白银公司选矿厂铜硫生产实践.pdf

第5 2 卷第4 期 2 000 年1 1 月 有色金属 N N F E R R O U SM E T A L S V 0 1 ．5 2 ．N o ．4 N o v e m b e r 200 0 白银公司选矿厂铜硫生产实践 张志泰 白银公司，白银7 3 0 9 0 0 摘要白银公司选矿厂通过流程改造、采用新材料、新设备等技术措旎，使铜精矿品位达到2 3 ％以上，铜回收率达到9 5 ％ 以上。同时，综合回收了硫资源，并显著降低了生产成本，取得了较好的经济效益和社会效益。 关键词铜；硫；分离；选矿 中图分类号T D 9 5 2 文献标识码B 文章编号1 0 0 1 0 2 1 1 2 0 0 0 0 4 0 1 6 9 ～0 2 白银公司选矿厂处理的主要矿石原料为深部含 铜黄铁矿矿石，以及原一尾矿库回采尾砂。多年来， 经历了许多次的技术改造和工艺革新，涉及到新材 料、新技术、新设备的使用，取得了良好的经济效益 和社会效益。 1原料性质 现处理的深部铜矿矿石按矿物组分密集程度与 结构构造的差别划分为块状含铜黄铁矿和浸染状两 种类型。块状含铜黄铁矿含有7 0 ％～9 0 ％的黄铁 矿和部分其它硫化矿物，黄铜矿一般呈他形或细脉 充填交代在黄铁矿裂隙中，块状构造；浸染状铜矿石 金属矿物呈浸染状分布，金属矿物含量小于3 0 ％， 脉石高于7 0 ％，可选性优于块状含铜矿石。 2工艺沿革 2 ．1 选铜工艺 选矿厂原处理浸染矿采用高钙高药，一粗～扫 加三次精选，尾矿不选硫工艺。该工艺流程稳定，铜 硫分离相对彻底，但药剂用量高、石灰用量大、设备 及管路结钙严重，从而影响设备效率和指标，而且， 有价的黄铁矿未回收，对效益和环境不利。于是进 行了低钙低药、尾矿加酸或加硫酸盐选硫的工艺探 索，并逐步趋于稳定，选铜粗选作业的游离氧化钙小 于2 0 0 9 ／m 3 ，技术指标逐年提高，药剂费用显著降 低。1 9 9 9 年原矿含铜1 ．0 0 5 ％时，取得了精矿品位 2 3 ．7 4 5 ％、回收率9 5 ．2 4 2 ％的先进指标。 2 ．2 选硫工艺的改进 2 ．2 。1加酸选硫。采用低钙低药工艺使选硫成为 可能，通过工业试生产表明，加酸选硫硫酸活化充 分，选硫回收率及精矿品位高。但加酸选硫，产生大 量的有毒硫化氢气体，威胁人体健康，需增加排烟设 施，增加成本，磨蚀设备与管道，降低设备性能，铜尾 矿的入选率降低，影响了硫的回收，也影响了效益的 提高。 硫化铜矿 硫精矿 总尾矿 图1 铜硫生产流程 2 ．2 ．2 弱碱性矿浆中的硫浮选。由于加酸选硫的 弊端，进行了弱碱性矿浆中加硫酸铜或硫酸锌活化 黄铁矿选硫工艺试验，并逐步投入生产。通过改进石 灰乳添加装置，减少矿浆中游离氧化钙含量，使铜粗选 氧化钙保持在1 5 0 9 ／m 3 以下，顺利实现了弱碱性矿浆 中加金属硫酸盐选硫工艺，选硫回收率达8 9 ．4 8 ％，比 硫酸法成本下降约5 0 ％，年盈利1 4 3 万元。 2 ．2 ．3 两尾合选选硫。由于选矿厂处理的一尾矿 库回采尾砂采用水枪造浆，矿浆浓度及造浆量波动 较大，难以实现单独选硫，两尾合选后可以大大缓解 万方数据 1 7 0有色金属第5 2 卷 这一矛盾，选硫作业的p H 值、给矿量和粒度组成保 持r 相对稳定。由于一尾砂造浆后矿浆呈弱酸性， p H 值6 ～6 ．5 ，而且浆体中含有大量的铜离子、铅离 子和锌离子。两尾合选后，浆体仍存在有一定量的 铜离子，这部分铜离子对铜尾矿中的黄铁矿有活化 作用。加之一尾砂中的黄铁矿受到一定程度的氧 化，可浮性较好，从而促进了两尾中黄铁矿的上浮， 得到较好的选别指标，而且减少或取消了金属硫酸 盐活化剂，实现了降低成本、提高企业综合经济效益 的目的。单选、合选小型试验结果与工业生产指标 对比见表1 。 表1 尾矿选硫指标对比 2 ．3 磨矿流程改造 2 ．3 ．1 新型磨矿介质的使用。为了推广优质耐磨 材料，降低磨矿球耗，提高磨矿效率，降低生产成本， 选矿厂先后进行了多种磨矿介质的试验研究。使用 宁国低铬合金铸球，低铬球含铬1 ．0 ％～2 ．5 ％， H R c 为4 8 ～5 5 ，A K 3 J ／c m 2 ，冲击韧性较高，钢球 单耗由1 ．9 9 k g ／t 原矿，降至l k g ／t 原矿以下，全部 使用该种钢球，一年可节约材料费9 0 万元，效益可 观。另外积极探索在二段球磨机使用低铬合金钢段。 低铬合金钢段价格低于低铬合金铸球，磨耗相当于低 铬合金铸球，规格为睨5 3 0 m m 。使用低铬合金钢 段后，矿物的欠磨和过磨现象减少，入选的矿物粒度 组成更趋合理，铜主要损失在一0 ．0 3 8 r a m 粒级和 0 ．0 7 4 r a m 粒级，因此更有利于提高技术指标。 2 ．3 ．2磨矿流程的优化。选矿厂处理原矿电耗为 2 9 k w h ／t ，其中磨矿电耗约为1 3 ．6 k w h ／t 矿石，占 总能耗的4 6 ．8 ％。钢球消耗约为1 ．7 k g ／t 原矿，磨 矿作业费用估算为1 2 ．2 6 元／t 原矿，随着电能及原 材料的涨价，磨矿成本呈上升趋势。 由于二段球磨机负荷率只有6 2 ％，尚有3 8 ％的 剩余能力。磨矿细度一0 ．0 7 4 m m 含量在7 2 ％～ 7 8 ％，对技术指标几乎没有影响，于是着手通过改善 钢球配比，提高旋流器的效率，二段停开一台球磨 机，实现了三对二流程改造。改造后磨矿细度降低 约3 ％，但铜回收率及精矿品位未受影响，使磨矿能 耗降低1 5 ％以上，年节电、钢耗效果明显。 3 浮选机改造 J J F 型浮选机是北京矿冶研究总院研制的，在 大型选矿厂中已得到广泛使用，它具有搅拌能力强、 浮选效率高、节电等优良特性，选矿厂经过工业试 验，于8 0 年代末开始将所有的6 A 浮选机全部更新 为J J F 型浮选机。改造后选铜节电2 2 ．8 1 ％，选硫 节电2 8 ．5 7 ％，铜回收率和铜精矿品位均有提高 见 表2 ，硫回收率平均提高5 ％。J J F 型浮选机的优 越性还表现在备件使用寿命长，维护方便，占地面积 小，便于操作等，年创利在2 0 0 万元以上。 表2 浮选机改造前后铜生产指标对比 机型 时间原翟位精嚣位尾嚣位铜繁率 6 A 浮选机1 9 8 9 ～1 9 9 01 ．3 5 82 0 ．7 6 90 ．0 8 79 3 ．9 3 4 T I F 浮选机1 9 9 2 ～1 9 9 31 ．3 0 92 2 。3 5 30 ．0 6 19 5 ．5 7 1 4 尾矿输送系统优化 改造前尾矿输送泵为1 0 H 一7 型灰渣泵 巴格 尔泵 ，二尾矿库输送系统又采用8 P N 型泥浆泵，均 为老式泵，效率不足6 0 ％，易损件寿命短，叶轮与泵 盖平均寿命只有4 0 0 h ，且能耗高。选矿厂由于处理 矿种及矿量变化较大，而且一尾回采量和矿山供矿 的不均衡，使尾矿的输送量在3 5 0 ～1 0 0 0 m 3 ／h 之间 波动。使得有时泵的给入量不足，常常打空泵，形成 气蚀，减少泵的使用寿命；有时因矿浆量大，泵输送 不完，一部分泵超负荷运行。在矿浆量不足时，为防 止输送泵打空泵，不得不补加大量水；造成不必要的 能耗与水耗。在输送量大时由于送不完。常发生跑 矿冒矿事故，威胁泵的安全。当泵超负荷运行时，常 发生跳闸引起停车。经过考察与分析，我们选用了 石家庄工业泵厂的2 5 0 Z J I A 8 5 型渣浆泵进行了 工业输送试验，又根据现场工况条件，对泵进行了改 进，加装变频调速器调整输送量。改造后泵的转速 在2 9 3 ～6 4 7 r ／r a i n 连续可调，电机由原2 8 0 k W 变为 2 3 0 k w 的3 0 ％～8 0 ％负荷率。各泵站既可单台串 联多次输送，也可实行双台串联一级直送或多级输 送。泵效率提高到7 0 ％以上，年节电1 8 9 万k W h ， 年节水3 ．6 5 万m 3 。过流件使用寿命增加到1 5 0 0 h 以上，经济效益显著。 5结语 1 低钙低药选铜工艺对处理白银含铜黄铁矿 下转第1 2 6 页 万方数据 1 2 6有色金属 第5 2 卷 控制部件，如执行机构、变频调整器等。第二级包括 常规的连续和顺序控制、计算机硬件 D C S 、高一层 的传感器和控制网络。第三级包括D C S 功能之外 的监督和管理控制、硬件设备，用于各作业段优化控 制的实验室数据和数学模型。第四级是以小时或天 为周期的操作控制，如产品质量保证、设备维护和生 产计划。第五级包含全厂的综合管理信息如市场、 成本、销售及其它产品信息等。 C I M S 系统是一套完善的管控一体系统，是选 矿构成自动化的长期目标。目前对大多选矿厂，尚 处于第一层和第二层控制的阶段。 4 与新型选矿工艺和选矿设备的结合。为了 突破传统选矿工艺在能耗、成本、环保、效率等方面 的局限，一些新型的选矿工艺和选矿设备正在逐步 改进或替代原有的生产方式。这些新技术中的一个 共同点就是要求有较高的自动化程度，以确保达到 较高的选矿指标，如电化学控制浮选技术要求连续 检测矿浆中多种电位的变化，并通过数学模型，以计 算机控制的方式不断调整浮选药剂的用量，确保矿 浆处于最佳的浮选状态；陶瓷过滤机要求全套的 P I ．C 装置实现设备的操作控制；新型的浮选设备如 浮选柱、特大型浮选机等都对矿浆液面等工艺参数 有很高的控制要求。这些工艺和设备对自动控制的 要求，使过程控制技术日益成为选矿生产中不可或 缺的手段之一。从长远看，过程控制与工艺设备更 密切结合也是选矿工艺本身的发展方向之一。 5结语 目前有色金属产品已形成国内外一体化的新局 面，中国加入w T O 的日程也已日益临近，国内矿山 企业将面临与国外同行直接竞争的严峻挑战。在近 年来有色金属相对疲软的市场环境下，国内有色厂 矿已感受到愈来愈大的压力。其中除了资源状况和 国企固有的负担外，在技术装备、生产管理水平和劳 动生产率等方面与国外先进企业存在的明显差距， 也是造成我们竞争能力不足的重要因素。因此，依 靠技术进步，改造传统产业，是国内矿山企业深化改 革、走出困境的必由之路。同时2 1 世纪的到来，对 人类矿产资源的可持续利用提出了更高的要求，而 选矿过程控制技术在稳定生产、节能降耗、提高生产 工艺指标和提高劳动生产率、改善环保等方面，均能 发挥重要的作用。因此，进一步提高自动化技术在 国内选矿行业的应用水平具有重大的现实意义。目 前，国家有关部门和许多矿山企业自身均已充分意 识到这一问题的重要性和迫切性，计划在“十五”期 间加大在此领域的重点投入，将通过科技攻关、示范 工程等方式大力促进国内选矿过程控制技术的推广 应用。这对国内选矿自动化和选矿工艺技术水平的 提高、增强国内矿山企业的综合实力、建立现代企业 制度，实现跨世纪的可持续发展，必将产生十分积极 的影响。 上接第1 7 0 页 矿石是有效的，铜硫分离效果好，铜回收率水平高。 2 弱碱性选铜尾矿用硫酸盐浮选黄铁矿显示 出较强优越性。选铜作业需严格控制氧化钙含量，要 求p H 值范围7 ～9 ．5 。 3 一尾矿与铜尾矿合选选硫，开辟了资源综合 回收利用的可能性，降低了生产成本。 4 新型磨矿介质的使用，可降低钢耗，提高磨 矿产品质量。 5 使用J J F 型浮选机和新型渣浆泵，可达到提 高指标降低成本的目的，有推广价值。 上接第1 8 4 页 5结语 1 经过多年来的试验研究和生产实践，选矿厂 尾矿回收已找到了行之有效的办法，回收工艺及设 备均达到了较高的水平，给各选厂带来了显著的经 济效益，但从长远看，尾矿回收工艺还有待进一步研 究改进，尾矿回收也急需研制高效、经济实用的选别 设备。 2 为了充分开发、利用尾矿资源、尾矿回收可 以增加品种，选矿厂尾矿回收可根据市场需要生产 铁精矿或水泥添料等。而最终尾矿砂粗粒可代替黄 砂作建筑骨料使用，细粒与粘土混合制成墙体砖。 3 ／J H 强尾矿回收工作的管理，把尾矿回收纳入 企业计划，在对现流程尾矿回收的同时，把尾矿坝沉 积的尾矿进行统一规划、有序开采，使这部分矿产资 源逐步得到充分利用，达到企业增加效益、减少环境 污染、造福社会的目的。 万方数据