康家湾矿选矿厂技术改造生产实践.pdf

5 2 有色金属 选矿部分2 0 1 5 年第5 期 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 5 ．0 5 ．0 1 2 康家湾矿选矿厂技术改造生产实践 田茂兵，唐能斌 水口山有色金属集团有限公司康家湾矿，湖南衡阳4 2 1 5 1 3 摘要针对康家湾矿矿石特性，阐述选矿厂选矿工艺存在的问题，通过选矿技术改造，最终得到铅品位为5 9 ．6 6 ％、回 收率为8 9 ．1 7 ％的铅精矿，锌品位为4 9 ．7 5 ％、回收率为8 9 ．1 9 ％的锌精矿，硫品位为4 6 ．2 4 ％、回收率为6 0 ．2 5 ％的硫精矿，同 时铅精矿中金银回收率分别提高了5 ．9 5 、1 0 ．0 7 个百分点。通过采用聚合硫酸铁和硫化钠组合药剂处理选矿废水，产生了较 好的环境效益，选矿废水中铅含量从4 ．5m g ／L 下降至0 ．3 4m g ／L ，锌含量从2 ．3m s ／L 下降至0 ．5 4m s ／L 。 关键词铅锌矿；磨矿工艺；废水处理；经济效益；环境效益 中图分类号T D 9 5 2 ．2 ；T 1 9 5 2 ．3文献标志码A文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 5 0 5 - 0 0 5 2 - 0 4 P r o d u c t i o nP r a c t i c eo fT e c h n i c a lT r a n s f o r m a t i o ni nK a n g j i a w a nM i n eC o n c e n t r a t o r T I A NM a o b i n g ，T A N GN e n g b i n K a n g f i a w a nM i n e ，S h u i k o u s h a nN o n f e r r o u sM e t a l sG r o u pC o ．，L t d ．， H e n g y a n gt t u n a n4 2 1 5 1 3 ，C h i n a A b s t r a c t A c c o r d i n gt ot h eo r ec h a r a c t e r i s t i c so fK a n g j i a w a nM i n e ，t h ep a p e re x p o u n d st h ep r o b l e m se x i s t i n g i nt h em i n e r a lp r o c e s s i n go ft h eo r ed r e s s i n gp l a n t ．T h r o u g hp r o c e s s i n gt e c h n i c a lt r a n s f o r m a t i o n ，l e a dc o n c e n t r a t e c o n t a i n i n gP b5 9 ．6 6 ％w i t hr e c o v e r y i s8 9 ．1 7 ％，z i n cc o n c e n t r a t ec o n t a i n i n gZ n4 9 ．7 5 ％w i t ht h er e c o v e r yi s 8 9 ．1 9 ％a n ds u l f u rc o n c e n t r a t ec o n t a i n i n gS4 6 ．2 4 ％w i t ht h er e c o v e r yi s6 0 ．2 5 ％a r eo b t a i n e d ．A tt h es a ／n et i m e t h er e c o v e r yo fg o l da n ds i l v e ri nl e a dc o n c e n t r a t ei n c r e a s e dr e s p e c t i v e l yb y5 ．9 5 ，1 0 ．0 7p e r c e n t a g ep o i n t s ．Ag o o d e n v i r o n m e n t a Ib e n e f i t sa l s oh a sb e e ng o td u r i n gt h eu s eo fp o l y m e r i cf e r r i cs u l f a t ea n ds o d i u ms u l f i d ec o m b i n e d r e a g e n tp r o c e s s e dt h em i n e r a lw a s t e w a t e rt h el e a dc o n t e n ti no r ed r e s s i n gw a s t e w a t e rd e c r e a s e df r o m4 ．5m s ／Lt o 0 ．3 4m s ／L ．t h ez i n cc o n t e n td e c r e a s e df r o m2 ．3m g ／Lt o0 ．5 4m g ／L K e yw o r d s l e a d z i n ko r e ；g r i n d i n gp r o c e s s ；w a s t e w a t e rt r e a t m e n t ；e c o n o m i cb e n e f i t ；e n v i m n m e n t a lb e n e f i t 康家湾矿选矿厂是我国最早开办的选矿厂之 一，早在1 9 0 9 年建成机械化重力选矿厂，1 9 5 2 年改 建成为2 0 0t ／d 浮选厂，后经不断地革新，改造、扩 建，目前已成为一座设计能力为5 0 万t ／a 的铅锌硫 浮选厂。然而随着康家湾矿采矿向东部、深部延伸， 矿石性质发生了变化⋯，表现为矿石铅锌品位下降、 硫品位提高，主要金属矿物的嵌布粒度变细，与脉石 矿物的关系更加密切。在生产过程中，由于矿石可 选性变差，原选矿工艺流程和工艺条件已不能完全 适应。针对此种情况，康家湾矿选矿厂在深入分析 原有生产工艺流程的基础上，进行了一系列选矿技 术改造，提高了选矿技术指标，取得了显著的经济效 益和环境效益。 1 原矿性质 康家湾矿矿石的氧化程度较低，铅、锌、硫等可 供选矿富集回收元素的赋存状态基本一致，均呈硫 化物的形式存在。矿石中主要金属矿物有方铅矿、 闪锌矿、黄铁矿，其次有少量的磁黄铁矿、赤铁矿、毒 砂、黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿，并含有微量砷黝铜矿、 银金矿、银黝铜矿、脆银矿、自然金、自然银；脉石矿 物以石英居多，其次是玉髓、方解石、白云石和黏土。 方铅矿常与闪锌矿和黄铁矿紧密镶嵌构成稠密浸染 状或过渡为致密块状集合体，交代闪锌矿和黄铁矿 的现象极为常见。闪锌矿通常呈不规则团块状产 出，但内部普遍含有微细的黄铁矿或脉石残余，偶见 方铅矿沿孔洞或裂隙充填而表现出包裹镶嵌的交生 投稿日期2 0 1 4 - 0 5 - 2 8修回日期2 0 1 5 - 0 7 - 2 3 作者简介田茂兵 1 9 8 6 ． ，男，湖南衡阳人，工程师，主要从事选矿工艺技术研究工作 万方数据 2 0 1 5 年第5 期田茂兵等康家湾矿选矿厂技术改造生产实践 5 3 类型。方铅矿、闪锌矿和黄铁矿具不均匀中粒嵌布 的特征，共生关系密切，为保证9 5 ％以上的方铅矿、 闪锌矿和黄铁矿获得解离，处理矿石时以选择一7 4 恤m 含量占7 5 ％的磨矿细度为宜。原矿多元素化学 分析结果见表1 。 表1 原矿多元素分析结果 T a b l e1M u l t i - e l e m e n ta n a l y s i sr e s u l t so f1 3 1 1 1 一o f - m i n eo r e ，‘％ 组分P b Z n C uC dT F eF e F e OF e 2 0 3S i O zT i 0 2A 1 2 0 3C a OM g oM n ON a 2 0K 2 0 PA sS C 0 2A u l A g1 烧失 组分 一 ” 1 烧失 ／q z 一 含量3 ．0 43 ．8 30 ．0 4 0 0 ．0 1 91 2 ．∞1 2 ．1 40 ．5 5 0 ．3 35 6 ．4 20 ．1 01 ．8 12 ．1 00 ．4 30 ．0 8 4 0 ．0 2 40 ．3 50 ．1 1n ．4 61 5 ．8 01 ．9 8 2 ．1 08 2 ．4 0 1 0 ．2 2 1 单位为s ／t ，下同。 2 原生产工艺流程及问题分析3 技术改造与实践效果 2 ．1 原生产工艺流程 碎矿流程采用三段一闭路破碎工艺，粗碎采用 P E 6 0 0 9 0 0 型复摆颚式破碎机，中碎、细碎分别采 用P Y B l 2 0 0 型标准圆锥磨机、P Y D l 7 5 0 型短头圆锥 磨机，检查筛分采用Z D l 5 3 0 型圆振动筛，筛孔尺寸 为i 6m m 1 6m m ，最终碎矿产品粒度为1 6m l n 。 磨矿流程采用一段闭路磨矿工艺，分4 个系列。 1 、2 系列分别由一台M Q G 2 7 0 0 3 6 0 0 型格子型球磨 机与一台2 F L G - 2 0 0 0 型螺旋分级机组成闭路，3 、4 系 列分别为1 台M Q Y 2 1 0 0 3 0 0 0 型溢流型球磨机与 一台2 F L G 一1 2 0 0 型螺旋分级机组成闭路，最终磨矿 产品细度为一7 4p , m 含量占5 8 ％。 浮选采用优先选铅锌硫混选锌硫分离工艺 流程。其中锌硫混选作业采用两次粗选、两次扫选 结构流程，锌硫分离采用一次粗选、两次精选、两次 扫选结构流程。最终得到铅、锌、硫三种精矿产品。 2 ．2 问题分析 1 在实际生产过程中，由于采取一段闭路磨矿， 加上磨矿供矿粒度偏大和磨矿给矿量不均匀导致磨 矿产品粒度粗，磨矿细度不稳定，目的矿物单体解离 度低，直接影响到铅锌选矿回收率的提高。 2 铅锌精矿互含较高，铅精矿中锌损失率高达 7 ％，是造成锌回收率不高的主要原因。 3 选矿厂产出的金主要赋存于硫精矿中，硫精 矿中金品位为5g ／t 左右，金回收率为4 0 ％，但由于 硫精矿产品质量偏低 品位为3 8 ％ ，在硫精矿深加 工过程中，金得不到有效回收，加之市场价格低迷， 严重制约着企业的经济效益。 4 选矿废水重金属离子污染严重，特别是铅含 量浓度一直在4m g ／L 以上，严重超过国家排放标 准。选矿厂采用聚合硫酸铁作为选矿废水处理絮凝 剂，但仍有小部分外排废水铅含量超标，对湘江流域 水质造成一定污染。 3 ．1 多碎少磨。提高磨矿细度 考虑到该矿方铅矿、闪锌矿和黄铁矿紧密共生 的特点，保证合格的磨矿细度对提高铅锌回收率尤 为重要心引。对康家湾矿石工艺矿物学研究发现，为 保证9 5 ％以上的方铅矿、闪锌矿和黄铁矿获得解离， 磨矿细度一7 4F m 含量占7 5 ％为宜。目前现状是磨 矿产品粒度一7 4I ．L m 含量仅占5 8 ％，远远达不到工 艺设计要求。2 0 1 2 年选矿厂在开展提高磨矿细度技 术攻关中，通过调查研究发现，制约磨矿细度的关键 是给矿粒度未达到要求一1 2m m 改造前为一1 6 m m 和一段磨矿分级效率低。针对这两个制约选矿 生产的瓶颈，选矿厂进行了优化改造 1 将破碎工序振动筛筛网尺寸从1 6m m 1 6 m m 缩小至1 2m m 1 2m m ，使破碎产品粒度从1 6 m m 降低至1 2m m ，破碎段总破碎比从3 1 提高至4 2 ， 达到了“多碎少磨”H 刮目的。同时，在生产过程中均 匀分配各段的生产负荷，合理调整破碎比，促使破碎 的总破碎比尽可能处于最优化。 2 球磨机磨矿介质由低铬球改为多合金高铬球 进行磨矿，该高铬球具有硬度高、耐磨性能好、用量 少的特点。在使用同一台磨机的情况下，球耗由低 铬球的2 ．7k g ／t 矿下降到1 ．2 7k g ／t 矿。磨矿效率 由0 ．0 5 2t ／k W h 提高到0 ．0 7 0t ／k W h ，分级效率 由5 3 ％提高至5 8 ％。这不仅降低了选矿成本，而且 为提高磨矿细度创造了良好条件。 3 磨矿工艺由一段闭路磨矿，改造为两段闭路 磨矿。一段闭路磨矿后，新增水力旋流器设备，水力 旋流器用于第一段磨矿产品的分级，最终进入浮选 的磨矿产品细度达到一7 4 岬含量占7 5 ％以上，实 现了目的矿物9 5 ％以上的单体解离，为浮选提供了 适宜的磨矿细度。技改前后磨矿工艺流程如图l 所 示，磨矿工段技改前处理能力为6 5t ／h ，磨矿细度为 一7 4 斗m 占5 8 ％；技改后处理能力提高到7 5t ／h ，磨 万方数据 5 4 有色金属 选矿部分2 0 1 5 年第5 期 矿细度为- 7 4I z m 占7 5 ％。浮选生产指标对比如表2 所示。 表2 T a b l e2 浮选生产指标对比 C o m p a r i s o no ff l o t a t i o np r o d u c t i o nt a r g e t s ，‰ 时问 兰] P [ b 二互Z n 兰夏A u I I A 9 1 ] P [ b 二型Z n 竺互A uI A g 原矿 3 ．0 43 ．8 32 ．1 08 2 ．4 01 0 0 ．01 0 0 ．01 0 0 ．01 0 0 ．0 广一一一一一一一一一一一1 原矿 l 卜一技改前 I 合格溢流 一7 4 “m 占7 5 ％ 图l技改前后闭路磨矿原则流程 F i g ．1 I m p r o v e dt h ec l o s e d - c i r c u i tg r i n d i n gf l o w s h e e t 表3 T 糊e3 技改后，球磨机处理量比原来有了较大的提高， 磨矿产品粒度比原来细得多，浮选生产指标改善非 常显著，铅锌精矿互含降低，铅锌精矿回收率提高， 特别是贵金属金、银得到大幅度有效回收，为选矿厂 创造了巨大的经济效益。 3 ．2 硫精矿提质流程改造 3 ．2 ．1 试验阶段技术成果 针对硫精矿质量差的现状，在参考了大量资 料ⅢⅥ的基础上，选矿厂对多种提质方案进行了试 验研究，通过一系列深入研究和比较，最终确定采用 锌硫混选再精选后锌硫分离试验方案。试验结果见 表3 ，试验工艺流程见图2 。从试验结果来看，硫精 矿品位4 7 ．7 7 ％，回收率4 4 ．4 2 ％，该试验流程优点 在于工艺简单，锌硫分离后即为硫精矿，不需要再加 硫酸调p H 精选，其品位已达到期望指标。 锌硫开路试验结果 R e s u l t so fz i n c s u l p h u rf l o t a t i o no p e n c i r c u i tt e s t／％ 3 ．2 ．2 工业生产阶段技术成果 在硫精矿提质试验取得成效的基础上，选矿厂 对锌硫混选作业内部流程结构进行改造，由两次粗 选、两次扫选流程改造为一次粗选、两次精选、三次 扫选流程，从而提高锌硫混合精矿质量，为硫精矿提 质创造了条件。硫精矿提质流程改造后，其硫品位 由3 8 ％提高到4 5 ％以上，产量达到7 万t ／a ，硫精矿 中的金在深加工过程中得到了有效综合回收，新增 利润5 0 0 余万形a 。 3 ．3 采用组合药剂净化处理选矿废水 康家湾矿选矿厂每天产生废水45 0 0t ，该废水中 主要含铅、锌、铜、镉、砷、C O D 、S S p H1 1 以及油类、 残余黑药、黄药等，其中铅、锌重金属离子超标严重。 废水处理主要添加1 0 ％聚合硫酸铁溶液，聚合硫酸铁 虽然具有反应速度快、生成絮块强大、沉降速度快等 特点，但仍未能有效去除废水中的部分铅金属离子， 同时对油类、残余药剂的处理情况也不理想。 J 一 旋 -。．．。．．．．。．L 万方数据 2 0 1 5 年第5 期田茂兵等康家湾矿选矿厂技术改造生产实践 5 5 锌精矿 垄笪罕笙鳖蓥鬻菱嚣呙‰面。 、。沉 混合I 精选I ⋯7 尸号气 锌J 粗选混合精选中矿 弓芎 锌扫I 中矿 硫精矿 图2 锌硫开路试验流程 F i g ．2 F l o w s h e e to fo fz i n c s u l p h u rf l o t a t i o n o p e n c i r c u i tt e s t 硫化物沉淀法是常用的一种去除废水中重金属 离子的方法，具有去除率高、可分步沉淀、泥渣中金 属品位高而便于回收利用，且沉渣体积小、含水率 低、适应p H 范围广等优点。由于硫化铅的溶度积为 8 1 0 ～，因此添加硫化钠可以比较完全地去除水中 的铅离子。反应方程式如下 N a 2 S P b 2 N a P b S 沉淀 康家湾矿选矿厂采用硫化钠和聚合硫酸铁组合 药剂处理选矿废水，不同废水处理药剂对选矿废水 的净化结果见表4 。由表4 可知，组合药剂产生了较 好的“协同效应”作用，有效地去除了废水中的重金 属离子，特别是铅离子，实现了选矿废水的达标排 放，创造了良好的环境效益。另外选矿厂将部分外 排废水返回至备用水池，用作脱水层各台砂泵补加 水及铅锌压滤机房冲洗水，每年可节约新水3 0 万t ， 节约新水费用1 0 万元。选矿废水循环利用，不仅减 少了对湘江流域水质的污染，而且降低了选矿成本， 实现了经济效益和环境效益二者的统一。 表4不同废水处理药剂对选矿废水的净化结果 T a b l e4T h ep u r i f i c a t i o nr e s u l t so fd i f f e r e n tw a s t e w a t e rt r e a t m e n tm e d i c a m e n tf o rb e n e f i c i a t i o nw a s t e w a t e r ／ m g L ‘1 4结论 近几年来，康家湾矿选矿厂通过不断对工艺条 件、工艺流程结构和废水处理药剂进行广泛的分析、 研究和优化改造，不仅工艺技术水平提高，而且在矿 石品位逐年下降、矿石可选性变差的不利情况下，获 得了较好的选别技术指标，每年累计创效10 0 0 万余 元。同时，部分外排合格废水得到循环利用，有效减 少了对环境的污染，产生了较好的环境效益。 参考文献 [ 1 ] 房建国，龚毅．康家湾矿深部难采矿体开采优化设计与 实践研究[ J ] ．金属材料与冶金工程，2 0 1 2 4 3 0 - 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