武山銅礦磨礦工藝生產實踐

趙金奎，舒加強，柯圣釗（江西銅業集團公司 武山銅礦，江西 瑞昌 332204）

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武山銅礦磨礦工藝生產實踐

趙金奎，舒加強，柯圣釗
（江西銅業集團公司 武山銅礦，江西 瑞昌 332204）

摘要：作者詳細介紹了武山銅礦磨礦工藝的改造情況，改造內容包括自磨機、旋流器、除鐵裝置等設備的應用和中礦再磨工藝的應用，并對改造前后的優缺點及效果進行了數據對比分析。作者還介紹了新型磨礦介質—棒球體在武山銅礦的應用。最后通過流程考查數據分析了目前存在的問題并提出了今后磨礦的重點研究方向。

關鍵詞：磨礦流程；半自磨機；中礦再磨；棒球體；除鐵裝置

1　引言

武山銅礦于1966年建礦，北礦帶1984年建成投產，南礦帶1992年建成投產。1996年“南建北改”相關重大項目基本完成，至2003年達到3000t/d的設計生產能力。二期擴產技術改造于2008年底基本結束，2009年6月基本達到5000t/d的二期設計生產能力，2015年選礦廠處理能力基本穩定在了6000t/d的水平，武山銅礦磨礦系統破除了一個個瓶頸，在磨礦產品粒度逐步優化的前提下，磨礦系統處理能力也得到了充分的挖掘，磨機處理臺時效率跨上了一個又一個的臺階。

2　礦石性質簡介

武山銅礦分南、北兩個礦體，礦石性質復雜。北礦帶主要以含銅黃鐵礦為主，含硫品位高；南礦帶主要以含銅矽卡巖礦為主，含硫品位低。根據2014年昆明理工大學校內實驗研究表明，武山銅礦礦石容重最大為4.14g/cm，最小為3.29g/cm，平均容重為3.71g/cm，容重較大，在磨礦分級循環中需注意離析現象。礦石普氏硬度系數f最小為4.8，最大為10.2，分布極不均勻，南礦帶平均為9.8，礦石較硬，北帶礦平均為5.7，中等偏軟，整體平均硬度為7.8，屬于中等偏硬礦石。礦石泊松比最大值達0.33，韌性較大，最小值0.135，脆性也大，平均為0.242，礦石總體表現為韌性。目前生產中南、北帶礦石按一定比例搭配處理，礦石性質變化大。

3　武山銅礦磨礦工藝改造

3.1螺旋分級+球磨的一段閉路磨礦流程

早期（1993年以前）選礦廠處理的礦石主要以北帶礦石為主，采用的碎磨工藝流程為“三段一閉路+洗礦流程”的碎礦流程和“螺旋分級+球磨”的一段閉路磨礦流程，生產流程如圖1所示。

這段時期處理的礦石含泥質礦較多，在碎礦作業設置了圓筒洗礦篩，篩上礦石經中、細碎作業后，合格產品進粉礦倉，作為球磨機給料；篩下細泥部分進洗礦Φ24m濃密機處理，底流打回浮選工序進行處理。

該流程特點是：中礦倉多、皮帶數量多，并設置了圓筒洗礦篩和分級、濃縮設備處理

細泥。缺點是生產流程冗長，同時礦石含硫含泥高，生產過程中設備腐蝕性大、設備故障多，下礦漏斗堵塞和中礦倉結底現象嚴重，嚴重制約著選礦生產［1］。

圖1　螺旋分級+球磨的一段閉路磨礦流程

3.2半自磨+球磨+螺旋分級工藝流程

鑒于早期流程存在諸多問題嚴重制約日常生產，以簡潔的自磨流程取代冗長的“三段一閉路”［2］碎礦流程的思路得到推行，并于1994年投產使用，生產流程如圖2所示。該流程在自磨機內設裝置了自返圓筒篩。為了提高磨礦效率，在自磨機內添加了適量的磨礦介質形成了半自磨流程，該流程大大簡化了現場設備工藝配置結構：采用原礦堆場地取代了多個中間礦倉，用自磨機取代了中、細碎設備，減少了2/3以上的皮帶，取消了洗礦和濃縮篩分作業，優化的流程破除了流程冗長及設備故障高對生產的制約，穩定了磨浮作業。選礦處理能力和浮選指標與早期流程相比較有了大幅度的提高，對比結果見表1。

圖2　半自磨+球磨+雙螺旋分級工藝流程圖

表1　工藝流程改造前后的平均指標對比

從表1可知，半自磨+球磨+螺旋分級工藝流程實施以后，平均臺效提升了21.85t/h，銅精礦品位提升了5.26個百分點，銅回收率提升了2.87個百分點，硫精礦品位提升了1.77個百分點，硫回收率提升了9.85個百分點。

3.3半自磨+球磨+旋流器分級工藝流程

為了適應經濟形勢和集團公司發展的需求，2005年開始，武山銅礦開始實施5000t/d的二期擴產技改工程，以Φ3200×5200mm球磨機取代Φ2700×3600mm球磨機、Φ660mm旋流器組取代2FC-2400mm雙螺旋，形成了“半自磨+球磨+旋流器分級”的兩段一閉路磨礦分級流程，流程如圖3所示。

圖3　半自磨+球磨+旋流器分級工藝流程圖

該流程中球磨機的生產能力得到了提升，旋流器取代雙螺旋分級提高了分級效率，在實際生產中通過逐步優化工藝參數，實現了磨礦產品優化和磨礦能力提升的雙豐收，磨礦流程改造前后的生產指標對比見表2。

表2　工藝流程改造前后的平均指標對比

從表2可知，半自磨+球磨+旋流器組分級工藝流程實施以后，平均臺效提升了8.38t/h，銅精礦品位提升了0.15個百分點，銅回收率提升了0.1個百分點，硫精礦品位提升了0.13個百分點，硫回收率提升了1.48個百分點。

3.4中礦選擇性再磨工藝流程

隨著5000 t/d二期擴產技改工程的達產達標，選礦處理能力的增加，原有選銅浮選工藝流程中的中礦以循序前返的方式在浮選作業中循環，浮選過程中并未有效解決浮選中礦中的有用礦物（連生體、貧連生體）的單體解離問題，并且還造成一系列的問題，比如中礦循環量比較大、浮選液面容易波動難以控制等，從而導致選礦生產指標波動較大［3］。

為了解決浮選過程中浮選中礦有用礦物單體解離度問題，2011年下半年開始，開展了中礦選擇性再磨工藝的工業試驗，其工藝流程圖如圖4所示，將銅掃一精礦和精一尾礦合并作為中礦進入再磨分級流程，再磨分級溢流產品從原礦泵池返回磨浮流程。根據相關理論認為，該工藝一方面可以改善磨礦產品粒級組成，另一方面可以使中礦表面吸附的藥劑發生劑解吸附過程，改善其表面物理性能，提高可浮性。生產實踐表明，該工藝能提高中礦產品的單體解離度，優化磨礦產品粒級，從而提高選銅指標，其實施前后的指標對比見表3。

表3　中礦選擇性再磨工藝實施前后對比

從表3可知，中礦選擇性再磨工藝實施后，原礦-200目含量提高了7.73個百分點，相應銅分配率提高了6.22個百分點；銅尾礦+200目及中礦+200目含量分別降低了2.35、6.30個百分點，相應銅分配率降低了4.63、13.24個百分點。

3.5新型磨礦介質的應用

武山銅礦礦石由南帶礦、北帶礦組成，礦石性質變化大，硬度分布極不均勻，在磨礦過程中兩級分化現象較為嚴重，即“泥化”和“跑粗”現象同時存在，礦漿中間粒度產率較低，同時難磨粒子容易在自磨機內集聚造成自磨脹肚現象，為了解決這一系列問題，武山銅礦應用了棒球體（其結構如圖5所示）這一種新型的磨礦介質作為自磨機的補充介質，將自磨機改造成了半自磨機，并通過對自磨充填率和棒球單耗的不斷摸索，逐步提高了自磨機的臺時處理能力。

圖4　中礦選擇性再磨工藝流程圖

圖5　棒球體結構示意圖

該新型介質的特點：棒球體是一種棒和球的結合體，在磨礦過程中可以產生點、線、面的接觸［4-5］；當量直徑120mm的棒球體表面積為49139m2，而同樣規格的鋼球表面積為45239 m2，因此棒球體具有較大的表面積［6］。與普通鋼球相比，棒球體在磨礦過程中同時具備點沖擊和線磨剝作用，能提高磨礦效率［7］，更加適應武山銅礦的礦石性質。

3.6除鐵裝置的應用

武山銅礦作為井下礦山，在采礦和運輸過程常常會有鋼筋、馬丁、鉆頭等鐵件雜物進行系統，對磨礦分級系統中的泵和旋流器的影響較大，經常會出現卡泵、旋流器短路等現象，對生產流程的穩定性影響較大，為了解決這一問題，采用北礦院MFS-0816型磁選機，通過在原礦泵池上方安裝磁選機來清除自磨排礦中的鐵件，以達到減少了雜物卡泵及旋流器短路的目的。其配置如圖6所示。經過2015年將近一年的生產實踐表明，該裝置的使用完全杜絕了雜物卡泵和旋流器短路的現象的發生。

圖6　自磨除鐵裝置示意圖

總之，通過武銅選礦人的一代代的努力，武山銅礦的磨礦處理能力得到了質的飛躍，通過幾十年的發展，武山銅礦磨機處理臺時效率由50t/h 到70t/h、到90d/h、到100d/h，直至目前穩定在了125t/h以上，在處理能力逐步攀升的同時，浮選工藝技術也日臻完善，選礦指標也取得了巨大的成績，銅精礦品位由不足15％提升并穩定在了23％以上，選銅回收率由以前的70％左右提升并穩定在了86.5％以上，選硫指標也得到了大幅度的攀升，在確保硫精礦品位達到38％以上的前提下，選硫回收率可達65％以上。

4　存在問題及探討

今年6月份的全流程考查數據中，自磨機臺效為125.2t/h，1#自磨機排礦細度-200目占有率僅為10.36％，攪拌桶銅礦物的單體解離度為61.9％，旋流器分級效率不到55％左右，沉砂中-200目占有率較高，球磨機返砂比高達400％以上。

鑒于目前磨礦流程已趨于完善，全流程考查數據顯示自磨機排礦細度偏低、礦物單體解離度較低、

旋流器分級效率低、球磨機負荷重等問題，作者認為今后磨礦研究的重點應放在不改變磨礦設備及流程的前提下，優化半自磨及一段磨機中磨礦介質的工作制度，通過磨礦實驗研究，優化半自磨的介質規格和充填率，優化球磨機的裝球配比和充填率及補加球的規格配比等，努力改善磨礦產品粒度組成，增加中間易選粒級含量，降低介質單耗，提高選礦技術經濟指標。

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根據化學成分分析結果和表8結果可以看出，混合精礦公斤銅耗酸量約4kg，以某國每噸硫酸2000元計，陰極銅以每噸4萬元計，混合精礦耗酸量有較大盈利空間。

4　結論

（1）通過理論計算，國外某銅礦石耗酸礦混合精礦公斤銅耗酸量不到5kg，尚有較大盈利空間。該浮選產品的酸耗計算方法可為同類型堿性脈石銅礦的開發利用提供借鑒。

（2）下一步若能對選礦產品進行較為詳細的化學成分分析，可為用混合精礦礦物含量來計算耗酸量提供更科學的依據。

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Production Practice of Grinding Process in Wushan Copper Mine

ZHAO Jin-kui，SHU Jia-qiang，KE Sheng-zhao
（Wushan Copper Mine，Jiangxi Copper Corporation，Ruichang 332204，Jiangxi，China）

Abstract:The author introduces the transformation of the grinding technology in Wushan Copper Mine.The transformation contents include the application of autogeneous mill，cyclones，iron-removing device and the application of medium ore regrinding.The the advantages，disadvantages and effects before and after modification have been compared and analyzed.The author also introduces the application of new type of grinding medium-baseball.Finally，this paper analyzes the problems existing in the grinding process by examining data，and puts forward the key research direction of ore-grinding in the future .

Keywords:grinding process；semi autogeneous mill；technology of the medium ore regrinding；baseball；iron-removing device

中圖分類號：TD921+.4

文獻標識碼：A

文章編號：1009-3842（2016）02-0048-05

收稿日期：2015-11-06

作者簡介：趙金奎（1979-），男，四川射洪人，選礦工程師，主要從事選礦技術管理。E-mail:40175738@qq.com