某铜矿选矿工艺试验研究及经济效益初步评价.pdf

1 0 有色金属 选矿部分2 0 0 6 年第1 期 某铜矿选矿工艺试验研究及经济效益初步评价 库建刚，李江涛，张文彬 昆明理工大学国土资源工程学院，昆明6 5 0 0 9 3 摘要对该铜矿矿石性质进行了初步研究及探索性条件试验．发现原生产流程存在着不足．对原生产丁艺流程 进行技术改进，使铜精矿品位提高1 ．8 8 ％，回收率提高2 ．9 1 ％。经济效益的初步计算表明，该新T 艺每年可多回收铜金属 约9 0 t ，净利润达1 5 0 万元，a ’实现了矿】资源扩大化和增收创税的双重目标。 关键词铜矿；矿石性质；条件试验；经济效益预算；增收创税 中图分类号T D 9 5 2 ，1文献标识码A文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 0 6 0 1 - 0 0 1 0 0 4 选矿厂原设计处理矿石能力为5 0 万“a ，主要 产品为铜精矿，副产品为硫。工艺流程为两段破碎， 一段球磨，两次粗选，一次扫选，三次精选，得铜精 矿，扫选尾矿经两段精选浮硫得硫精矿，尾矿自流到 尾矿坝。近年来，由于矿山向中深部开采，原矿品位 有下降的趋势，难处理的原生硫化铜矿的比例也在 逐年提高，使铜精矿指标越来越差 铜精矿品位 1 8 ．6 3 ％、回收率7 9 ．7 0 ％ ，严重影响了企业的经济效 益。为此，科研人员对该矿石进行了工艺试验研究， 截止2 0 0 5 年9 月，铜精矿品位已达2 0 ．5 1 ％，选矿回 收率达8 2 ．6 1 ％，每年可多回收铜金属近百吨，实现 净利润达1 5 0 多万元妇。 1 矿石性质 该硫化铜矿床属黄铁矿型火山沉积岩矿床。矿 体产于变质石英角斑凝灰岩中，近矿围岩有石英、长 斑岩和细碧角斑岩，围岩质地坚硬。该矿床矿石成分 单一、类型繁多，既有块矿也有浸染矿，既有原生矿 又有次生矿，总体来看，浚矿石属原生微细粒嵌布硫 化铜矿。该矿石主要硫化矿物有黄铁矿、黄铜矿、斑 铜矿、闪锌矿等，其它金属矿物有少量磁黄铁矿、白 铁矿和孔雀石等，脉石主要有绢云母、石英、白云石、 方解石和绿泥石等。 该矿石构造主要有致密状、网脉状、浸染状三 种、在数量上占绝对优势的硫化铜矿物以细粒不均 匀浸染状构造为主，大部分以“显微分散”和“超显微 分散”状态赋存于矿石中，并有相当部分被黄铁矿包 裹或与其它矿共生，这种与黄铁矿紧密共生的关系， 对选矿指标的提高极为不利。 2 铜矿物的赋存状态及单体解离度测定 2 ．1 铜矿物的赋存状态 原矿中铜主要是以黄铜矿、斑铜矿和黄铁矿形 式存在，铜矿物的粒度分布范嗣较大，从粗粒到微细 粒级均有，微细粒级中含量稍高一些。原矿铜品位较 低，铁含量高，说明是以黄铁矿为主的硫化铜矿，硫 含量高，有作为副产品回收的必要，钙镁含量一般， 在浮选中应注意减少其进入铜精矿。 从铜物相分析来看，硫化铜矿占有率为 9 4 ．5 1 ％，而其中的原生硫化铜矿占有率为5 1 ．8 0 ％。 因此，该硫化铜矿属典型的黄铁矿型硫化铜矿。 表1原矿多元素分析结果，％ T a b1C h e m i c a la n a l y s i sr e s u l t so fr u r P o f - - m i n eo r e ／％ 氧化铜硫化铜总计 塑塑塑笙鱼塑里生坚生堕 塑塑 含量占有率含量占有率含量占有率含量占有率占有率含量 0 ．0 1 1J ．7 30 0 2 437 703 35 18 002 7 24 27 0 9 45 10 ．6 3 7 表3铜矿物单体解离度测定，％ T a b3L i b e r a t i o nd e g r e eo fc o p p e rm i n e r a l s ／％ 榷薯晶羿i 库2 0 0 建5 - 刚1 0 1 - 昕2 6 9 一 ，男，河南南阳人，矿物加上专业在读博士研究生。 万方数据 2 0 0 6 年第1 期库建刚等某铜矿选矿工艺试验研究及经济效益初步评价 1 1 2 ．2 铜矿物的矿物特征及单体解离度测定 黄铜矿是该矿床中最重要的工业矿物之一，呈 浸染状或脉状产出，大多数与脉石连生，少数与黄铁 矿共生，嵌布粒度不均匀，以细粒和微细粒为主，粒 径在0 ．0 0 1 2 r a m ，多在0 ．1 0 0 ．6 0 r a m 。由表3 中的测 定结果可以得出，该硫化铜矿的粗粒和细粒均属易 解离粒级，而微细粒要达到较完全解离，磨矿细度要 达到_ 7 4 m9 5 ％以上，这是现场所没有充分考虑的 因素。虽然，该矿石不同类型的解离度差别很大，但 考虑到现场改造工程的因素，不应考虑不同矿石分 别处理的方案，因此，应以微细粒解离度为准，实现 高的金属回收率。 3 提高铜精矿指标的试验研究 3 ．1 降低磨矿细度试验 在原流程不变的前提下，模拟现场工艺进行了 开路浮选试验。硫化铜的浮选一般在碱性介质中进 行，这时黄药等捕收剂比较稳定，有利于捕收剂与有 用矿物的作用，同时，也能防止可溶性盐类对铜矿物 的有害影响。因此，在矿浆中加入适量的石灰，调整 矿浆p H 值为l o 左右，其它药剂用量分别为丁基黄 药2 5 0 9 ／t 、松醇油4 0 加，浮选时间为8 n f i n ，试验结果 见圉l 。 蓬 嚣 羹 堡 褂 掣 r e “ 一7 4 p m a 含量，％ 图1 磨矿细度对浮选指标的影响 F i g1 E f f e c to fg r i n d i n gf i n e n e s s0 ns e p a r a t i o ni n d e x o fr o u g h e rc o n c e n t r a t e l 一精矿品位；2 一回收率；下同 从图1 可以看出，由于铜的嵌布粒度较细，随着 磨矿细度的提高，铜精矿的回收率迅速上升，品位有 所下降，当磨矿细度为一7 4 1 x m9 0 ％时，精矿中铜的 回收率已趋于稳定，因此，应考虑降低磨矿细度，同 时，强化精选，提高铜精矿品位，从而达到保证精矿 品位和提高回收率的目的。 3 ．2 高碱度矿浆浮选试验 在全流程中采用高碱度矿浆，对铜精矿指标的 提高也是非常有利的，在高碱度矿浆试验中，磨矿细 度为一7 4 1 x m9 0 ％，丁基黄药用量2 5 0 ∥t 、松醇油用量 4 0 9 ／t ，浮选时间8 r a i n ，用石灰调浆使矿浆的p H 值在 8 - 】1 之间，试验结果见图2 。 堡 趟 呕 b 罄 7 5 7 0 e s 蠢 6 0 差 5 5 5 0 78 9 1 01 11 21 3 矿浆D H 值 图2 矿浆p H 值对浮选指标的影响 F i g2 E f f e c to fp Ho ns e p a r a t i o ni n d e xo f c o n c e n t r a t e 由图2 中的试验结果可以得出，随着p H 值由 小变大，精矿品位迅速提高，同时，回收率不断下降， 当p H 值大于1 1 时，精矿品位趋于不变，但回收率 迅速下降，因此，矿浆p H 值应选为1 1 ，不仅可以提 高铜精矿品位，而且，回收率下降不多。 3 ．3 新型抑制剂的使用 在硫化铜浮选中，恰当地使用抑制剂对选矿指 标的改善往往是非常有效且简单易行的手段，针对 该硫化铜矿浮选试验的实际情况，试验研制出新型 抑制剂，其使用效果见图3 。图3 试验结果表明，该 抑制剂对铜精矿品位的提高效果是明显的，但回收 率会有一定程度的下降，建议在每段精选中合理使 用。 堡 垲 遥 b 蜒 啦 谆 掣 回 抑制剂用量／g t 4 图3 新型抑制剂用量对浮选指标的影响 F i g3 E f f e c to fn e wd e p r e s s a n tO Hs e p a r a t i o n i n d e xo fc o n c e n t r a t e 3 ．4 阶段细磨浮选试验 实施以上几项改进措施，均可以使铜精矿指标 万方数据 有色金属 选矿部分2 0 0 6 年第1 期 堡 q 赡 b 蜒 4 3 Ⅲ古量，％ 图4 二段磨矿细度与浮选指标的关系 ●一段磨矿细度为_ 7 4 L L m9 0 ％ F i g4E f f e c to f I Ip h a s eg r i n d i n gf i n e n e s so n c o n c e n t r a t ei n d e x Ip h a s e n d i n gf i n e n e s s 一7 4 1 1 ．m 9 0 ％ 在一定程度上得到提高，但提高的幅度不大，不能从 根本上解决精矿指标差的难题。综合考虑有用矿物 解离度与磨矿细度之间的关系和降低磨矿细度浮选 试验取得的效果，针对微细颗粒硫化铜矿单体解离 度的测定结果，提出阶段细磨的方案 即在粗选后增 加球磨 ，在全流程开路浮选试验中取得较好效果， 得到铜精矿品位2 2 ．3 1 ％、回收率7 4 ．2 2 ％的技术指 标，与原流程试验结果相比较，品位提高近3 ％、回收 率提高约2 ％。 3 ．5 闭路试验 在最佳条件开路试验的基础上，按图5 所示流 图5 闭路试验流程 F i g5 T h ef l o w s h e e to fc l o s e dc i r c u i te x p e r i m e n t a t i o n 程结构及工艺条件进行了闭路试验，精选中抑制剂 的使用量未标出，试验结果见表4 。 闭路试验结果表明，对于陵硫化铜矿石采用阶 段细磨的浮选新工艺流程，效果是显著的，不仅可获 得品位为2 0 ．5 1 ％、回收率为8 2 ．6 1 ％的铜精矿，丽 且，如果适当降低精矿品位，回收率还有一定的增加 空间。为了进一步考察铜精矿的质量，对闭路试验的 最终精矿进行了化学多元素分析，结果见表5 。表5 的数据表明，浮选铜精矿铜品位及杂质含量均达到 了买方的要求。 表4闭路浮选试验结果／％ T a b4 ，R e s u l t so fc l o s ec i r c u i te x p e r i m e n t ] ％ 表5闭路浮选精矿化学多元素分析结果，％ T a b1M u l t i - e l e m e n ta n a l y s i sr e s u l t so fc o n c e n t r a t e o fc l o s ec i r c u i te x p e r i m e n t ／％ 成分c u 含量2 05 1 1 1暨 鲤堡 坠 塑 0 5 70 1 903 3 2 76 22 85 917 43 ．3 5 4 经济效益初步评价 由于该工艺投入工业生产的时间较短，不能从 整体上对其进行详细的经济效益评价，只能单一从 铜精矿的指标和可预见费用的增加进行初步计算， 按原矿处理量不变。 1 多回收铜 按金属量计算 原矿量原矿品 位 8 m - - 8 Ⅲ 5 0 x 1 0 4 x O ．6 2 ％x 8 2 ．6 1 ％～7 9 ．7 0 ％ 9 0 ．2 1 t 2 增加收入 增加金属量铜价格 9 0 ．2 1 t x 2 5 0 0 0 元／t 2 2 5 ．5 3 万元／a 3 增加费用 设备购置 补充钢球 水电费 维 修费 人员工资 基建费 增加税费 其它费用 1 ．1 7 ．2 1 4 5 ．3 6 7 ．4 2 ．7 0 ．1 6 ．7 7 5 7 5 ．6 4 万元，a ①设备购置 M Q G 2 1 0 0 x 3 0 0 0 格子型球磨机一 台 首次充填钢球量钢球单价 蜘期限 按1 0 年 6 万元，台 2 0 t ／台x 2 5 0 0 元／t l O a 1 ．1 万元／a ②补充钢球 原矿量粗精矿产率x O ．3 k g 钢球损 耗／t 矿钢球价格 万方数据 2 0 0 6 年第1 期库建剐等某铜矿选矿工艺试验研究及经济效益初步评价1 3 5 1 0 5 f f a x l 9 ．2 2 ％x 0 ．3 x l O 一3 t ／t 矿25 元／t 7 ．2 1 万元血 ③水电费用 电机功率工作时间／a x 每千瓦时 价格 2 1 0 k W h - 台x 3 0 0 d ／a x 2 4 t d d x O ．3 元／l 【W h - - 4 5 ．3 6 万元如f 水费忽略 ④磨机维修费 1 次大检修／a 台 1 2 次小检修， a 台 衬板两套 其它维修 2 万元／a 1 2 x O ．2 万元A 2 x 1 ．5 万元 l 万元 7 ．4 万元／a ⑤工人工资 万元 3 0 元，d 人x 3 0 0 d ／a x 3 人 2 ．7 万7 r d a ⑥基建费 l 万元／1 0 a 0 ．1 万元 ⑦产品税费 增加收入税率 2 2 5 ．5 3 x 3 ％ 6 ．7 7 万元，a ⑧其它费用 精选段 增加的药剂 水电 增加 精矿的过滤及干燥 增加精矿运输费等 5 万元，a 4 净利润 增加收入一增加费用 2 2 5 ．5 3 7 5 ．1 9 1 5 0 ．3 47 j 元} a 以上经济效益的计算表明，在原流程改进的基 础上二，按原处理矿量不变，改进后的流程为企业多回 收铜金属约9 0 t ／a ，实现利润达1 5 0 万元／a ，达到了资 源利用扩大化和增值刨税的目标。 5 结论 1 ．本研究通过对原矿品位0 ．6 2 ％、原生锅 5 1 ．8 7 ％和次生铜4 2 ．6 7 ％的硫化铜矿的工艺试验研 究，使铜精矿品位比原工艺提高1 ．8 8 ％，回收率提高 2 ．7 9 ％。 2 ．本试验研究针对该铜矿石的解离特征，采用 “阶段细磨一高碱度矿浆古理抑制快速精选”的 新工艺，使选矿指标取得了较大的提高，在技术上是 一次突破。 3 ．该新工艺一旦投入工业生产，必将使选矿厂 生产指标得到较大的改善，为企业增加收入创造了 条件，实现利润达1 5 0 多万元A 。 参考文献 [ 1 ] 蒋传生磨矿分级工艺的优化试验研究[ J ] ．矿业快报， 2 0 0 5 3 4 2 4 3 ， [ 2 ] 艾光华，周源．细粒嵌布铜铅锌矿石的浮选新工艺试 验研究[ J ] ．金属矿山，2 0 0 4 1 0 3 6 - 3 8 ．6 5 [ 3 ] 千衍高硫铜矿石分步优先浮选中矿再磨再选工艺 研究及探讨[ J ] 有色金属 选矿部分 ，2 0 0 3 5 l O 一1 4 S T U D Yo NM 咖R A LP R o C E S S I N GF L O W S H E E To FAC E R T A I NC o P P E R S U L P H Ⅱ ED E P o S I TI NT H ES o U T H W E S TR E G 矗 No FC 田[ I N A 五UJ i a n g a n g , L IJ i a n g t a o , Z H A N GW e n b i n T h eF a c u l t yo fL a n dR e s o u r c eE n g i n e e r i n g , K u n m i n gU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y , K u n m i n g6 5 0 0 9 3 , C h i n a A B S T R A C T T h i sp a p e ra n a l y z e st h ep r o p e r l yo ft h i sk i n do fc o p p e ro r ea n df i n do u ts o m ep r o b l e mi nt h eo r i g i n a l p r o d u c t i o nf l o w s h e e t ．O nt h ec o n d i t i o n a le x p e r i m e n t s ，an e w l ys e to ff l o w c h a r th a sb e e np r o v i d e d ．I tw a s o b t a i n e dac o p p e r g r a d e o f2 0 ．5 0 “／6w i t hm o r et h a n 8 2 ．7 9 ％r e c o v e r y ．T h e i n i t i a lc a l c u l a t i o no ft h e e c o n o m i c p e r f o r m a n c ee x p r e s s t h a tt h en e wf l o w s h e e tc a ni n c r e a s e c o p p e r m o r et h a n 9 0 t ，t h ep r o f i t s a m o u n t st o1 , 5 0 0 ，0 0 0R M B ，a n n ua L l v ，a n da tt h es a m et i m e c a r r y o u tn l o i _ eu t i l i z a t i o no fr e s o d r e ea n d i n c r e a s ep r o f i t s ．’ K E YW O R D S c o p p e ro r e ；p r o p e r t y ；c o n d i t i o n a le x p e r i m e n t s ；e c o n o m i cc a l c u l a t i o n ；i n c r e a s ep r o f i t s 万方数据