提高城門山銅礦選硫回收率的生產實踐

彭俊波

(江西銅業集團公司城門山銅礦,江西九江 332100)

提高城門山銅礦選硫回收率的生產實踐

彭俊波

(江西銅業集團公司城門山銅礦,江西九江 332100)

在對城門山銅礦選礦廠現場生產進行調研的基礎上,采取各項技術措施、調整磨礦浮選工藝條件,改進脫泥旋流器,優化硫精礦脫泥參數,選硫指標逐步提高,選硫總回收率從39.89%提高到53.54%。另外浮選工藝條件的改善,也促進了銅回收率的提高,月累計銅精礦回收率82.41%,比改進前提高了0.90%個百分點。

技術措施;脫泥;旋流器;硫回收率

江西銅業集團公司城門山銅礦選礦廠2001年12月28日正式建成投產設計處理量為1 200 t/d,開采礦石為7#礦體次生富集帶,主要系含銅班巖的氧化礦和混合礦,銅品位較高,在生產頭2年內原礦含硫較低,回收價值不大,故投產初期未起動硫浮選系統的建設,隨著礦石開采加深,含銅班巖礦礦石、含銅黃鐵礦礦石和含銅矽卡巖礦礦石以及少量含銅角礫巖礦礦石呈犬牙交叉相互穿插,原礦中銅品位逐漸下降,硫原礦品位上升很快,達15%～20%,且市場的硫價格十分看好,于是2003年12月城門山銅礦起動硫浮選系統建設,并于2004年3月正式負荷試車,獲得成功。2004年4月對硫浮選系統進行了改造,通過小型試驗優化浮選工藝條件,保證了硫精礦的質量,提高了硫的回收率。2005年城門山銅礦根據礦石性質的特點,在借鑒吸收先進選礦工藝和充分試驗研究的基礎上,對原工藝流程進行了改造,采用了“優先-混合分步浮選,中礦可選擇性再磨”新工藝,提高了選礦指標,但隨著7#礦體開采完后,根據采礦生產布局,開采10#、15#礦體,原礦銅硫品位急劇下降,礦體上部為半風化礦帶,原礦含泥量大,選硫回收率明顯下降;針對這一情況,城門山銅礦積極探索提高選硫回收率的有效途徑,根據城門山銅礦礦石性質的特點,通過對現場生產進行調研,找出流程中的不足,采取相應的各項技術措施、改進脫泥旋流器,優化硫精礦脫泥參數,選硫指標逐步提高,選硫回收率從39.89%左右提高到53.54%左右,促進了銅回收率的提高,取得了良好的經濟效益。

1 礦石性質

城門山銅礦是以銅硫為主,伴生有金銀等多種有用元素的大型多金屬礦床。礦體賦存在碳酸鹽、碎屑鹽和巖漿巖的內外接觸帶中,礦石總儲量2.2億t,尚有數量可觀可綜合利用的表外礦。礦體埋藏較淺,裂隙構造、接觸構造均較發育。

城門山銅礦礦石性質復雜,礦物種類多。已知礦石礦物達70余種,性質復雜,主要金屬礦物有黃鐵礦、黃銅礦、輝銅礦、藍輝銅礦、斑銅礦、銅藍、硫砷銅礦、砷黝銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、輝鉬礦、毒砂、孔雀石、藍銅礦、磁鐵礦、赤鐵礦、自然銅等,脈石礦物主要有石英、石榴石、方解石、長石和高嶺石等。礦石結構以結晶粒狀結構為主,假象、次文象、文象蠕蟲狀結構少見。礦石構造以塊狀、浸染狀、細脈浸染狀3種為主,另有松散狀、角礫狀、條帶及似條帶狀、環狀構造等[1]。

1.1 原礦多元素分析

原礦多元素分析結果列于表1。

表1 原礦多元素分析結果 %

1.2 原礦化學物相分析結果

原礦化學物相分析結果列于表2。

表2 原礦化學物相分析結果 %

1.3 礦物組成

城門山銅礦礦石中主要有用礦物有黃鐵礦、藍輝銅礦、輝銅礦、黃銅礦、孔雀石和閃鋅礦等;脈石礦物主要以石英、絹云母為主,其次是高嶺石、綠泥石等粘土類礦物。

2 工藝流程

城門山銅礦積極探尋提高銅硫選礦回收率的有效途徑,結合本礦礦石性質的特點,在消化吸收先進選礦工藝和充分試驗研究的基礎上,采用“優先-混合分步浮選,中礦選擇性再磨”工藝,如圖1所示,即把部分可浮性較好的銅礦物優先浮選分離出來,得到“一步銅粗精礦”;然后把可浮選的銅、硫礦物一起浮出,得到“混合粗精礦”;對混合粗精礦進行銅、硫分離,即分離浮選,得“二步銅粗精礦”,分離浮選的尾礦經脫泥得硫精礦;“一步”、“二步”銅粗精礦共同進入精選得銅精礦,二步尾礦經過脫泥后得硫精礦。

3 現狀調查

3.1 一段磨礦

由于礦石風化嚴重,可磨性好,容易出現過磨現象。球磨溢流篩析結果列于表3。

表3 球磨溢流篩析結果

從表3可以看出,由于礦石含泥量大、易磨,容易出現過磨現象,礦泥容易夾帶到粗精礦中,對后續再磨、分選及脫泥有一定影響。

圖1 浮選工藝流程

3.2 一段浮選

一段浮選銅回收率正常,但硫回收率較低(見表4),尤其是2月份硫回收率僅55.53%,3月份硫回收率提高85.43%,但與工藝要求(90%～95%)仍有較大差距。

一段硫回收率較低,主要原因是礦漿pH值偏高,硫鐵礦受到明顯抑制,由于硫鐵礦不能充分上浮,粗精礦泡沫粘而空,礦泥夾帶現象嚴重,增加了脫泥難度。根據現場了解的情況,2～3月以來,一段浮選不加石灰或添加少量石灰時,礦漿pH值就達到9左右甚至更高,硫鐵礦明顯受到抑制,操作人員根本就沒有辦法調節礦漿pH值,這種情況以前很少出現。綜合城門山銅礦礦石性質和生產特點,近期礦漿pH值偏高,主要原因是回水pH值較高。

表4 2～3月一段銅硫回收率 %

3.3 再 磨

由于一段磨礦產品過細、一段浮選硫未充分上浮,粗精礦需要細磨的粒級含量較少,再磨作業容易出現過磨現象。

3.4 二段浮選

從現場觀察的情況看,二段石灰用量過大,不利于銅回收率提高。另外,由于二段石灰用量過大,大量石灰通過廠前回水補加到一段浮選,造成一段浮選pH值偏高,而且難以控制。

3.5 旋流器脫泥

針對旋流器脫泥效果的問題,現場技術人員對脫泥作業取樣考查,考查數據列于表5、表6,由于二段尾礦礦泥含量高,經過一次脫泥后,沉砂(即硫精礦)仍夾帶大量礦泥,硫精礦過濾十分困難,不得不增開二次脫泥(沉砂再脫泥),采用二次脫泥后,脫泥作業硫回收率由原來75%～80%左右下降到65%左右,硫精礦總回收率明顯下降。考查結果表明,旋流器脫泥效果欠佳,主要原因有:

1.給礦濃度低。由于浮選、再磨補加水過大,造成給礦濃度低,僅10%左右,特別是當原礦含硫低、一段硫未充分上浮時,這一問題更為嚴重。由于給礦濃度低,沉砂濃度只有20%～30%,礦泥夾帶十分嚴重,給硫精礦過濾帶來較大影響。

2.給礦粒度細。由于粗精礦夾帶大量礦泥、再磨過磨現象較為嚴重,二段尾礦-0.038 mm粒級含量70%～80%,其中-10μm粒級含量高達40%～50%,部分硫鐵礦因粒度過細(泥化)而損失到溢流中,造成脫泥作業回收率較低。

3.由于現場壓力表故障,給礦壓力不穩,經常出現打空泵現象,對脫泥效率影響大。

4.部分旋流器內襯磨損嚴重,分級效果較差,精礦品位和回收率都低。

表5 脫泥作業取樣考查結果 %

表6 脫泥作業取樣考查結果 %

4 技術措施

通過上述現場調查分析,針對目前選硫指標偏低的原因,采取以下措施:

1.降低一段浮選pH值。通過減少二段石灰用量、利用采礦場酸性水降低回水pH值(進高效濃密機)兩項措施,將一段浮選pH值從原來9左右降低到7～8。

2.適當降低球磨、再磨鋼球充填率,減少過磨現象。

3.減少浮選消泡水和再磨沉砂箱補加水量,將二段尾礦濃度從目前10%提高15%。

4.加強旋流器的操作維修,一方面修復給礦壓力測試儀表,通過調節砂泵轉速和旋流器開啟臺數,嚴格控制旋流器給礦壓力;另一方面定期檢查旋流器內襯磨損情況,發現問題及時處理。

5.開展試驗研究,優化旋流器脫泥工藝參數,尋找新型高效脫泥設備,提高脫泥效率,力爭在原礦硫品位較低的情況下(4%左右),采用一次脫泥滿足硫精礦過濾需要。

5 旋流器脫泥試驗

選廠對脫泥旋流器組進行全面檢查,更換其中磨損嚴重的內襯和沉砂嘴,并選定設備狀況較好的5#Ф250旋流器做試驗,并將2臺海王牌 FX150旋流器安裝在7#旋流器位置。在相同給礦壓力、給礦粒度、給礦濃度條件下,比較兩種旋流器的脫泥效果,同時摸索其適宜的工藝操作參數。試驗結果列于表7。

從表7可以看出:(1)Φ150旋流器比Φ250旋流器的脫泥效果好,一次脫泥能滿足硫精礦過濾的需要;(2)適宜的工作參數:給礦壓力控制在0.20 MPa較為合適,給礦濃度15%左右,Φ150旋流器、22 mm沉砂口。

表7 兩種旋流器工藝參數優化試驗數據

6 效 果

隨著上述技術措施的實施,磨礦浮選工藝條件調整,一段硫回收率明顯提高,二段尾礦濃度低、泥化嚴重的問題也有所好轉,為旋流器脫泥作業創造了條件;同時旋流器脫泥試驗摸索的工藝操作條件,也為規范、指導脫泥作業的操作提供了依據,從而使脫泥效果得到明顯改善,脫泥回收率提高到85%左右。前后生產指標對比情況列于表8。

表8 前后生產指標對比

從表8可以看出,磨礦浮選工藝條件調整到位,硫精礦脫泥參數優化,選硫指標明顯提高,5～9月與2～3月相比,在原礦硫品位下降0.6%的情況下,硫精礦回收率提高了13.65%。另外浮選工藝條件的改善,也促進了銅回收率的提高,月累計銅精礦回收率82.41%,比改進前提高了0.90%。

7 結 語

針對城門山礦石含泥量大、硫品位偏低的問題進行了全面的現場調查,采取了一系列的現場技術措施。通過調整磨礦浮選工藝條件、改進脫泥旋流器,優化硫精礦脫泥參數,硫精礦回收率明顯提高,生產指標表明,選硫回收率從 39.89%提高到53.54%,硫精礦回收率提高了13.65%,取得了良好的經濟效益。

[1] 北京礦冶研究總院.城門山銅硫礦選礦工藝流程驗證試驗[R].北京:北京礦冶研究總院,1997.

The Practice of Improving the Recovery of Sulfur in Chengmenshan Copper Mine

PENGJun-bo
(Chengmenshan Copper Company JCC,Jiujiang332100,China)

After the research of production in the mill of Chengmenshan copper company,we take many technical measures such as adjusting the technological conditions of grinding and flotation,improving cyclone and optimizing sulfur concentrate desliming parameters.With those efforts,recovery of sulfur increases from 39.89%to 53.54%. And at the same time,recovery of copper increases to 82.41%,which rises by 0.90%.

technical measures;deslime;cyclone;sulfur recovery

TD952

A

1003-5540(2011)01-0005-04

彭俊波(1972-),男,碩士,主要從事選礦技術管理工作。

2010-10-08