提高城门山铜矿铜回收率的几条途径.pdf

2 0 0 3年 1 2月 第 3 2卷第 6期 有色矿 山 Non f e r r o u s M i n e s De c． ， 2 00 3 Vo 1 ． 3 2 No ． 6 提高城门山铜矿铜 回收率的几条途径 曹喜 民 KN铜业集 团公司城 门山铜矿， 江 西 九江 3 3 2 1 0 0 【 关键词】铜回收率； 提高； 可能性； 途径 [ 摘要】本文通过对城门山铜矿 7 铜矿体相关矿物的研究， 分析了铜 回收特点。 在不影响精矿 品位的前提 下， 提出了在选矿工艺上实现铜回收率提高的可能性及具体途径。 [ 中圈分类号】T D 9 5 2 ． 1 [ 文献标识码】B [ 文章编号】1 0 0 2 ． 8 9 5 1 2 0 0 3 0 6 ． 0 0 3 1 ． 0 4 S e v e r a l wa y s f o r i mpr o v i ng c o pp e r r e c o v e r y r a t e o f Ch e ng me ns h a n Co p pe r M i n e CAO Xi ． m i n C h e n g me n s h a n C o p p e r Mi n e ，J mn g x i C o p per C o r p o r a t i o n，J i u j i a n g 3 3 2 1 0 0 ，C h i n a Ke y wo r d s c o p p e r r e c o v e r y r a t e ；i mp r o v e me n t ；p o s s i b i l i t y ；wa y Ab s t r a c t Th r o u g h s t u d y i n g t h e r e l a t i v e mi n e r a l s o f No ． 7 c o p p e r o r e b o d y i n Ch e n g me n s h a n C o p p e r Mi n e ，t h e c h a r a c t e r s o f r e cov e r i n g c o p p e r are a n a l y s e d ，a n d t h e p o s s i b i l i t y a n d s e v e r a l me t h o d s f o r i mp r o v i n g cop pe r l e c v ． c r y r a t e i n o r e d r e s s i n g p r o c e s s a l e b r o u g h t f o r t h wi t h o u t a f f e c t i n g c o n c e n t r a t e g r a d e ． ， 1 前言 城门山铜矿是 以铜 硫为 主， 伴生有金银等多种 有用元素的大型多金属矿床。矿体赋存在碳酸盐、 碎屑盐和岩浆岩 的内外接触带 中， 矿石 总储量 2 ． 2 亿 t ， 尚有数量可 观可综合 利用 的表 外矿。矿体埋 藏较浅， 裂隙构造、 接触构造均较发育。城门山铜矿 1 2 0 0 d起步工程 已正式生产。为提高企业 前期经 济效益， 矿山依次开采 7 、 5 、 1 5 铜矿体浅部富矿 区段， 目前在 7 铜 矿体 一1 0 m 平 台出矿。7 矿体 开 采 境 界 内 基 本 为 含 铜 斑 岩，占 总 出 矿 量 的 7 8 ． 3 0 ％，其 次 为 含 铜 黄 铁 矿 ，占 总 出 矿 量 的 2 0 ． 8 1 ％， 还有少量的含铜矽卡岩， 仅 占总出矿量的 0 ． 8 9 ％。生产初期， 铜 回收率一 直在 7 5 ％～7 7 ％， 矿山资源没有得到充分 回收利用。为实现增加企业 利润的目标， 在不影响精矿品位的前提下， 提高铜回 收率 为一条较佳途径。 [ 收稿日期】2 0 0 3 ． 0 9 ． 2 4 【 作者简介】曹喜民 1 9 7 3 一 ， 男， 助理工程师， 从事选 矿生产技术管理工作。 2 矿物分析研究 2 ． 1 矿石性质 城 门山铜矿 7 铜矿体矿石性质复杂， 矿物种类 多。主要金属矿物有黄铁矿、 黄铜矿、 辉铜矿 、 蓝辉 铜矿、 斑铜矿、 铜兰、 砷黝铜矿 、 闪锌矿、 孔雀石、 褐铁 矿、 磁铁矿、 赤铁矿等。脉石矿物主要以石英 、 绢云 母为主， 其次是高岭石、 绿 泥石等粘 土矿物， 少量微 量方 解石 、 长石、 菱铁矿、 铁矾类矿物等。矿石中的 矿物以结 晶粒状 为主， 假象、 次文象 、 文象蠕虫状次 之。矿石构造以块状、 浸染状、 细脉浸染状为主， 松 散状、 角砾状 、 条带状、 似条带状及环状构造次之。 2 ． 2 铜在矿物 中的赋存状态及其回收特点 铜在矿物中赋存状态及回收特点见表 1 。 由于长期 受地质、 风化等 作用， 矿 石易发 生氧 化， 部分黄铜矿演变为斑铜矿辉铜矿及蓝辉铜矿， 这 部分铜易回收。还有相当一部分经过硫酸盐化生成 水溶铜 C u S 04 ， 水溶铜沿着脉 石矿 物、 黄铁 矿、 闪 锌矿 、 黄铜矿颗粒的间隙和裂隙充填溶蚀交代 ， 生成 次生硫化铜， 这些 次生铜矿 物呈细粒浸染或细脉穿 插于上述矿物中， 使嵌布关系复杂化， 这部分铜因难 维普资讯 3 2 有色矿 山 2 0 0 3年 第 3 2卷 于解离 而不易 回收。部分次 生铜成 为黄铁矿 的薄 膜 、 网脉， 使该部分黄铁矿被天然活化而 易浮。 从而 会影响精矿品位的提高。在碱性介质 的条 件下， 水 溶铜也形成 C u C O 3沉淀， 即孔雀石， 这 部分铜 需添 加硫化钠才能回收。同时， 水溶铜与 由 F e S O 4变成 的褐铁矿形成共 沉淀， 使褐铁矿含铜、 含锌， 褐铁矿 中的结合铜是很难回收的。 表 1 矿石中矿物组成及铜在矿物中分布情况％ 由表 1可 知， 矿 石 中 黄 铁 矿 相 对 含 量 高 达 3 9 ． 0 9 6 ． 如此高的黄铁矿含量不仅会影响精矿品位， 而且会挤占铜上浮的机会而影响铜 的回收。据矿物 分析鉴定， 矿石 中铜 的分 布情况 大致为 水溶 铜 占 1 ． 5 9 9 6 。 褐铁矿 中的结合铜 占 2 ． 3 6 ％，自由氧化铜 占 8 ． 8 8 ％。 原 生硫 化铜 占 9 ． 5 4 ％， 次 生 硫 化铜 占 6 6 ． 2 4 ％。在次生矿 中， 蓝辉铜 矿铜 金属 占有率最 高， 为 4 7 ． 3 1 ％， 并 且蓝辉 铜矿 在原 矿 中含量 也较 高。 为 1 ． 2 ％。另外， 铜矿物的赋存形态还有另外一 个特点， 即在原生矿 石中的铜矿物主要是黄铜矿 ， 其 次为黄铜矿与黄铁矿的微细粒连 晶混合体， 还 有部 分次生矿物与黄铁矿的微细粒连 晶混合体， 分布在 这种混合体中 的铜 占 1 1 ． 3 9 ％， 这种混 合体实际 上 是微粒黄铁 矿与黄铜 矿、 蓝辉铜 矿、 铜兰 的紧密 连 晶， 嵌布关系十分复杂， 对选 矿工艺来说， 可 当作 一 个不可解离的整体来对待， 在浮选铜时， 由于其浮选 速度慢， 含铜较高的那部分能进入铜精矿， 大部分将 进入硫精矿及尾矿， 因此 导致混合 体中的铜 回收状 况不佳。在铜 矿物 回收时， 次生矿物 尤其是蓝辉铜 矿 、 铜兰 、 原生矿物、 自由氧化矿、 部分混合体等是 主要 目的矿物 ， 根据矿石中各矿物含量 、 含铜 比例及 其 回收特 点， 在理论 上把 铜 回收率 提 高到 8 0 ％ ～ 8 2 ％是可能的。 原矿中存在的水溶铜 、 自由氧化铜， 需要在生产 中要加入硫化钠 ， 用于抑制矿浆 中铜等金属离子 的 产生， 并对氧化矿物进行硫化， 以尽可能地回收该部 分铜 。但在选矿试验和实际生产中又出现加硫化钠 对铜 回收影响较小， 这与实际生产时原矿 中含水溶 铜、 自由氧化铜 多少有 关。这就要求在原 矿配矿条 件不完善的状况下， 加强生产 中的岩矿鉴 定和 矿物 研究， 做好矿点预报， 实施对矿点出矿的实时监控以 指导生产。 2 ． 3 矿石中主要矿物的嵌布特征 矿石中主要矿物的嵌布特征见表 2 。 表 2 主要矿物的嵌布特征 ％ 黄铁矿粒度在 0 ． 0 2 ～3 mm 占 9 7 ． 4 9 6 ， 是 以粗 、 中粒嵌布为主， 细粒次之， 微量微粒。褐铁矿的粒度 与黄铁矿的粒度相 似。硫 化铜矿物粒 度在 O ． O 1 ～ 0 ． 5 mm 占 9 5 ． 1 9 6 ，其 中，粒 度 范 围 在 0 ． 0 7 4～ 0 ． 3 mm 占 3 2 ． 3 ％，粒 度 在 0 ． 0 1～ 0 ． 0 7 4 mm 占 5 9 ． 4 9 6 。 是以细粒 嵌布为主， 中粒次之， 少 量粗 粒和 维普资讯 第 6期 曹喜 民 提高城门山铜矿铜回收率的几条途径 3 3 微粒。黄铜矿、 铜硫混合体均 以中细粒嵌布， 粒 度在 0 ． 0 1 --0 ． 3 mm 占 9 2 ％～9 6 ％； 而矿石中矿物含量较 高的蓝辉铜矿 、 铜兰等次生矿物均以细粒嵌布为主， 粒度在 0 ． 0 1 --0 ． 0 7 4 mm 占 7 7 ％～7 8 ％。矿石中矿 物粒度大致可表示 为 黄铜矿辉铜矿粒度 蓝辉铜 矿粒度 铜兰粒度 。可见， 矿石氧化程度越深， 铜矿 物种类越多， 硫化铜矿物含量越低 ， 矿物嵌布粒度越 细， 嵌布关 系越复杂， 矿物表面越 易形成氧化 膜、 次 生硫化铜膜， 铜、 硫、 脉石的分离越困难 。 试验 表 明 当 磨矿 细 度 控 制 在 一0 ． 0 7 4 mm 占 6 5 ％时， 矿石 的选别效果较好。但根据原矿 中含量 最高的铜矿物为次生铜 且铜 金属 在次生矿 中分布 率最高 ， 而次生矿大都呈细粒浸染或细脉穿插于其 他矿物中， 嵌布关系十分复杂， 大部分以细粒嵌布为 主 粒度在 0 ． 0 1 ～0 ． 0 7 4 mm 占 7 7 ％～7 8 ％ ， 这样， 为了使铜 矿物能充分单体解离， 为铜矿物 的回收 创 造条件 ， 在生产 中可适 当地提高磨矿细度 。 3 生产 中铜 回收现状 3 ． 1 生产工艺流程简介 城 门山铜矿采用的选矿工艺流程是矿石经粗碎 后 自磨加球磨的碎磨流程， 选别采用先选铜后选硫， 即铜粗、 扫选得粗精矿， 粗精矿再磨后精选得最终铜 精矿， 铜尾选硫丢 尾后得 硫精矿 的优先 浮选 流程。 自正式生产 以来， 一直未用精矿再磨系统。 3 ． 2 生产中铜回收现状 2 0 0 3 年 3 ～8 月的生产指标见表 3 。 衰 3 2 0 0 3年 3 ～8月的生产指标情况 ％ 只份 3旯4其 5 A 6其 ’其8其 精矿 品位2 5． 4 2 5 ． 2 2 2 ． 1 1 7 ． 7 2 O ． 7 2 1 ． 1 1 铜 回收率 7 4． 2 7 5 ． 5 7 6 ． 4 7 7． 2 5 7 7 ． 3 7 7 7 ． 1 针对现场生产中铜 回收率一直偏低的情 况， 笔 者分别对现场生产 中的原矿、 尾矿进行 了两次取样 分析 ， 第一次取样分析结果 见表 4 ， 第二次取样分析 结果见表 5 。 ． 从表 4 、 5取 样结果对 比分析可知， 现场生产磨 矿效果不佳， 粒级分布不合理， 现场浮选情况不理 想， ① 0 ． 0 7 4 mm 粒级偏 多 ； 原 矿 中存 在部 分未单 体解离的铜硫连生体， 且颗粒较粗不易上浮， 该粒级 铜 回收效果 差。② 一2 0 0目一0 ． 0 7 4 mm ～ 4 0 0 目粒级偏少， 该粒级铜 回收较理想， 达到 8 5 ％以上。 ③几乎没有 一4 0 0目～ 8 0 0目粒 级。④ 一8 0 0目 粒级过多， 矿石的泥化现象十分严重， 该粒级铜 回收 率还 不 到 7 5 ％。而 在原 矿 中该粒 级 含铜 超 过 了 5 0 ％， 这是 目前造成铜回收率低的最主要的原 因。 表 4 7月2 0日第一次取样结果 表 5 8月 1 0日第次取样结果 4 提高铜回收率的途径 根据城门山铜 矿 7 铜 矿体矿石性质和现 场生 产情况， 在选矿工艺上采取的为提高铜 回收率 的具 维普资讯 有色矿 山 2 0 0 3年 第 3 2卷 体途径 目前大致有以下一些 。 1 改善磨矿效果， 为铜矿物的有效选别和回收 创 造 条 件。 试 验 表 明 当 磨 矿 细 度 控 制 在 一 0 ． 0 7 4 mm占 6 5 ％时， 矿石的选别效果较佳 。但根 据原矿中硫化铜矿物是以细粒嵌布为主， 中粒次之， 少量粗粒和微粒。而矿石中含量最高的铜矿物为次 生铜矿物， 其嵌布关系十分复杂， 部分次生铜矿物大 都呈细粒浸染 或细脉 穿插 于其他 矿物 中而难于 解 离 ， 还有部分次生铜矿物成为黄铁矿表面的次生膜， 使该部分黄铁矿被天然活化而易浮 ； 并 且其嵌布粒 度最小， 大部分 以细粒 嵌布为 主， 粒度 范围在 0 ． 0 1 -- 0 ． 0 7 4 mm 占 7 7 ％～7 8 ％。这 样， 为了使铜矿物， 尤其是次生铜矿物能充分单体解离 出来， 同时尽可 能剥离黄铁矿表面的次生膜， 以避免被 活化 的黄铁 矿进入铜精矿影响精 矿品位， 同时使该部分铜能够 得到回收， 在生产中可适当提高磨矿细度， 为铜矿物 的有效选 别和 回收创造条件。但在现场生产 中虽然 达到了矿物 充分单 体解 离这 一必要条 件， 但从取样 结果可以看出 磨机的磨矿效果不理想， 磨矿产品中 粒级分布不合理， 矿物过磨十分严重， 矿石泥化程度 很深， 造成矿浆 中微细粒级较多， 恶化了矿物分选的 过程， 原矿中含铜超过 5 O ％的微细粒级铜 回收效果 不佳， 这是 目前造 成铜 回收率低 的最 主要 的原 因。 为提高铜 的回收率， 必须改善磨机的磨矿效果， 在磨 机转速、 矿石硬度、 给 矿量 、 磨矿浓度等因素稳定 的 情况下， 通过调整现场钢球的配 比和添加量可 以达 到这一 目的。 目前球磨机添加 1 0 0 mm 和 8 0 mm 两种 钢球， 比例 为 3 2 。为改善 磨矿效果， 需 减少 8 0 mm钢球 的添 加数量 ， 增 加 1 0 0 mm 钢球 的添 加数量， 以此避免铜矿物泥化现象的产生， 同时减少 磨矿产品中 0 ． 0 7 4 mm数级的含量， 使矿石 中的铜 尽量分布到 一2 0 0 ～ 4 0 0目粒级 中， 由此可较大地 提高铜的回收率。 2 加强矿点预报， 调整药剂制度， 以实现对铜 矿物及时有效 的回收。 由于原矿配矿条件不具备， 生产中矿石性质、 矿物的种类和含量不断发生变化。 城 门 山铜 矿 7 铜 矿 体 矿 石 中黄 铁 矿 含 量 高 达 3 9 ％， 现场生产 中原矿硫 品位 一般为 1 6 ％～2 2 ％， 有时达到 2 4 ％--2 8 ％， 原矿 中如此高的硫不仅会 影 响精矿品位， 而且城 门山铜矿采用的 工艺是抑硫 浮 铜优先浮选工艺， 生产 中当原矿硫 品位升高而 石灰 用量未加大时， 硫不能被有效抑制， 黄铁矿将与捕收 剂作用而消耗大 量的捕 收剂 ， 使与硫化铜作用 的捕 收剂用量不足， 从而硫会挤 占铜上浮的机会而影 响 铜的回收 ； 另外原矿 中存在的水溶铜 、 自由氧化铜， 需要在生产中加入硫化钠， 用于抑制矿浆 中铜等金 属离子的产生， 并对氧化矿物进行硫化 ， 尽可能回收 该部分铜。但在选矿试验和实际生产中又 出现加硫 化钠对铜的回收效果不大的现象， 这大 概是 与实际 生产时原矿中含 水溶铜 、 自由氧化铜多少有关。这 就要求在原矿配矿条件不完善的状况下， 加强 生产 中的岩矿鉴定和矿物研究， 做好矿点预报， 实施对矿 点出矿的实时监控以便在生产中根据原矿的变化及 时调整药剂 制度。以实现 对铜矿 物及 时有效 的回 收 。 3 改进浮选设备 ， 减少矿物上浮的时间。城门 山铜矿选用的浮选 设备是 S F一8型浮选 机的改进 型， 该设备浮选槽体比常规浮选机的槽体要浅， 这不 仅适合城门山铜 矿选 用的选 矿工艺流程， 而且 矿石 中存在黄铜矿 、 次生铜与黄铁矿的微细粒连 晶混合 体， 由于其浮游速度慢， 浅槽体浮选机可 以减少混合 体上浮至泡沫层 的距 离和时间， 更有利于这种铜硫 混合体的回收。 5 结语 1 在矿物回收时， 次生矿物 尤其是蓝辉铜矿、 铜兰 、 原生矿物、 自由氧化矿、 部分混合体等是主要 目的矿物， 但 由于矿石 中矿物氧化程度较深， 嵌布关 系相当复杂， 大 幅度提高铜 的回收率困难很大。 2 加强生产中的矿物研究和岩矿鉴定， 做好矿 点预报， 实施对矿点出矿的实时监控， 以便在生产中 对症下药， 及时调整药剂制度， 改善操作条件， 以提 高铜矿物的回收。 3 由于铜矿物大都 以中、 细粒嵌布为主， 需在 生产中改善磨矿效果 ， 既使铜矿物充分单体解离， 又 要避免泥化现象的产生， 使矿石 中的铜 尽量分 布到 一 2 0 0 ～4 0 0目粒级， 可较大地提高铜的回收率。 [ 参考文献】 [ 1 ] 城门山铜硫矿 7号矿体选矿工艺流程验证试验 【 R】 ． 北京 北京矿 冶研究总院 ， 1 9 9 7 ． 维普资讯