面的问题 一是优先浮选 值要求控制在 ， 这在现场是难 以实现的； 二是优先浮选 值在 以下 时根本拿不到合格的铜金精矿。主要表现 为当 时， 硫大量上浮， 影响了铜金 精矿品位 （精矿含铜在 以下） ； 当 时， 硫又被抑制， 优先浮选的尾矿在不调 浆的情况下， 用丁基黄药作捕收剂， 硫基本 不上浮。由于以上原因， 原 “优先浮选硫 精矿再磨再选” 流程， 经过反复调试， 根本难 以实现。 （） 浮选机选型和配置不合理， 造成流 程内部矿浆循环不畅。流程中设计采用的 浮选机为 和 联合机组， 内部 矿浆循环为自吸式。具体配置为优先浮选 一次粗选 （槽） 、 一次扫选 （槽） 、 一次精选 （槽） 、 二次精选 （槽） ； 硫浮选一次粗选 （ 槽） 、 一次扫选 （槽） 、 一次精选 （槽） 。在 优先浮选和硫浮选中， 粗选均按槽配置， 这样造成粗、 扫选间的泡沫槽和矿浆循环管 坡度较小， 吸浆管太长 （中间相间 槽） ， 而鸡冠嘴矿矿石为高硫铜、 金、 铁原生矿， 原 矿中金属硫化物含量较高且沉淀较快， 试生 产中经常造成泡沫槽沉槽、 循环管堵塞的现 象， 给工人的操作和正常的生产造成严重的 困难。 （） 再磨分级中， 输送系统与分级旋流 器的选型和安装不合理。原流程中， 设计选 万方数据 用砂泵为 沃曼泵台 （一主一备） 、 旋 流器为 的台 （主备） 。安装方式 为台砂泵共用一个矿浆池和一条输送管 道， 台旋流器并联安装， 矿浆输送管直接 与台旋流器的进口相接。试生产中发现， 选型方面， 砂泵和旋流器处理能力不能满足 正常生产的需要， 泵池经常溢出， 旋流器沉 砂嘴、 进料口一开机就被堵塞。这样， 不仅 造成大量的金属流失和经常停产， 而且备件 磨损非常快 （仅一两个大班就需更换砂泵易 损件） ； 在安装方面， 台泵共用一个泵池和 一条输送管道， 当一台泵工作时， 另一台泵 的进浆管和出浆管均被堵塞必须停车清洗 方能启动， 因此， 表面上看是一主一备， 实际 上起不到备用的作用。同样， 旋流器的安装 也存在相同的毛病， 当台工作时， 另台 的进浆管也易被堵塞， 起不到备用的作用。 而且台旋流器在同一输送管上前后并排 直接相接， 造成各旋流器的进口压力不一 致， 分级的细度也自然不一样。 （） 石灰添加不准， 矿浆 值波动较 大。石灰用量的控制， 是高硫铜矿石浮选和 分离成功的关键。原流程中， 石灰的添加系 统是由一个洗灰池和一个搅拌桶组成。其 工作原理是用人工将石灰倒进洗灰池， 出来 的石灰乳经泵扬送至缓冲搅拌桶储存并从 底部的管道自流至各加灰点。在这个过程 中， 洗灰的水量难以控制， 石灰的用量也难 准确掌握， 这样石灰乳的浓度也成了一个不 定数。再加上缓冲搅拌桶液位的高低以及 出口管结钙， 堵塞等诸多因素， 都直接影响 到矿浆中 值的不断波动， 而且波动较 大， 试生产表明， 石灰用量的不稳定， 会直接 导致浮选和分离的失败。 采取的技改措施 改优先浮选流程为混合浮选流程 针对原优先浮选流程中存在的问题， 解 决问题的方案有两个 一是加硫酸方案。即 继续采用优先浮选工艺， 控制在 以 上， 直接拿到合格的铜金精矿， 然后尾矿加 硫酸活化黄铁矿回收硫。此方案的优点是 浮选流程内部改造工作量少。缺点是改造 费用高 （需增加一套硫酸从运输到储存配制 的系统） ， 经营成本高 （每吨原矿需加硫酸 以上， 且多增加一倍的石灰用量， 年增 药剂费用达 万元） ， 设备损耗高 （加硫酸 后， 设备易腐蚀， 管道易结钙） 。二是混合浮 选铜硫分离方案。 在认真研究了原选矿试验研究报告和 考察了多家矿石性质类似的矿山后， 又进行 了简单的流程试验， 在此基础上， 我们同西 北矿冶研究院一起， 于 年年底对鸡冠 嘴二期选矿厂浮选工艺流程进行了改造， 用 混合浮选铜硫分离流程代替了优先浮选流 程， 经几个月的调试， 取得了满意的效果。 在不增加选矿成本的条件下， 不仅回收了硫 精矿， 而且金铜的回收率有较大幅度的提 高。改造前后的浮选工艺流程见图、 。 改矿浆内部循环自吸式为半自吸式 （一部分自吸， 一部分用泡沫泵输 送） 浮选流程中内部矿浆循环不畅的原因， 一方面是由于金属硫化物含量较高， 易沉 淀， 另一方面是内部矿浆循环管、 泡沫槽坡 度较小， 管路、 泡沫槽偏长造成的。要解决 这个问题， 如果还是全自吸的话， 必须增大 循环管、 泡沫槽的坡度。但由于浮选机的选 型不能变 （现有设备不能丢弃） ， 各浮选作业 的时间 （槽数） 不能变， 浮选厂房的结构及设 备基础不能变， 那么在现有条件下增大循环 管及泡沫槽坡度的可能性不大。因此， 在考 虑了多方面因素的情况下， 我们采用了半自 吸方案。即将混合浮选和分离浮选的两个 粗选 （槽） 一分为二， 前四槽泡沫产品采取 自吸循坏 （四槽配置后， 管道、 泡沫槽坡度增 大） ， 后三槽采用泡沫泵输送。实践证明， 这 样不仅有效地解决了流程中矿浆循环不畅 万方数据 的问题， 而且操作稳定， 运行可靠， 大大减轻 了操作工人的劳动强度 （改造前每班都需清 洗泡沫槽沉槽及循环管， 改造后无沉槽和堵 管现象） 。 图改造前选矿工艺流程 图改造后选矿工艺流程 矿浆输送和分级系统的改造 针对原流程中矿浆输送及分级系统存 在的问题， 在参考其他矿山的基础上， 经重 新选择计算和综合考虑， 对原系统进行如下 改造 选型方面， 用 沃曼泵替代了 沃曼泵， 用台 旋流器替代 了原台 旋流器； 安装上， 改台 砂泵共用一个矿浆池、 一条输送管路为台 泵各用一个矿浆池和各用一条输送管路， 改 台旋流器并联安装在一条管路上为分别 安装在条独立的管路上。并针对试生产 中砂泵易损件磨损快 （两个大班就更换一 次） 的缺点， 我们在砂泵选型上， 留有一定的 富余能力， 并将砂泵的转速由原来的 降为 。通过上述改造后， 砂 泵的输送能力和旋流器的分级能力均满足 了生产要求， 备用设备与工作设备互不干 扰， 起到了备用的作用。特别是砂泵易损件 的平均使用时间由原来的每天更换一次 到目前每 天更换一次， 不仅大大降低了 生产成本， 而且减轻了维修工人的劳动强 度。 改人工添加石灰为机械均匀添加 高硫铜矿石浮选和分离成功的关键在 很大程度上取决于对矿浆 值的控制， 因 此， 对石灰用量的控制就显得非常重要。针 对原石灰添加系统中存在的加石灰不准的 问题， 我们对原系统进行了全面的改造， 改 人工加灰为圆盘给料机定量均匀加灰， 改各 加灰点石灰乳用量用支管分配为分配器分 配。同时， 为了及时准确掌握矿浆中 值 或游离氧化钙的浓度， 我们改原来用 试 纸检测石灰的用量为用稀硫酸滴定法检测。 这样改造后， 不仅大大减轻了加灰工人的劳 动强度， 改善了工作环境， 而且确保了矿浆 中氧化钙浓度的基本稳定， 为铜硫分离创造 了较好条件， 取得了满意的效果。 改造效果及经济效益 通过采取上述几个方面的措施， 选矿工 艺流程的改造取得了圆满的成功。改造后 主要技术指标 （连续 个小班） 见表。 由表知， 改造后， 不仅较好地回收了 万方数据 硫精矿 （年收回硫精矿 万） ， 而且金铜 回收率都有较大幅度的提高。金回收率由 提高到了 ， 铜回收率由 提高到 。并经一年多的生 产实践证明， 改造后的选矿工艺流程， 指标 稳定， 运行可靠， 操作方便， 适应性强。综合 铜、 金、 硫的收益， 改造后较改造前年增效益 近千万元， 取得了显著的经济效益。 表改造后主要生产技术指标 （） 连续 个小班 指 标 原矿品位 金铜硫 精矿品位 金铜硫 尾矿品位 金铜硫 回收率 金铜硫 累计 （上接第 页） 石粉 万， 由于市场需求及投资所限， 设 计浮选尾矿综合利用厂， 单系列为年产万 长石粉， 两个系列达到 万 长石粉。 选矿厂采取分期建设的方案。 新建选矿厂包括重选分选， 粗砂用于采 矿充填， 细砂可以制砖， 分级中矿经磁选、 浮 选除杂、 洗涤过滤得合格长石粉出售。 该尾矿综合利用厂建成， 年产 万 长石粉， 年销售收入 万元， 年副产金精 矿含金 ， 销售收入 万元， 年 总收入 万元。项目总投资 万元， 选矿生产总成本 万元， 年利润 总额 万元。建设投资回收期 年。 该项目是投资少、 见效快、 效益好的建 设项目， 既能给矿山带来经济效益， 又有较 好的社会效益， 对其它黄金矿山有推广价 值。 结语 该金矿尾矿矿物成分与建陶产品长 石粉原料基本一致， 通过选矿除杂后可以作 为建陶原料长石粉的代用品。 矿山尾矿经分级后重产品通过选矿 每年可以产出 的金精矿， 中间产物采 用磁选、 浮选脱除铁、 硫等有害元素， 得到含 铁 、 含硫 的长石粉原料， 该 原料可以生产质量较高的墙、 地砖。 尾矿综合利用厂建成后， 企业可获得 可观的经济效益， 年利润总额 万元， 建设投资回收期年。 进行尾矿综合开发利用， 建立无尾矿 清洁矿山， 具有巨大的社会效益， 可在其它 矿山进行推广。 万方数据