强化精选作业提高铜精矿品位.pdf

有色金属 选矿郜分2 0 0 6 年第2 期 强化精选作业提高铜精矿品位 彭会清，韩伟 武汉理工大学，武汉4 3 0 0 7 0 摘要针对湖北某铜矿精矿品位偏低的实际生产情况，在查阅资料和选矿试验的基础卜，提出合理的选矿工艺 改进措施，经过多次的技术改造，铜精矿品位提高了2 ．5 4 ％．同时叫收率也提高了1 ．0 3 ％。 关键词精矿品位；选矿T 艺；铜硫分离 中图分类号T D 9 5 2 l文献标识码B文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 0 6 0 2 - 0 0 2 6 0 4 湖北某铜矿是设计于2 0 世纪6 0 年代、8 0 年代 初建成投产的大中型硫化铜矿，选矿厂日处理矿量 为3 0 0 0 t 。该矿床以铜金属矿物为主，伴生有钼、硫、 铁、银、金等有益组分，目莳可以综合回收的副产品 仅为硫精矿。由于入选原矿品位比设计低，且有用 矿物嵌布粒度粗细不均，以中细粒嵌布为主，矿物 性质复杂难选。自选矿厂投产以来，选铜指标一直 不理想，不仅回收率低，而H 铜精矿品位也达不到 高效益的要求。因此，针对现有的矿山技术条件，对 选矿工艺流程不断优化改进，逐步提高选铜的技术 经济指标，是增加矿山经济效益的重要途径。现将 原矿设计指标以及选矿厂近几年的平均生产指标 列于表1 。 表1 选矿厂选铜技术指标／％ T a b1P r o d u c t i o nt e c h n i c a lr e s p o n s i b i l i t ys y s t e m b e f o r et r a n s f o r m a t i o n ／％ 1 矿石性质 该铜矿属于高中温热液交代矽卡岩型矿床，矿 石类型较多，组分比较复杂，金属矿物以硫化铜、硫 化钼和硫化铁为主，是选矿的主要回收对象；其次尚 有少量的次生硫化和氧化矿物。非金属矿物以碳酸 盐、硅酸盐和硅氧矿物为主，其它矿物少量。矿石中 原矿多元素分析结果、原矿铜物相分析结果以及主 要矿物含量分别列于表2 、表3 和表4 。产出矿石以 黄铜矿为主要回收对象，其结晶形态均呈半自型他 型粒状结构、细粒浸染状、细脉状、胶状结构、乳浊状 结构和交代充填结构。由于产状不同，黄铜矿在矿石 中的嵌布特征也存在一定的差异，从粗粒到细粒嵌 布，一般为中粒至细粒分布在o ．1 3 0 ．O l m m 之间，并 与黄铁矿、辉钼矿以及其它矿物紧密嵌生。黄铁矿分 布广泛，嵌布于脉石矿物基质中，其晶型大都呈半自 型晶和他型粒状结构，常与黄铜矿和辉钼矿紧密连 生，嵌布粒度一般为0 ．1 5 ～0 ．0 2 m m 之间。 表2原矿多元素分析结果，％ T a b2 A n a l y s i sr e s u l t so fm u l t i - e l e m e n to f ／u n o f _ m i n eo r e ／％ 匹茎些兰 生生竺生塑坚竣 堡垒塑 些堡 含量o ．7 9o ．0 3 22 6 047 3o ．c 0 1 30 0 0 42 啪1 0 3 13 1 2 3 20 8 ㈣0 ．0 3 5 表3原矿铜物相分析结果，％ T a b3 A n a l y s i sr e s u l t so fc o p p e rp h a s eo fr u n o f _ m i n eo r e ／％ 物相原生硫化制次生硫化铜氧化铜总铜 表4 矿石中主要矿物含量／％ T a b4C o n t e n t so fm a i nm i n e r a l si nt h eo r e ／％ 矿物名称黄铜矿黄铁矿辉钼矿磁铁矿闪锌矿碳酸盐 含量3 ．0 21 0 ．8 500 713 40 0 44 23 2 矿物名称透闪石、灰石石英、玉髓五母、长石黏土绿泥石石榴子石 含量1 3 0 58 ．0 06 6 569 04 2 335 1 2 工艺技术因素分析 2 ．1 铜硫混合精矿精选作业 根据矿石中金属的含量和矿物组成及其嵌布特 征，经过多年的生产实践和技术改造，选矿厂的工艺 榨薯岳霁i 彭2 0 0 会5 清- 1 1 - 1 9 2 5 5 6 一 ，男，江西景德镇人，资源与环境工程学院教授，博士生导师。 万方数据 2 0 0 6 年第2 期彭会清等强化精选作业提高铜精矿品位 2 7 流程为一段闭路磨矿，混合精矿一次精选，粗精矿 再磨再分离。原选矿原则工艺流程见图1 。 I 系列Ⅱ系列 铜精矿硫精矿 图1 原选矿原则工艺流程 F i g1 F l o w s h e e to fc o n c e n t r a t o rb e f o r et r a n s f o r m a t i o n 为r 考察铜硫混合精矿精选作业的效果，进行 了多次的现场考察和试验研究。典型的考察结果列 于表5 。考察结果表明，精选作业的混合精矿品位提 高幅度在3 ％～5 ％之间，由此来看，混合精矿精选的 效果不佳，导致铜硫分离给矿品位仅在9 ％～1 0 ％，给 矿品位偏低，将是影响最终铜精矿品位提高的再要 因素。从现场操作分析，混合精选作业是两个系统的 铜硫混合精矿共同精选，精选槽共为6 槽J J F 一4 型 和s F 一4 型浮选机，其中s F 一4 型浮选机为吸浆槽， 实际起浮选作用的浮选机仅为5 槽。由于混合精矿 量大，使精选作业浮选时间较短，效率低，尤其当现 场处理高硫矿石或原矿含铜品位较高时，现场精矿 量大增，严重“跑槽”，运行极不稳定，这样既影响了 精选效果，又加大了工人的劳动强度。另一方面为了 解决矿浆量大，浮选机处理能力相对不足的矛盾，工 人以减小各精矿槽的冲洗水来降低矿浆量，导致混 合精矿精选作业浓度偏高，这也是影响精矿品位的 一个因素。 表5铜硫混合精矿精选作业考察结果／％ T a b5 C l e a n i n gt e s tr e s u l to fC o p p e r _ s u l p h u rm i x t u r e e o n c e n t r a t e ／％ 1 8 1 9 2 3 2 1 4 ．2 7 舟17 7 6 ．1 387 ．11 ．47 87 5 39 ．72 17 7 1 6 ．69 ．2 25 8 53 2 ．2 铜硫分离作业 选矿厂的原则流程是铜硫混合浮选，混合精矿 再磨再分离的工艺，因此，铜硫分离作业是生产铜精 矿和副产品硫精矿的关键环节。，但是，由于原矿性质 复杂多变以及其它因素的制约，铜硫分离作业时常 达不到理想效果，在生产上经常出现“两高”的情况， 即铜精矿含硫高和硫精矿含铜高，致使选矿厂的主 要技术经济指标受到较大的影响。通过现场考察和 试验分析，认为影响铜硫分离作业的主要因素是浮 选设备处理能力偏小以及浮选效率偏低。选矿厂原 设计分离作业用5 A 型浮选机，它是属于一种带辐 射叶轮的空气自吸式机械搅拌浮选机。由于分离作 业矿浆的p H 值偏高 p H 1 3 ，浮选机长期运转会因 结钙而腐蚀，造成通风管的堵塞和损坏，导致充气量 不足和吸力下降；再加上浮选机叶轮的磨损和腐蚀， 搅拌力下降，容易使矿浆在浮选槽内局部淤积，使浮 选机的有效容积相对变小，生产能力降低，从而影响 精矿品位等技术经济指标的提高。其次，分离作业给 矿条件的不完善也制约着铜硫分离的效果。随着矿 石的深部开采和选矿厂处理表外矿矿量的增加，人 选矿石的嵌布粒度越来越细，性质也越来越复杂，因 此，提高混合精矿的磨矿细度，降低铜硫连生体，是 提高铜精矿晶位和降低硫精矿含铜量的重要措施， 这也为多年的生产实践和选矿试验所证实。究其原 因，一方面是铜硫连生体获得进一步的解离，使铜晶 位得以提高；另一方面是粗精矿再磨过程中起到了 一定的擦洗解吸作用，使一郁分黄铁矿和脉石矿物 在精选过程中掉下来形成“二次富集”。 3 工艺优化措施 根据选矿生产中存在的问题，在分析原因和选矿 试验结果的基础上，选矿厂采取了不同的技术措施 改造现有工艺流程，以便提高钢精矿品位等主要技 术经济指标。 3 ．1 分组精选 根据现场工艺流程试验研究结果t 对原没计的 混合精选作业进行了改造，改造后的工艺流程是两 个系列的混合精矿分组精选，混合精矿增大冲洗水， 以降低精选给矿浓度和加大各精选作业的矿浆处理 量。为了不增添新的浮选机，克服筹措资金的困难， 选矿厂把Ⅱ系列粗选的前五槽浮选机分配给该系列 作为混合精矿的精选作业；剩下的3 0 槽浮选机作为 Ⅱ系列的粗选和扫选，通过选矿理论验证以及生产 实践证明，3 0 槽浮选机能满足生产的需要和达到技 术指标的要求，这样既简化了选矿流程，又优化了工 艺结构。现选矿原则工艺流程见图2 。 6 1 4 6 萋鍪嚣 万方数据 有色金属 选矿部分2 0 0 6 年第2 期 I 系列Ⅱ系列 铜精矿硫精矿 区2 现选矿原则工艺流程 F i g2 N o w s h e e to fc o n c e n t r a t o ra f t e rt r a n s f o r m a t i o n 3 ．2 改造分离浮选机 由于铜硫分离作业的浮选设备陈旧，充气量不 足，致使设备处理能力不够以及难以形成较厚的浮 选泡沫层，容易造成铜硫分离效果的不理想。为了提 高铜精矿品位，选矿厂对分离作业进行了几次设备 改造。首先在原分离作业前新增加了两台s F _ 4 型浮 选机作为精选槽，原来的分离精选作为分离扫选，这 样使浮选设备的处理能力有所增加，铜精矿品位也 比上年提高了1 ．4 6 ％。但是，由于分离扫选的设备依 然陈旧，再加卜供矿因素变化大以及选矿技术指令 滞后，导致现场操作不能及时调整，造成大量的铜金 属损失于硫精矿中，有时硫精矿含铜品位可达 1 ．5 ％，为此选矿厂通过技术攻关义组装了6 台耵F 一 4 型浮选机作为分离扫选。通过不断的技术改造，选 矿工艺流程逐步趋于合理，分离作业的“两高”现象 也得到解决，铜硫分离的效果有明显的提高。 3 ．3 矿浆浓度 矿浆浓度是浮选过程中的一个重要上艺凶素， 它影响着多项技术经济指标，在实际牛产中，根据不 同的矿石性质和具体的浮选条件，以及不同阶段的 浮选作业都有着各自最适宜的矿浆浓度。根据牛产 实践和试验研究，现场作业较为适宜的浮选矿浆浓 度是混合精选作业1 3 ％～1 7 ％，铜硫分离作业8 ％～ 1 1 ％。总而言之，精选作业用较低的矿浆浓度有利于 提高铜精矿品位，此外，精选作业还应保持较厚的泡 沫层和一定的泡沫精矿刮m 量，以使精矿泡沫在浮 选槽内有足够的时问进行“二次精选”。 3 ．4 技术操作条件 根据矿石中有用矿物的嵌布特征，在分析历次 T 艺流程考察资料以及最优经济效益对比论证的基 础上，选矿厂铜硫分离作业的混合精矿再磨细度以一 4 3 仙m 占8 3 ％为宜。因此，现场操作应稳定混合精矿 再磨的浓、细度，做到球磨机给矿均匀，给矿量波动 小，并且及时补加适宜的钢球，使磨矿细度达到技术 要求，从而使铜硫分离作业达到最佳的工作状态。 铜硫分离作业人选矿石中黄铁矿含量高也对提 高铜精矿品位有很大干扰，在铜硫混合精矿分离浮 选中，用石灰造成高p H 值矿浆来浮铜抑硫，根据生 产实践，分离浮选矿浆的游离氧化钙含量以5 0 0 一 1 0 0 0 9 ／m 3 为宜。因此，为了达到最佳的技术指标，应 合理控制分离浮选的p H 值。此外，从现场操作方面 看，应该根据矿石性质的变化来合理调整浮选药剂 的添加量，如果铜硫分离精选泡沫层厚则适当降低 药剂用量，有利于提高铜精矿品位；铜硫分离扫选作 业则适当添加药剂用量有利于降低硫精矿中的含铜 量，亦有利于选铜回收率的提高。 4 结语 1 ．通过对选矿工艺的不断改进，该矿山的主要 技术经济指标取得了明显的效果，2 0 0 4 年铜精矿品 位与2 0 0 1 年同期相比提高了2 ．5 4 ％，仅精矿品位的 提高使矿山年增效益近3 0 万元；同时选铜回收率也 提高了1 ．0 3 ％，实践证明，该矿的工艺流程改造是成 功的。选矿厂近年的生产技术指标列于表6 。 表6选矿厂近年的生产技术指标，％ T a b6P r o d u c t i o nt e c h n i c a lr e s p o n s i b i l i t ys y s t e ma f t e r t r a n s f o r m a t i 6 r d ％ 2 ．该矿原矿性质复杂，嵌布粒度细，浮选设备 状况差以及选矿工艺流程的布局不合理是铜精矿品 位偏低的主要因素，因此，提高铜精矿品位的关键是 改造浮选设备，强化精选作业的各项技术措施。 3 ．根据矿石性质的变化，及时开展原矿预选试 验研究工作，制订出最佳的工艺技术操作条件，加强 技术操作以及浮选设备的日常维护和检修工作。 4 ．改造后的选矿工艺还存在一些问题和不足， 由于矿石性质多变，加上技术操作指令的滞后，尤其 足石灰用量控制不准，硫精矿含铜品位有时达不到 理想要求，生产上又用泡沫泵打回粗选再选，这样容 易造成粗选作业条件的恶化和铜金属的损失，因此， 还应继续加大技术攻关力度，使选矿工艺在生产中 万方数据 2 0 0 6 年第2 期彭会清等强化精选作业提高铜精矿品位 2 9 进一步优化。 参考文献 [ 1 ] 冶金工业部长沙矿冶研究所铜山口铜矿矿石物质组 成研究[ R ] ．1 9 8 2 [ 2 ] 胡为楫浮选[ M ] 北京冶金工业出版社，1 9 9 2 ． [ 3 ] 许时．矿石可选性研究[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 9 2 ． [ 4 ] 韩伟．提高铜山口铜矿选铜回收率的探讨【J ] 大冶科技， 2 0 0 5 ， 1 1 7 2 0 S T R E N G H T E NC o N C E N T R A T E ’SC L E A N I N GT OI N C R E A S I N GC O P P E R C o N C E N T R A T EG R A D E P E N GH u i q i n g ，H A NW e i W u h a nU n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y ，W u h a n4 3 0 0 7 0 , C h i n a A B s ，r R A C T I nv i e wo fl o w e rc o n c e n t r a t eg r a d ei nt h em i n e r a lp r o c e s s i n go fC o p p e rM i n ei nH u b e i ，b a s e do nt h e c o n s u l t i n g i n f o r m a t i o na n dm i n e r a lp r o c e s s i n ge x p e r i m e n t s ，t h ep r o p e rm e a s u r e so fm i n e r a l p r o c e s s i n gh a s b e e nt a k e n ．A f t e rm a n yt i m e st e c h n i c a lt r a n s f o r m a t i o n ．a l li n c r e a s eo f2 ．5 4 ％i nc o p p e rg r a d eo fc o n c e n t r a t e a n da ni n c r e a s eo f1 ．0 3 ％i nc o p p e rr e c o v e r yw e r ea d v a n c e d ． K E YW O R D S c o n c e n t r a t eg r a d e ；m i n e r a lp r o c e s s i n gt e c h n o l o g y ；c o p p e r - s u l p h n rs e p a r a t i o n f 上接第3 9 页 C o M P R E H E N S I V EA U T o m T I o NS Y S T E MA N DA P P L I C A T I o NR E S U L TI NM I N E S E L E C T I o NP L A N To FJ I S C o Z H A N GY a q i n ，W A N GY i s h u n M i n eS e l e c t i o nP l a n to f d I S C O ，J i a y u g u a nG a n s u7 3 5 1 0 0 ，C h i n a A B S T R A C T I no r d e rt op e r f o r mf i n ec o n t r o lo fp r o d u c t i o np r o c e s s ，s t a b i l i z eq u t a l i t y ，i m p r o v em e t a ly i e l da n dr e d u c e c o n s u m p t i o nw er e v a m p e da u t o m a t i o ns y s t e m f o rt h ew h o l e p l a n t ．W ea d o p t e dt w ol e v d ss t r u c t u r e ，i ．e ． p r o c e s sc o n t r o ls y s t e ma n dp r o d u c t i o ne x e c u t i o ns y s t e m ．A f t e rr e v a m p i n gm e t a ly i e l dw a si n c r e a s e d2 ．0 1 ％． c o n t e n to fi n t e g r a t i o nf i n e i r o nm i n ew a si n c r e a s e d0 ，5 7 ％．m a c h i n ec o s to fi n t e g r a t i o nf i n e i r o nm i n eW a s d e c r e a s e d2 ．1 4R M B ／ta n d2 3 7o p e r a t o r sw e r er e d u c e d ． K E YW O R D S m i n es e l e c t i o np r o c e s s ；c o m p r e h e n s i v ea u t o m a t i o n ；c o n t r o l s y s t e m ；s y s t e ms t r u c t u r e 万方数据