内蒙古某多金属矿流程考查及工艺优化研究.pdf

2 0 1 8 年第2 期有色金属 选矿部分 2 7 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 8 ．0 2 ．0 0 6 内蒙古某多金属矿流程考查及工艺优化研究 宋振国，卢烁十，郑桂兵，李松清，崔强，任爱军，朱阳戈 北京矿冶科技集团有限公司矿物加工科学与技术国家重点实验室，北京1 0 2 6 2 8 摘要针对内蒙古某多金属矿生产中存在的铜锌精矿互含较高、铜铅分离效果差等问题，开展了详细的流程 考查，查明了影响选矿指标的主要原因为铜矿物与其它矿物紧密共生、解离差，针对流程中存在的问题，提出了流程改 造方案，经技术改造后的生产指标显著提高，铜精矿铜品位由2 0 ．5 5 ％提高到2 4 ．8 4 ％，回收率提高了5 个百分点，铅 精矿铅品位由3 2 ．5 8 ％提高到6 4 ．3 6 ％，回收率提高了1 6 个百分点，提高了金、银在铅精矿和铜精矿中的富集。 关键词多金属矿；选矿；流程考查；工艺优化 中图分类号T D 9 5 2 文献标志码A 文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 8 0 2 - 0 0 2 7 - 0 3 R e s e a r c ho nE x a m i n a t i o nA n a l y s i sa n dO p t i m i z a t i o no fB e n e f i c i a t i o nP r o d u c t i o n P r o c e s sf o raP o l y m e t a l l i cM i n ef r o mI n n e rM o n g o l i a S O N GZ h e n g u o ，L US h u o s h i ，z H E N GG u i b i n g ，L IS o n g q i n g ，C U IQ i n n g ，R E NA 哥u n ，z H UY a n g g e L S t a t eK e yL a b o r a t o r yo fM i n e r a lP r o c e s s i n g 。B G 砌M MT e c h n o l o g yG r o u p ．B e i j i n g1 0 2 6 2 8 ，C h i n a 、 A b s t r a c t A i m i n ga tt h ep r o b l e m so fh i g hZ nc o n t e n t si nC uc o n c e n t r a t ea n dh i g hC uc o n c e n t r a t ei nZ n c o n c e n t r a t e ，p o o rC u P bs e p a r a t i o np e r f o r m a n c ee t c ．，i nt h ep r o d u c t i o no fap o l y m e t a l l i cm i n ei nI n n e rM o n g o l i a ， d e t a i l e dp r o d u c t i o np r o c e s se x a m i n a t i o na n a l y s i sw a sc a r r i e do u ta n dt h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h ek e yf a c t o r i n f l u e n c i n gt h eb e n e f i c i a t i o ni n d e xi st h ep o o rl i b e r a t e dc o p p e rm i n e r a l si np r i m a r yg r i n d i n g ．I nv i e wo ft h ee x i s t i n g p r o b l e m si n t h ep r o c e s s ，t e c h n i c a lo p t i m i z a t i o nt r a n s f o r m a t i o np r o g r a mw a sp r o p o s e d ，a n dt h ep r o d u c t i o ni n d e x i m p r o v e ds i g n i f i c a n d ya f t e rt h et e c h n i c a lt r a n s f o r m a t i o np u ti n t oo p e r a t i o n ．n er e s u h ss h o w e dt h a tC ug r a d eo fC u c o n c e n t r a t ei n c r e a s e df r o m2 0 ．5 5 ％t o2 4 ．8 4 ％，C ur e c o v e r yi n c r e a s e db y5p e r c e n t a g ep o i n t s ，P bg r a d eo fP b c o n c e n t r a t ei n c r e a s e df r o m3 2 ．5 8 ％t o6 4 ．3 6 ％，P br e c o v e r yi n c r e a s e db y1 6 p e r c e n t a g ep o i n t s ，a n dt h e e n r i c h m e n to fA ua n dA gi nl e a dc o n c e n t r a t ea n dc o p p e rc o n c e n t r a t eW a si m p r o v e d ． K e yw o r d s p o l y m e t a l l i cm i n e ；b e n e f i c i a t i o n ；p r o c e s se x a m i n a t i o n ；p r o c e s so p t i m i z a t i o n 内蒙古某多金属矿是以铁锌铜铅为主的大型多 金属矿，主要有价金属元素包括铁、锌、铜、铅等，另 外还伴生有金、银等元素。现有生产工艺流程为 “铜铅混合浮选一铜铅分离 抑铜浮铅 一混合浮选 尾矿选锌一选锌尾矿选铁”，生产中一直存在铜锌 精矿互含较高、铜铅分离效果差等问题。这是铜铅 锌多金属矿选矿生产中普遍存在的问题之一引， 该类技术问题有效解决方案的开发对铜铅锌多金属 硫化矿资源的高效综合利用具有十分重要的现实 意义。 为了查明生产中存在的问题，针对其30 0 0t 选 矿厂进行了详细的流程考查，以期通过流程考查分 析造成以上问题的主要原因，寻找影响选矿指标的 关键因素，并据此提出有针对性的技术改造方案，提 升该矿的技术经济指标。 1矿石性质 该多金属矿中铅、锌及铜的氧化率很低，为硫化 矿矿石。锌矿物主要为闪锌矿，铅矿物主要是方铅 矿，铜矿物主要为黄铜矿，另有极少量的铜蓝；铁矿 物主要为磁铁矿及很少量的赤铁矿和褐铁矿；其它 硫化物矿物为少量的黄铁矿和微量的磁黄铁矿等； 脉石矿物主要有石榴子石、方解石、透辉石，其它矿 物有长石、石英，另有少量绿泥石、黏土矿物及云母 等，还有很少量的金红石、锆石、榍石、磷灰石等。矿 石中磁性铁中的铁占总铁的3 8 ．8 0 ％，可利用铁的 收稿日期2 0 1 7 - 0 7 - 0 9修回日期2 0 1 8 - 0 2 - 0 8 作者简介宋振国 1 9 8 2 一 ，男，山东莱芜人，博士，高级工程师，主要从事矿物浮选理论、矿物分离及加工利用等方面的研究。 万方数据 2 8 有色金属 选矿部分2 0 1 8 年第2 期 含量低，5 3 ．4 1 ％的铁以硅酸铁形式存在，5 9 ．1 3 ％的 铁为不可利用的铁。 表1 T a b l e1 该多金属矿原矿多元素分析结果见表1 。矿石 的矿物组成及相对含量见表2 。 原矿多元素分析结果 M u l t i e l e m e n ta n a l a y s i sr e s u l t so fr u n o f - m i n eo r e ／％ 1 单位为g ／t ，下同。 表2 矿石的矿物组成及相对含量 T a b l e2M i n e r a lc o m p o s i t i o na n dr e l a t i v e 表3一段磨矿分级浓度、细度 T a b l e3C o n c e n t r a t ea n df i n e n e s so fg r i n d i n g - c o n t e n to ft h eo r e ，％c l a s s i f i c a t i o np r o d u c t i o n s，％ 2 黄铜矿中包括极少量的铜蓝。 3 黄铁矿中包括很少量的白铁矿和极少量的磁黄铁矿。 2 生产工艺流程 选矿厂主干工艺流程为“铜铅混合浮选一铜铅 分离 抑铜浮铅 一混合浮选尾矿选锌一选锌尾矿 选铁”，其中铜铅混合浮选作业包括一次粗选一次 扫选四次精选，混合浮选精矿进行铜铅分离；铜铅分 离采用抑铜浮铅工艺，经过一次粗选两次扫选三次 精选作业，获得铅精矿和铜精矿产品；混选尾矿选 锌；锌浮选采用一次粗选两次扫选三次精选，产出锌 精矿，锌浮选尾矿进入磁选流程选铁。磁铁矿的回 收采用“粗、扫选铁精矿合并预先检查分级一粗粒 级返回再磨一精选一精选尾矿返回至扫选”流程， 获得铁精矿，尾矿即为最终尾矿。 3 流程考查分析 3 ．1 磨矿分级系统流程考查 磨矿分级作业各产品浓度、细度如表3 所示。 一段磨矿分级系统溢流细度一7 4 斗m 占7 0 ．4 8 ％， 浓度为5 9 ．5 4 ％，与选矿厂设计指标接近。 磨矿分级作业是由磨机与分级机构成闭路循 环，返砂比对磨矿机生产率产生重要影响。返矿比 控制在3 0 0 ％一5 0 0 ％，效果较好。经计算，一段磨 矿返砂比为8 0 7 ．1 6 ％，过高的返砂比对磨矿效率产 生不利影响。 分级效果一般用分级效率来评价口引。一段磨 矿用旋流器进行分级，分级质效率计算值为 4 0 ．3 7 ％，参考国内相关多金属矿选矿厂的旋流器分 级效率 八家子多金属矿选矿厂旋流器溢流产品细 度为一7 4 m 占7 5 ％，分级效率约4 0 ％ ，该分级效 率适中。 对磨矿分级产品进行了单体解离度测定，产品 中闪锌矿、黄铜矿、磁铁矿的单体解离度分别为 8 3 ．0 5 ％、7 0 ．5 5 ％和8 3 ．2 9 ％，闪锌矿、磁铁矿单体 解离较为充分，部分黄铜矿与闪锌矿连生。 3 ．2 浮选系统流程考查 流程考查铜铅锌浮选段的浮选指标如表4 所示。 铜铅锌浮选段流程考查综合指标表明，铜精矿、 铅精矿互含较高，铜精矿含铅3 ．1 5 ％，铅精矿含铜 1 2 ．2 7 ％，铜精矿中铅回收率损失达1 3 ．3 0 ％，铅精 矿中铜损失最高达1 7 ．2 4 ％；铜精矿含锌较高，铜精 矿含锌1 6 ．6 2 ％。 针对铜铅精矿质量存在的问题，重点对铜铅浮 选作业段进行了针对性分析。 万方数据 2 0 1 8 年第2 期宋振国等内蒙古某多金属矿流程考查及工艺优化研究 2 9 铜铅浮选各作业给矿、泡沫及底流产率及品位 分析结果表明，铜铅混合粗选和分离粗选作业的中 矿返回量过大，造成连生体矿物积累；分离粗选作业 的泡沫产品中铜的品位与底流接近，表明铜铅分离 粗选作业对铜的选择性分离效果较差，黄铜矿未被 有效抑制，直接影响后续分离精选作业，导致铅精矿 中铜的含量偏高；铜铅分离精选的效果较差，分离精 选一泡沫、分离精选二泡沫和分离精选三泡沫的铅 品位分别为2 2 ．9 7 ％、2 0 ．9 6 ％、2 3 ．8 4 ％，说明这些 精选作业中未起到富集铅的作用。 铜铅混合浮选中矿产品工艺矿物学分析结果表 明，大部分中矿为低解离度的铜连生体，铜连生体在 中矿中的累积造成以下不良影响1 部分铜锌连生 体在铜铅浮选中受到抑制，进入锌浮选作业，导致铜 回收率损失；2 部分铜锌连生体在铜铅分离中进入 铜精矿，造成铜精矿含锌高、品位低。 铜精矿工艺矿物学分析结果表明，影响铜精矿 品位以及含锌高的主要原因是以与黄铜矿组成连生 体形式的闪锌矿的富集，其次是以细粒单体形式进 入的闪锌矿及脉石矿物。 4 工艺优化措施 工艺流程考查结果表明，该选矿厂生产工艺中 存在的主要问题有 1 一段磨矿返砂比高达到8 0 7 ．1 6 ％，过高的返 砂比对磨矿效率产生不利影响。通过研究返砂比与 磨矿机相对生产率的关系可知，在一定范围内磨矿 机生产率随着返砂比增大而提高”引，当返砂比过 大时生产率不但不会增加，反而会引起磨矿机和分 级机的过负荷，容易导致胀肚现象使分级效率急剧 下降。 2 铜矿物在一段磨矿中未实现有效解离，造 成产品互含严重和铜回收率的损失。铜铅混合浮 选中矿及铜精矿工艺矿物学分析结果表明，大部 分混合浮选中矿为低解离度的铜连生体，而影响 铜精矿质量的主要原因也是与黄铜矿与闪锌矿的 连生体在铜精矿中富集，这说明在磨矿过程中铜 矿物未实现有效解离。 根据对流程考查结果的分析并结合选矿厂生产 实际，对选矿厂进行了如下技术改造 1 采用“多碎少磨”的理念，改变人磨前检查筛 分作业的筛孔尺寸 由1 6m m 降低到1 2m l n ，降低 人磨矿石粒度，提高处理量。 2 调整一段磨矿球磨机钢球添加量、优化钢球 配比，由单一补加直径1 0 0m m 钢球调整为补加直 径1 0 0m m 和8 0m m 两种钢球，两种钢球补加比例 为1 1 。 3 增加铜铅混合浮选中间产品再磨，将低解离 度的铜铅混合浮选精选作业中矿直接返回一段磨矿 给矿，在有限的设备条件下实现目标矿物高效解离。 在有限配置条件下通过一段磨矿实现了磨矿产 品粒级精细化控制与目标矿物充分解离，在提高矿 石处理量的同时强化了目标矿物的解离效果，磨矿 细度从6 5 ％提高到7 0 ％，为浮选分离创造了条件。 此外，为了提高铜铅回收率，降低铜铅矿物在锌作业 的损失，在上述改造的前提下，增加一次铜铅混合浮 选扫选作业。 5选矿厂改造后的工业指标 选矿厂于2 0 1 5 年3 月完成工业改造并成功运 行至今，获得了稳定的生产指标，选矿厂工艺改造后 的选矿指标如表5 所示。 表4 和表5 选矿指标数据表明，通过工艺改造， 几种精矿产品的质量明显提高，铅回收率大幅提高， 金、银在铅精矿和铜精矿中富集，达到了计价品位， 金、银在铜铅精矿中的总回收率分别为2 2 ．5 1 ％、 6 8 ．2 0 ％，解决了该矿生产中存在的精矿产品互含较 高、铜铅回收率较低及伴生金银回收率低的问题。 万方数据 3 0 有色金属 选矿部分2 0 1 8 年第2 期 6结论 通过详细的流程考查，查明了内蒙古某多金属 矿生产中影响选矿指标的主要原因，结合选矿厂生 产实际提出了调整一段磨矿球磨机钢球添加量和配 比，铜铅混合浮选精选一底流直接返回一段磨矿再 磨，增加一次铜铅混合浮选扫选作业等技术改造措 施。通过技术改造解决了该选矿厂一直未能有效解 决的生产难题，实现了技术突破，选矿生产指标明显 提高，实现了资源的高效综合利用。 参考文献 [ 1 ] 叶岳华，王立刚，李成必．某复杂铜铅锌多金属矿浮选 分离技术研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 7 2 9 ．1 4 ． [ 2 ] 魏明安．复杂铜铅锌多金属硫化矿浮选分离的研究特 点及应用研究[ C ] ／／全国选矿学术会议．2 0 0 9 ． [ 3 ] 孙晋美．提高磨矿分级效率，改善磨矿、选别指标[ J ] ． 中国科技投资，2 0 1 3 2 0 7 1 - 7 1 ． [ 4 ] 段希祥．碎矿与磨矿[ M ] ．北京冶金工业出版 社，2 0 1 2 ． [ 5 ] 孙传尧．选矿工程师手册[ M ] ．北京冶金工业出版 社，2 0 1 5 ． [ 6 ] 张伟，徐健．某选矿车间一期磨矿．分级作业流程 的改造[ J ] ．现代矿业，2 0 1 6 4 9 8 - 9 9 ． 上接第2 6 页 参考文献 [ 1 ] 张波．硫化铜矿石浮选技术发展概述[ J ] ．铜业工程， 2 0 1 2 2 3 1 - 3 7 ． [ 2 ] 周京英，孙延绵．中国铜镍资源储量一品位分布特征的 研究[ J ] ．地质与勘探，2 0 0 5 ，4 1 6 4 9 - 5 1 ． [ 3 ] 龙涛，余斌．铜矿山残矿资源化回收利用的研究 [ J ] ．矿冶，2 0 0 7 ，1 6 4 8 - 9 ． [ 4 ] 吴彩斌，刘瑜，周意超，等．低金高硫铜矿石回收金选 矿试验研究[ J ] ．黄金科学技术，2 0 1 4 ，2 2 5 7 4 - 7 8 ． [ 5 ] 印万忠，孙大勇，丁亚卓，等．武平悦洋含银铜多金属矿 铜银分离工艺研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 3 6 1 _ 4 ． [ 6 ] 胡淼，彭会清，周海欢，等．提高江西某高硫铜矿铜回 收率试验[ J ] ．金属矿山，2 0 1 2 7 7 6 - 7 8 ． [ 7 ] 谭欣，刘亚辉，李军．新型浮选剂T F - 3 浮选铜钴矿 石的试验研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，1 9 9 9 6 2 2 - 2 5 ． [ 8 ] 朱穗玲，吴熙群，李成必．快速浮选新工艺的研究与应 用[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 0 3 6 1 - 5 ． [ 9 ] 吴启明，尹启华．德兴铜矿提高铜精矿铜品位的生产实 践[ J ] ．国外金属矿选矿，2 0 0 5 1 1 3 3 - 3 6 ． [ 1 0 ] 王淀佐．硫化矿浮选与矿浆电位[ M ] ．北京高等教育 出版社，2 0 0 8 ． [ 1 1 ] AEc 佩雷斯．矿浆电位对硫化铜矿石浮选的影响 [ J ] ．国外金属矿选矿，2 0 0 6 8 2 6 - 2 9 ． [ 1 2 ] 王明燕，祁小军．影响江西某铜矿中伴生金、银选矿指 标的工艺矿物学因素研究[ J ] ．矿冶，2 0 1 5 ，2 4 1 8 1 - 8 6 ． 万方数据