某复杂硫化铜矿选矿厂工艺改造实践.pdf

1 0 有色金属 选矿部分2 0 0 7 年第2 期 某复杂硫化铜矿选矿厂工艺改造实践 程平轩 江西铜业公司城门山铜矿，江西九江3 3 2 1 0 0 摘要流程考察结果表明，原工艺流程存在许多制约选矿指标提高的因素。针对存在的问题，结合矿石性质特 点，从选矿T 艺、流程结构和药剂制度等方面进行探索研究，提出“快速浮选一中矿选择性再磨”新工艺。经对现场流程 进行新一I 艺改造，并开展1 _ 业试验，所获选矿指标先进，铜精矿品位、选铜回收率、硫精矿品位、选硫回收率分别为 2 6 ．3 3 ％、8 3 ．1 7 ％、3 5 ．1 8 ％、5 9 ．5 8 ％，实现了全面达标。 关键词复杂硫化铜矿石；选矿1 艺；研究改造；T 业试验 中图分类号T D 9 5 2 ．I 文献标识码A 文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 0 7 0 2 0 0 1 0 0 3 江西北部某复杂硫化铜矿选矿，一，于2 0 0 0 年7 月建成投料试车，由于没有合格人选矿石，2 0 0 2 年 才正式投入试生产。经过三年时间的生产实践，各项 选别指标稳步增长，但铜硫选矿回收率与设计值相 比仍有较大差距。 该选矿厂日处理矿石1 2 0 0 t ，采用“一段磨矿、优 先选铜、铜尾选硫”工艺，获铜精矿和硫精矿产品。实 践表明，该工艺由于存在自身的不足，使得进一步提 高选别指标的空间极小。为探索进一步提高选别指 标的有效途径，我们从选矿工艺、流程结构和药剂制 度等方面进行研究，并依据研究成果对选矿厂工艺 流程进行改造，取得较满意效果。工业试验期间 2 0 0 5 年8 ～1 0 月 主要选矿技术指标与历年主要生 产技术指标、设计指标比较见表1 。 表1 主要生产指标、试验指标、设计指标对比／％ T a bl T h ec o m p a r i s o no fm a i np r o d u c t i o ni n d e x ， t e s ti n d e x ，d e s i g ni n d e x ／％ 淤嚣嚣熬，躲备注年份＼品位 品位 回收率／回收率 8“ 囊 2 0 0 22 0 ．4 57 2 ．3 3 未选硫 2 0 0 32 0 ．3 47 6 ．0 3未选硫 2 0 0 42 1 ．5 83 4 ．6 27 8 ．2 32 2 ．9 5 试验指标2 6 ．3 33 5 ．1 88 3 ．1 75 9 。5 8 设计指标 1 8 ．o o3 6 ．0 08 0 ．o o5 0 ．0 0 1 原工艺存在问题 为分析研究工艺流程存在的问题，我们对工艺 流程进行了全面考察，发现工艺流程中存在许多制 约选矿指标进一步提高的因素。 1 ．1 磨矿流程 收稿日期2 0 0 6 1 1 - 0 9 作者简介程平轩 1 9 6 4 一 ，男，江西彭泽人，选矿厂高级工程师。 磨矿流程采用半自磨 球磨工艺，一段球磨与水 力旋流器构成闭路。取磨矿分级溢流产品进行检测、 分析，结果发现，铜矿物单体解离度为5 4 ．5 ％， 一7 4 1 z m 粒级占7 0 ．3 7 ％，一2 5 斗m 粒级占4 2 ．5 4 ％。从单 体解离度情况看，一段磨矿后，铜矿物未得到充分单 体解离，严重影响选别指标的进一步提高，因此要细 磨；而粒度分析结果表明，一2 5 1 x m 粒级所占比例较 大，如果进一步细磨，势必导致细粒级矿物过磨的现 象，也不利于选别指标的提高。那么，既要使铜矿物 连生体充分单体解离，又不致于使铜矿物产生过磨， 就必须采用阶段磨矿，对连生体部分进行选择性再 磨。 1 ．2 浮选流程 浮选流程采用优先选铜、铜尾矿选硫工艺，经三 次粗选、两次扫选、四次精选获得铜精矿产品；铜尾 矿经旋流器脱水和两次粗选、一次精选获得硫精矿 产品。 1 ．2 ．1 优先选铜工艺严重制约选硫指标的提高 优先选铜工艺通过添加大量石灰抑硫浮铜，矿 浆p H 值达1 2 以上，选铜尾矿中的硫矿物受到严重 抑制，仅将铜尾矿经旋流器脱去部分碱性水后，直接 用丁基黄药选硫，未对硫矿物采取任何活化措施，选 硫回收率难以提高。由于矿山无足够的酸性水可供 利用．因此要从根本上提高选硫指标，必须改变优先 选铜的工艺。 1 ．2 ．2 药剂制度不合理，影响铜硫分离效果 采用松醇油作抑制剂、丁基黄药和丁基铵黑药 为捕收剂、适当添加硫化钠调整剂的药剂制度难以 有效实现铜硫分离，影响选铜指标的进一步提高。 万方数据 2 0 0 7 年第2 期 程平轩某复杂硫化铜矿选矿厂工艺改造实践 1 l 1 松醇油反应滞后、起泡性能差、质量不稳定， 造成流程波动大。 2 丁基黄药和丁基铵黑药混合用药，在高碱度 矿浆中不能发挥应有作用。丁基黄药捕收能力强，对 铜、硫两种矿物都具有捕收作用。一方面用大量石灰 抑制硫矿物，另一方面添加的丁基黄药对硫矿物又 有浮游作用，因此造成大量丁基黄药被浪费，且达不 到抑硫浮铜的预期目的。 3 添加少量硫化钠对硫化铜矿物的活化效果 不明显。试验表明，硫化钠用量较大时对氧化铜矿物 具有一定的活化作用。但部分被铜离子活化的黄铁 矿也被活化上浮，不利于铜硫分离。 1 ．2 _ 3 流程结构长，铜精矿质量不稳定 数质量流程图计算显示，中矿循环量过大，中间 作业选矿指标差，铜精矿作业虽次数多但富集比不 高，且大量的中矿循环造成铜精矿质量不稳定。由此 可见，流程结构存在较大问题。 2 矿石性质 选矿厂处理的矿石来自7 号铜矿体，主要含铜 矿物为蓝辉铜矿、辉铜矿，其次是黄铜矿、铜蓝和斑 铜矿。 铜矿物嵌布特征复杂，蓝辉铜矿、辉铜矿以粒状 浸染于脉石矿物中，或与黄铁矿相互镶嵌于脉石矿 物中，或沿粉沙状黄铁矿粒间充填交代；蓝辉铜矿沿 黄铁矿裂隙充填，黄铁矿中有黄铜矿和斑铜矿包体， 蓝辉铜矿交代黄铜矿并与黄铁矿相互镶嵌，辉铜矿 交代黄铁矿呈反应边结构，蓝辉铜矿中散布许多小 颗粒状的黄铁矿；铜蓝与脉石矿物镶嵌。 硫化铜矿物粒度范围为0 ．0 0 3 。1 ．O m m ，以中、细 粒嵌布为主，矿石氧化程度愈深，硫化铜矿物粒度愈 细；黄铁矿粒度范围为0 ．0 0 5 ～1 ．5 m m ，以粗、中粒嵌 布为主。 表2原矿多元素分析结果／％ T a b2 M u l t i - e l e m e n t a r ya n a l y s i sr e s u l t so fr u n o f _ m i n eo r e ／％ 垂耋生生生壁 含量 2 ．0 61 2 ．9 9 0 ．0 6 9 ∥t3 ．8 5 ∥t 11 ．9 6 表3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 e ／％ 相别次生硫化铜原生硫化铜自由氧化铜结合氧化铜总铜 分布率 1 ．3 8 00 ．3 7 20 ．0 6 00 ．2 4 82 ．0 6 0 氧化率 1 4 ．9 5 次生率6 6 ．9 9 原矿多元素分析和铜物相分析结果见表2 、表3 。 3 新工艺研究 根据工艺流程现状和矿石性质特点，我们从流 程结构、选矿工艺和药剂制度等方面进行探索研究。 3 ．1 再磨工艺试验 在磨矿时间分别为3 r a i n 、4 m i n 、5 m i n 2 0 s 时， 一4 3 1 山m 产率分别为6 0 ．5 ％、6 2 ．5 ％、7 0 ．7 ％，根据镜下 铜矿物单体解离度测定结果，再磨时间为5 m i n 2 0 s 时，铜矿物单体解离最为充分，单体解离度达 7 0 ．8 ％，比一段磨矿产品铜矿物单体解离度高 1 6 ．8 ％。 再磨工艺闭路试验结果显示，粗精矿再磨与不 再磨比较，铜精矿品位增加2 ．6 5 ％，金、银回收率分 别增加7 ．3 7 ％、2 ．2 9 ％，且选铜回收率不受影响，这说 明粗精矿经再磨后，铜矿物连生体进一步得到解离， 为实现铜硫有效分离创造了条件。因此，采用粗精矿 再磨工艺是提高选别指标非常有效的措施。 3 ．2 快速浮选工艺试验 矿石主要含铜矿物为辉铜矿和蓝辉铜矿，可浮 性较好。根据“早收快收”原则，快速浮选工艺一步在 低碱度 p H 7 ．5 ～8 ．5 矿浆中，利用选择性强的A P 捕 收剂将易浮的次生铜矿物和单体铜矿物快速回收； 二步将其它连生体铜矿物进行再磨，单体进一步得 到解离，然后在高碱度 p H I1 ．5 以上 矿浆中用丁基 黄药浮铜，实现铜硫矿物的有效分离，在保证产出合 格铜精矿产品的前提下，最大限度提高选铜回收率。 铜硫分离后的尾矿即可成为合格的硫精矿。 快速浮选工艺与原工艺比较，各项选矿试验指 标都有较明显提高铜精矿品位提高4 ．2 8 ％，铜、硫、 金、银选矿回收率分别提高1 ．2 3 ％、2 0 ．0 ％、8 ．9 5 ％、 3 ．4 5 ％。从试验结果看，采用快速浮选工艺能达到提 高铜精矿品位的目的，并最终稳定提高铜及其伴生 元素选矿指标。 3 ．3 闭路试验 通过条件探索试验，推荐快速浮选工艺流程，如 图1 所示。 小型闭路试验结果为，铜精矿含铜2 2 ．6 7 ％，选 铜回收率8 7 ．1 2 ％；硫精矿含硫3 9 ．3 6 ％，选硫回收率 7 4 ．5 6 ％。试验结果较为理想，主要选矿指标均超过设 计值。 4 工业试验 万方数据 1 2 有色金属 选矿部分 2 0 0 7 年第2 期 图1 新工艺流程 F i g 1N e wf l o w s h e e t 依据小型试验所推荐工艺流程，对现场流程进 行改造，并在现场进行为期三个月的工业试验。试验 分为流程调试期和试验稳定期两个阶段。流程调试 期间，新工艺应用中暴露了许多问题，严重影响工业 试验的J I 顷, N 进行，为此，对这些问题进行了逐一整 改，为在试验稳定期发挥新工艺优势、实现预定目标 创造了条件。 4 ．1 硫精矿浓缩前脱泥 原工艺的硫精矿脱水，采用浓密机 陶瓷过滤机 二段脱水流程。新工艺使用再磨流程后，硫精矿粒 度变细，造成浓密机跑浑严重，且陶瓷过滤机滤饼厚 度明显变薄，设备能力显得严重不足，同时硫精矿产 品含水率高达1 7 ％一1 8 ％，严重超标，生产无法正常 进行。 为解决这一问题，我们采用水力旋流器将硫精 矿在浓缩前进行预脱泥，脱泥后，陶瓷过滤机效能明 显提高，硫精矿含水率也下降至8 ％～1 0 ％，低于标 准，同时消除了硫精矿浓密机跑浑现象。 4 ．2 石灰添加系统改造 新工艺对石灰添加的要求很严格，要求能对p H 值进行准确控制。而原石灰添加系统设计不合理，无 法按工艺要求控制石灰添加量，浮选过程极不稳定。 为此，对石灰添加系统进行改造，新石灰添加系统投 入使用后，能准确控制石灰用量，满足工艺对p H 值 的要求，达到了预期效果，为浮选工艺过程的稳定创 造了条件。 4 ．3 一步粗选捕收剂的应用 一步粗选按试验推荐的A P 捕收剂添加，作业 回收率低，对铜的综合回收带来较大影响。经过分 析，认为A P 选择性好，但对次生铜矿物的捕收能力 不够。对于以辉铜矿为主的次生铜矿物，采用具有一 定选择性且捕收能力较强的丁基铵黑药取代A P 可 提高一步粗选回收率。经工业应用，丁基铵黑药在一 步粗选作业表现出较好的选择性捕收性能，一步粗 选精矿铜品位稳定在1 5 ％左右，一步铜回收率由原 来3 0 ％提高至6 0 ％，能满足快速回收单体铜矿物和 富铜连生体的需要。 4 ．4 工艺参数调优 试验期间，分别对一段p H 值、一步和二步捕收 剂用量、起泡剂用量、石灰分配及用量、二段丁基铵 黑药用量等工艺参数进行调优，浮选指标达到较好 水平。工业试验主要选矿技术指标见表l 。从表1 看 出，新工艺试验指标与历史最好水平的2 0 0 4 年生产 指标相比，铜精矿品位、选铜回收率、硫精矿品位、选 硫回收率分别提高4 ．7 5 ％、4 ．9 4 ％、0 ．5 6 ％、3 6 ．6 3 ％，且 全部超过设计指标。 5结语 1 ．流程考察结果表明，原工艺流程在选矿工 艺、流程结构、药剂制度等方面都存在问题，对矿石 性质的适应性不强，难以满足进一步提高选矿指标 的需要。 2 ．采用快速浮选一中矿选择性再磨工艺，主要 选矿技术指标均有较大幅度提高，与优先选铜工艺 相比，铜精矿品位、选铜回收率、硫精矿品位、选硫回 收率分别提高4 ．7 5 ％、4 ．9 4 ％、0 ．5 6 ％、3 6 ．6 3 ％，全面实 现了达标。 3 ．新工艺流程生产过程稳定，适应性强，流程 结构合理。一、二步分工明确，一、二段相互影响小， 整个流程操作简便，对矿石性质变化的适应性明显 提高。该选矿厂工艺流程改造效果显著，达到了预 期目的。 参考文献 [ 1 ] 江铜技术中心矿山部，江铜集团城门L L I 铜矿．提高城门 山铜矿选矿指标研究[ R ] ．2 0 0 4 ，1 2 ． [ 2 ] 江铜技术中心矿山部，江铜集团城门山铜矿．提高城门 山铜矿铜硫回收率工业试验报告[ R ] ．2 0 0 5 ，1 2 ． 下转第1 5 页 万方数据 2 0 0 7 年第2 期杨自然宝山西部铅锌矿混合矿生产现状与选别技术改造 1 5 可以减少锌在硫精矿中的损失，锌的回收率要提高 1 ．8 7 ％。3 ．8 7 ％，虽然锌的品位比先混浮分离的锌品 位要略低，但锌精矿品位在精选时通过加强操作可 以弥补。在浮锌之后采用硫酸或硫酸亚铁活化黄铁 矿浮硫，硫的回收率也有明显的提高，从现场的设备 配置来看，先浮锌、再浮硫也是完全可行的，对原有 流程只须改进泡沫槽和精矿管、回路管的走向即可 实现。 3 经济效益评估 西部铅锌矿混合矿小型试验中采用铅粗精 磨、产出部分铅锌混合精矿、优先浮铅再浮硫的 矿再 流程 结构，技术上具有一定的先进性。经过改造后，现场 指标如果能达到或接近试验指标，经济效益是十分 显著的，以下是经济效益对比。 品位2 9 ．1 5 ％；回收率铅9 ．4 1 ％，锌1 1 ．8 0 ％；铅总回收 率8 4 ．6 ％，锌总回收率7 4 ．4 ％，银在铅锌精矿中的总 回收率为7 5 ．3 4 ％；硫精矿回收率为5 1 ．0 9 ％。根据 2 0 0 5 年铅锌市场平均销售价格铅7 1 0 0 元／t 金属量， 锌8 2 0 0 元／t 金属量，银1 ．6 5 元／g ，硫精矿1 3 8 元／t 折 合 3 5 ％ 计算，处理1 t 西部铅锌矿的销售收入为 5 3 8 元，同比增加6 4 ．5 元，即每处理1 t 西部铅锌矿 要多盈利6 4 ．5 元，如果每年按1 0 万t 处理量计算， 则每年多增盈利6 4 5 万元，因此经济效益是十分可 观的。 参考文献 [ 1 ] 胡熙庚．有色金属硫化矿选矿[ M ] ．北京冶金工业出 版社，1 9 8 4 ，3 5 0 2 7 1 攻关试验闭路试验结果如下铅精矿品位 [ 2 ] 许时．矿石可选性研究[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 8 1 ． 5 9 ．4 5 ％、含锌5 ．6 3 ％、铅回收率7 5 ．1 9 ％；锌精矿品位 4 6 ．6 3 ％、含铅1 ．7 6 ％。混合精矿中铅品位1 9 ．5 8 ％、锌 [ 3 ]马振华，潘新章．搅拌磨微粉碎粒度分布规律的研究 [ J ] ．南京化工学院学报，1 9 9 1 2 1 - 6 T H EP R E S E N TP R o D U C T I o No FT H EM I X E Do R E L E A DA N DZ I N C I N T H EW E S To FB A o S H A NA N DT H ET E C H N I C A LI N N o V A T I o NR E S E A R C H A B o U TT H EM I N E R A LS E P A R A T I o N l 翟ⅣGZ i r a n B a o s h a nM i n i n gI n d u s t r yL i m i t e dC o m p a n y ，C h e n z h o uH u n a n4 2 4 4 0 2 ，C h i n a A B S T R A C T I n t r o d u c et h ep r e s e n tp r o d u c t i o no fm i x e do r e 1 c a da n dz i n c ，s h o wt h ep r o b l e m sw h i c hn e e dt ob e s o w e d ．D i s c u s st h es y s t e mo ft h em i n e r a lw e p a r a t i o n 1 e a da n dz i n c ，e x p o u n dt h ef e a s i b i l i t i e sa n d n e c e s s i t i e so ft e c h n o l o g i c a lp r o c e s s ．d i s c u s st h ee c o n o n l i cb e n e f i t sa f t e ri n n o v a t i o n ． K E YW O R D S m i x e do r e ；p r e s e n t p r o d u c t i o n ；t e c h n i c a li n n o v a t i o n ；r e g r i n d ；d i f f e r e n t i a li l o a t a t i o n ； m i x e dc o n c e n t r a t e { 岔 岔 岔 岔 岔 岔 岔 岔 命 岔 岔 岔 岔 岔蛉∥弛疗影“％也个。僦／0 0 0 O 0 0 0 0 0 0 O 0 O0o 0 O 0 O 0 0 0 0 上接第1 2 页 T H EP R o C E S SU P G R A D Eo FAC o M P L E XS U L F I D EC o P P E R B E N E F I C I A T I O NP L A N E C H E N GP i n g x u a n C h e n g m e n s h a nC o p p e rM i n eo fJ i a n g x iC o p p e rI n d u s t r yC o r p o r a t i o n ，J i u j i a n gJ i a n g x i 3 3 2 1 0 0 ，C h i n a A B S T R A C T T oa n a l y z et h ep r i m a r yw a y ．t h er e s u l ts h o w saf a c t t h a ts o m ef a c t o r sl i m i tt oi m p r o v et h ei n d e xo f t h eb e n e f i c i a t i o ni nt h ef o r m e rm e t h o d ．I no r d e rt os o l v e t h e s ee x i s t e n tp r o b l e m ，t h i sp a p e rb r i n g sf o r w a r d an e wm e t h o dn a m e d ”f a s tf l o a t a t i o n o p t i o n a lm i l lf o rt h em i d d l eo r e ”b ym e a n so fc o m b i n i n gt h eo r e c h a r a c t e r i s t i cw i t hr e s e a r c h i n gi nt h e s ef a c t o r ss u c ha st h eb e n e f i c i a t i o nf l o w ，t h es t r u c t u r eo ft e c h n i q u e ， t h em e d i c a m e n ts y s t e me t c ．V i ac a r r y i n go u tt h en e wm e t h o di nl o c a la n dp r a c t i c i n gt h ei n d u s t r i a l e x p e r i m e n t ，t h em e t h o dc a nb e e np r o v e ds u c c e s s f u l l y f r o mt h e s e p a r a m e t e ra sf o l l o w s t h er a n k o ft h e c o n c e n t r a t e dc o p p e r ，t h er e c l a i m e dr a t i oo fc o p p e r ，t h er a n ko ft h ec o n c e n t r a t e do f s u l f u ra n dt h e r e c l a i m e dr a t i oo fs u l f u ri S2 6 ．3 3 ％，8 3 ．1 7 ％，3 5 ．1 8 ％，a n d5 9 ．5 8 ％r e s p e c t i v e l y ． K E YW O R D S c o m p l e xs u l f i d ec o p p e ro r e ；b e n e f i c i a t i o np m c e s s i n g ；r e s e a r c h ；r e b u i h ；t h ei n d u s t r i a le x p e r i m e n t 万方数据