某銅礦選礦工藝流程優(yōu)化改造

馬 亮 吳耀坤

(西安有色冶金設(shè)計研究院有限公司)

某銅礦選礦廠處理能力9萬t/a，主要產(chǎn)品為銅精礦和鐵精礦，年總產(chǎn)量約2萬t。采用“抑硫浮銅—銅尾礦磁選回收鐵”的工藝流程組織生產(chǎn)。該工藝流程雖然實現(xiàn)了主要有價金屬銅的回收，但礦石中伴生的金、鈷等有價元素未得到有效利用，特別是工藝中使用了大量的石灰抑制黃鐵礦，使得金、鈷等也受到強(qiáng)烈的抑制，回收率較低。為提高礦產(chǎn)資源綜合利用率，有效回收伴生元素，改善經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)行選礦工藝流程改造。

1 原礦與尾礦性質(zhì)

1.1 原礦性質(zhì)

原礦礦物組成復(fù)雜，種類繁多。金屬礦物主要有黃銅礦、含鈷黃鐵礦、硫鈷礦、磁鐵礦、赤鐵礦、隱晶質(zhì)赤鐵礦等，非金屬礦物主要有石英、綠泥石、絹云母以及少量角閃石、方解石、石榴子石等。銅礦物以黃銅礦為主，鐵礦物主要為磁鐵礦、赤鐵礦等，含鈷礦物主要為硫鈷礦和含鈷黃鐵礦。黃銅礦與磁鐵礦、黃鐵礦、硫鈷礦嵌布關(guān)系復(fù)雜，連生緊密，銅礦物嵌布粒度較細(xì)且分布不均勻，在生產(chǎn)現(xiàn)場磨礦細(xì)度-0.074 mm 78%的條件下單體解離度較差，對銅的浮選回收不利。礦石化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1，金物相分析結(jié)果見表2。

由表1 、表2可見，礦石銅含量相對較高，品位1.63%，是要回收的主要元素；鐵、鈷、金含量較低，是可給予回收的伴生元素；金主要以裸露及半裸露金、硫化物和赤(褐)鐵礦包裹金的形式存在，占總金的81.25%。

注：Au、Ag的含量單位為g/t。

表2 礦石金物相分析結(jié)果

1.2 尾礦性質(zhì)

該選礦廠尾礦金屬礦物主要有含鈷黃鐵礦、膠狀黃鐵礦、赤鐵礦、磁鐵礦、褐鐵礦、黃銅礦、斑銅礦等，非金屬礦物主要有石英、綠泥石及少量角閃石、方解石、長石、絹云母等。尾礦化學(xué)多元素分析結(jié)果見表3。

表3 尾礦化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

注：Au、Ag的含量單位為g/t。

由表3可以看出，尾礦硫品位0.80%、鈷品位0.021%，仍具有回收利用價值。含鈷黃鐵礦是主要的含鈷礦物，常與脈石礦物連生，多呈不規(guī)則狀、星點狀分布于脈石中，部分包裹在黃銅礦微粒中，或分布于脈石礦物裂隙間，對硫鈷礦物的回收不利。

2 選礦廠現(xiàn)狀與存在問題

該銅礦選礦廠原礦直接由自卸車運(yùn)送至原礦倉進(jìn)行兩段一閉路流程破碎，粒度由-220 mm降低到-55 mm，破碎產(chǎn)品由1#皮帶輸送至篩分作業(yè)，+15 mm篩上經(jīng)2#皮帶輸送至細(xì)碎作業(yè)；-15 mm篩下直接進(jìn)入粉礦倉。然后進(jìn)行一段閉路磨礦—分級—1粗1精3掃閉路浮選，再經(jīng)濃密、過濾得到銅精礦。銅浮選尾礦進(jìn)入三段磁選得鐵粗精礦，再磨后進(jìn)行兩段磁精選得鐵精礦。銅浮選過程中，抑制劑石灰用量200 g/t，在抑制黃鐵礦的同時也強(qiáng)烈抑制伴生的金、鈷，使其回收率偏低。原選礦工藝流程見圖1，生產(chǎn)指標(biāo)見表4、表5。

圖1 原選礦工藝流程

注：Au品位單位為 g/t。

表5 原鐵回收指標(biāo) %

從表4、表5可知，原選礦工藝流程銅精礦銅品位20.00%、鈷品位0.16%、金品位5.70 g/t，銅回收率93.50%、鈷回收率55.42%、金回收率45.72%；鐵精礦品位60.32%，回收率56.28%。

3 工藝流程改造

3.1 改造方案與效果

改造方案：在原生產(chǎn)流程中增加金重選和硫鈷浮選流程，分別從原礦、銅精礦和磁選尾礦中通過尼爾森選礦機(jī)—搖床重選得到金品位較高的毛金砂，再經(jīng)外委冶煉得到合質(zhì)金；對磁選尾礦進(jìn)行2粗4精2掃硫鈷浮選，得到硫鈷精礦。旋流器分級3溢流和硫鈷浮選尾礦合并為最終尾礦，搖床中礦返回一段磨礦。銅精礦經(jīng)過濃縮、過濾兩段脫水后儲存在精礦倉中，新增的硫鈷精礦經(jīng)壓濾機(jī)脫水后，由皮帶轉(zhuǎn)運(yùn)至現(xiàn)有精礦倉內(nèi)。改造后的選礦工藝流程見圖2[1-2]。在原礦銅、鈷、金、鐵、硫品位分別為1.63%、0.022%、1.00 g/t、16.10%、2.12%的條件下，改造后銅、金回收指標(biāo)見表6，鐵、硫鈷回收指標(biāo)分別見表7、表8。

表6 改造后銅、金回收指標(biāo) %

注：Au的品位單位為g/t。

表7 改造后鐵回收指標(biāo) %

由表6～表8可知，選礦工藝流程改造后，銅精礦銅品位20.80%、銅回收率92.35%，鈷、金回收率分別為32.61%、31.46%，相比改造前銅精礦品位略微升高，回收率下降1.15個百分點；鐵精礦品位62.14%、回收率55.73%，相比改造前品位升高了1.82個百分點，回收率略微下降；同時獲得金品位486.00 g/t、回收率38.88%的毛金砂和硫品位32.45%、鈷品位0.43%，硫、鈷回收率分別是19.20%、24.51%的硫鈷精礦。

圖2 改造后的選礦工藝流程

3.2 改造效益

改造后的新選礦工藝流程實施后，可新增合質(zhì)金34.817 04 kg/a、硫鈷精礦1 128.6 t/a，銅、鐵回收指標(biāo)變化較小。在計算期15 a內(nèi)，平均總成本費用增加 220.7萬元/a，平均銷售收入增加865.2萬元/a。說明選礦廠選礦工藝流程改造優(yōu)化后，取得了較好的預(yù)期效果，給企業(yè)帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié) 論

(1)某銅礦選礦廠通過在原“抑硫浮銅—銅尾礦磁選回收鐵”工藝中增加重選回收金和浮選回收硫鈷流程進(jìn)行工藝改造。新工藝流程實施后，在銅精礦、鐵精礦回收指標(biāo)變化較小的情況下，新增金品位486.00 g/t、回收率38.88%的毛金砂產(chǎn)品，硫品位32.45%、鈷品位0.43%，硫、鈷回收率分別為19.20%、24.51%的硫鈷精礦產(chǎn)品，達(dá)到了回收礦石中有價金屬元素金、鈷的目的，提高了資源利用率，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

(2)尼爾森選礦機(jī)是一種高效、環(huán)保的離心重選設(shè)備，適用于從礦石中回收金、銀、鉑族等貴金屬和其他密度較大的金屬礦物，具有選礦富集比高、精礦品位高、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率高的優(yōu)點，且占地面積小，易于配置到選礦廠原流程中[3]。選用3臺尼爾森選礦機(jī)分別用于原礦分級溢流、銅精礦和磁選尾礦的重選回收金，并采用搖床進(jìn)行金精選，成本低，對環(huán)境無污染、綜合效益好。