江西地區有色金屬選礦工程設計分析

胡宏福

（江西省煤礦設計院，江西 南昌 330000）

隨著有色金屬行業的快速發展，礦產行業的要求越來越高，高品位、低雜質的精銅礦提煉是目前銅礦資源選礦的必然趨勢。傳統選礦破碎工程采用的研磨和破碎設備耗能大、效率低，破碎質量較差，采用的工藝相對陳舊和落后，無法滿足快速增長的銅礦資源的需求。因此，科學制定和改進選礦工程設計對提高銅礦資源利用率和降低企業選礦成本具有重要意義。

1 有色金屬礦礦床特征

選取的礦樣來自江西省銅礦區。銅礦分布在江西、湖南省交接地帶，地處華南加里東地槽褶皺帶的北部邊緣，呈條狀分布，延伸越50km。銅礦區的礦層主要呈粒狀晶體結構，沉積厚度在3m～8m范圍內，全銅品位12%～30%，礦層沉積厚度在礦區分布與地層厚度呈正相關關系。

銅礦的礦層頂板大多是含銅孔雀石，距離礦層近的位置分布有細小銅礦微晶。礦層底板是含銅磁絹云巖，分布有肉眼可見的星點狀銅礦。銅礦東段以芳洲向斜大構造為主，倒轉地層層序，發育有柔軟斷層，規模在幾十米到數百米不等[1]。

2 有色金屬礦礦石特性

礦區礦石類型以黃銅礦、斑銅礦和輝銅礦為主，含有少量藍銅礦和赤銅礦。礦物含銅最高的是絹云母，含量可達52%，綠泥石礦物含量18%，石英石、綠簾石等礦物含量均在10%以下。黃銅礦是銅元素回收的主要來源，多呈現粒狀零散分布，顆?？讖酱蠖喾植荚?.08mm～0.15mm之間，最大可達0.2mm。絹云母一般在水平方向零散分布，具有定向性。綠泥石分布零散，形狀不規則[2]。

3 選礦工程設計

（1）試樣的采集及加工。實驗采用的礦物試樣來自銅礦礦區。根據礦物性質以及選礦工藝需要對礦物進行加工和預處理。通過初步手選后，將銅礦試樣較大的晶體結構使用物理方法破碎至2毫米以下，進行手動挑選，去除大塊雜質。篩選后的礦樣裝入研磨容器中進行進一步破碎，一般研磨10分鐘即可達到實驗精度，將研磨后的樣品通過120目篩子進行過濾，篩下的物料再次通過一次蒸餾水的400目篩子進行濕篩，篩上的物料重復之前的操作。將得到的試樣在稀鹽酸溶液中浸泡30分鐘后，用蒸餾水洗凈，放置于干燥箱中進行烘干處理。干燥后的樣品密封避光保存，用于后期的浮選試驗。

（2）破碎篩分。礦區低品位銅礦主要來源于斑銅礦，可以通過弱化特性來獲得高品位的銅礦。由于礦含量相對較低，因此需要對斑銅礦進行預篩選。設計的選礦工程采用的破碎機是高壓輥磨機。相比于對輥式破碎機，高壓輥磨機借助重力和給料裝置可以向兩個不同方向旋轉輥子，兩個輥子之間存在內向壓力，礦物物料進入輥子時會受到很大的擠壓力作用，形成緊密的餅狀，不同礦物含水量不同，則形成的物料餅易打散程度不同。斑銅礦的銅質多以細粒形式存在，經過高壓輥磨機打碎的顆粒比傳統對輥式破碎機顆粒更細，銅富集更多，有利于后期的物料分選。由于試驗中的斑銅礦銅品位較低，富集要求較高，因此需要處理大量礦石物料，研磨精度要求較高，采用高壓輥磨破碎機可以很好的滿足工程要求[3]。

（3）風-重-磁聯合選礦。考慮到礦區處于干旱地區，采用風選處理能夠解決常規濕式分選成本高的問題。在試驗流程穩定后，確定礦物處理量為600kg/h，高壓輥磨負荷約在115%，礦料粒度在30mm以下。將粗礦樣加入分選系統中進行第一次循環，一次循環結束后將粗粒礦、風力分級粗粒礦和磁選礦作為下一次循環的輸入樣。每次循環前添加粗碎樣，保證每次循壞的總質量相同。重復循環后最終達到循環平衡。風-重-磁分選各循環數據見表1。從表中可以推出，粗粒礦進入風選系統后可以減少物料的整體處理量，減少了原礦石混入精礦的可能性。

表1 風-重-磁聯合選礦循環數據

（4）反浮選降雜。原礦在經過風-重-磁聯合選礦工藝后，斑銅礦中的精礦品位仍然無法達到純銅礦的精度標準，需要通過反浮選降雜試驗去除殘留的脈石礦物，提高銅品位。陽離子捕收劑反浮選試驗主要測試PH環境、抑制劑、捕收劑三個因素的影響。在浮選試驗中，使用NaOH調整PH，抑制劑采用苛化淀粉，捕收劑采用十二胺。通過多次試驗可知，浮選品位隨著PH值的增加而降低，因而確定PH值7.5；當抑制劑用量小于500g/t時，銅品位與抑制劑用量無關，抑制劑用量高于500g/t時，銅品位顯著降低，因此確定抑制劑用量500g/t；當捕收劑用量小于50g/t時，銅品位隨著用量的增加而增加，用量大于50g/t時，銅品位不再上升，切回收率有所下降，因此確定捕收劑用量為50g/t[5]。

（5）選礦生產過程及工程指標。對于礦區開采出的礦石進行粗選，小于800mm的礦石通過汽運至選礦廠進行初步破碎，經過粗碎后將小于200mm的粗碎礦運送至磨浮車間，經由皮帶機輸送到標準圓錐破碎機進行中度破碎。經過篩選過濾后，將篩上物料送至緩沖礦倉，再次進行中度破碎。篩下物料輸送至高壓輥磨破碎機進行精細破碎。結合選礦試驗以及銅礦精度要求，擬定選礦工程指標：精銅礦產率10.5%，回收率96%，尾礦產率89.7%，回收率5%。

4 結語

設計的選礦工程結合了江西銅礦區的礦床特征和礦石特性，在保證了工藝要求的前提下，對礦物進行加工和預處理，采用了新型高壓輥磨機進行研磨破碎，并創新性地結合了風-重-磁聯合選礦和反浮選降雜工藝，有效地提高了選礦效率。