湖北某銅礦選廠工藝技術改造

鄧春華

（長沙有色冶金設計研究院有限公司，湖南 長沙 410019）

銅在國民經濟發展中具有重要的戰略地位，銅礦資源更是不可再生的短缺資源[1]。硫化銅礦的浮選是獲取銅金屬的重要粗加工環節，而硫化銅礦物的浮選主要是將硫化銅礦物與硫化鐵礦物及脈石分離。因此,提高銅硫浮選分離[2-4]的效果具有重要的意義。湖北省某銅礦始建于2003年1月的單一的銅礦山企業。通過歷年多次擴建和技術改造，擴建后形成采選處理能力為1200t/d。礦山采用地下開采方案，形成兩套供礦系統：分別為豎井提升系統和斜井提升系統。其中，斜井供礦的提升能力為300t/d～400t/d，豎井供礦提升能力為800t/d～900t/d。自建廠以來,由于生產工藝流程不合理，以及主要設備的落后與老化，存在破碎產品粒度過大，磨浮系統能力偏小，浮選時間不夠，流程不通暢，現場跑冒滴漏情況嚴重，設備的規格、數量不夠等問題，造成生產流程不穩定，處理能力低，生產指標不理想等問題。為此，礦山企業針對現存在的問題進行碎礦系統、磨浮系統等多項選礦技術改造。改造后，生產能力提高到1600t/d，有效的利用了礦產資源，提高了礦山的經濟效益和社會效益。

1 礦石性質

湖北省某銅礦礦床的礦石類型主要是含銅花崗閃長斑巖，其次為含銅砂質頁巖。

礦石中主要的金屬礦物為黃銅礦[5]、黃鐵礦、褐鐵礦、白鐵礦；次為閃鋅礦、輝鉬礦、磁黃鐵礦、輝銅礦、斑銅礦、銅藍、黝銅礦、自然金、銀金礦，脈石礦物主要為斜長石、石英、角閃石等。原礦的化學成分分析結果見表1。

選礦回收的目的銅礦物主要以黃銅礦的形式存在，原礦平均品位Cu0.6%～0.7%，S1%～3%。

表1 化學成分分析結果 /%

2 生產工藝中存在的問題

2.1 碎礦工藝流程存在的問題

原設計處理原礦為1200t/d，最大給料粒度450mm，采用一臺型號為980mm×1240mm槽式給料機給料，粗碎為一臺PEZ400×600顎式破碎機，處理能力不能滿足1600t/d生產能力的要求。

粗碎后的礦石經№1膠帶輸送機（帶寬B=650mm）輸送到PYB1200圓錐破碎機，圓錐破碎完之后通過№2膠帶輸送機（帶寬B=650mm）將物料送至粉礦倉上部的振動篩進行檢查篩分，篩上物料通過№3膠帶輸送機（帶寬B=650mm）返回到PYB1200圓錐破碎機進行破碎，篩下物料直接進入粉礦倉。

由于PYB1200圓錐破碎機緊邊排礦口設置過大，造成破碎完之后產品粒度偏大（一般-25mm～30mm），將負荷全部壓在球磨機上，違背了“多碎少磨”的原則，造成能耗一直偏高，生產成本居高不下。

粉礦倉直徑為10m，設計容積500m3，物料進粉礦倉為單點卸料，造成細礦倉有效容積減少，實際存礦量只有700t～800t，存礦時間約為18h。因此，粉礦倉不能很好的銜接粗碎和磨礦作業。

2.2 磨礦工藝流程存在的問題

現有設備處理能力為600t/d，共分成兩個系列。單系列格子型球磨機和螺旋分級機形成閉路磨礦分級流程，磨礦采用一段磨礦流程，控制磨礦細度-200目65%左右。

格子型球磨機2臺，規格Ф2.1×3.0m，安裝功率210kW。沉沒式螺旋分級機2臺，規格2FLC-1200，安裝傾角：22.3°。

選廠擴能后，生產規模由600t/d增加到1600t/d，現有的設備和設施均不能滿足要求。格子型球磨機和螺旋分級機形成閉路磨礦分級流程。但是由于分級機安裝傾角過大，導致溢流跑粗（溢流細度-200目50%），返砂無法返回情況嚴重，造成浮選粒度過粗，影響浮選效果，并帶來能耗和鋼耗增加的不利影響。

2.3 浮選工藝流程存在的問題

選礦廠生產的浮選流程采用優先浮選流程，優先浮選銅礦物。原礦中函硫較高，由于硫精礦生產指標不高，且銷路不好，生產中未單獨產出硫精礦，硫在浮選浮選尾礦中直接排入尾礦庫。工藝流程圖見圖1。

圖1 原有選礦工藝流程圖

主要浮選設備：

粗掃選采用6A型浮選機共計16槽，單槽有效容積2.8m3。

精采用5A型浮選機共計6槽，單槽有效容積1.1m3。

由于進入浮選流程的物料粒度較粗，生產流程過短，粗選和精選設備配置不合理，礦石性質變化頻繁，生產水質不理想等原因，造成生產不穩定，生產指標不好，回收率偏低。

2.4 藥劑制度存在的問題

原有選礦廠的藥劑種類為：石灰、黃藥、松油等，藥劑的添加方式為人工手動添加。

由于藥劑制度的不合理性，造成藥劑添加不穩定，波動大，導致浮選作業生產不穩定，生產指標時好時壞，難以實現持續穩定的給藥。

技改前現場生產指標結果見表2。

表2 技改前生產指標 /%

3 生產現場技術改造

3.1 碎礦系統的改造

（1）針對現有設備能力不足的情況，對主要設備進行更換，更換包括：原礦給料機、顎式破碎機、細碎圓錐破碎機、振動篩、皮帶給料機以及3條膠帶輸送機。通過調整顎式破碎機和細碎圓錐破碎機排礦口，科學合理的分配各段破碎比，平衡各段做的負荷，充分發揮破碎機的性能，提高處理能力。

（2）對篩孔尺寸進行調整，將原有的32mm×36mm篩孔改為14mm×36mm篩孔，篩分效率85%，嚴格控制破碎產品粒度，實現“多碎少磨”的特點，提高破碎能力。

（3）由于原有細碎車間、篩分車間廠房老化嚴重，改造后新增細碎車間，對原有篩分車間進行加固處理。

（4）原有粉礦倉容積小，改造后新增一個直徑為10m的圓形礦倉，有效容積820m3，可堆存礦石1300t，儲礦時間20h。

（5）原有選廠碎礦系統沒有連鎖控制，各緩沖礦倉、粉礦倉中料位計無法使用，料位信號沒有與破碎車間連鎖。改造后，對碎礦系統設置連鎖控制系統，對系統內各設備的開、關機實現連鎖控制，料倉內增設料位計，將料位信號反饋到碎礦系統的連鎖控制系統內。

3.2 磨浮系統的改造

（1）替換原有的濕式格子型球磨機為溢流型球磨機，磨機的規格：MQYφ2700×3600，2臺，單臺裝機功率400Kw，單臺處理能力為845.52t/h，兩臺磨機的負荷率94.5%。

（2）將Ф1.2m沉沒式雙螺旋分級機改成水力旋流器，與溢流型球磨機形成閉路磨礦。規格為FX500-GT-S1X2，嚴格控制溢流細度為-0.074mm占65%。

（3）新增1#渣漿泵，用于水力旋流器給礦,渣漿泵的處理能力：單臺流量Q=130m3/h～200m3/h，礦漿重量濃度：C=55%，磨礦細度：-200目占65%，礦漿比重1.55t/m3，幾何揚程：H0=25m～30m。

（4）修改原則流程，將原有的優先浮選流程改成銅硫混浮再銅硫分離的原則流程，改造后原則選礦工藝流程圖見圖2。

圖2 改造后選礦工藝流程圖

（5）更換所有的浮選機，銅硫混浮粗掃選選用充氣機械攪拌式浮選機，規格型號為XCFⅡ/KYFⅡ-8m3，一共18槽。銅硫混浮精選和銅硫分離浮選作業之后選用充氣機械攪拌式浮選機，規格型號為XCFⅡ/KYFⅡ-2m3，一共26槽。為取得較好的浮選效果，配置了鼓風機給浮選機充氣。

（6）增加一套控制系統，控制內容包括：球磨機的給料、給水自動控制及調節；渣漿泵變頻調速并與泵池液位信號連鎖；渣漿泵變頻信號與旋流器給料壓力連鎖控制；旋流器的分級粒度、濃度檢測，并根據粒度、濃度參數自動調整相應的工藝參數。

3.3 藥劑系統的改造

在磨浮廠房內設置新的藥劑制備間和給藥室，采用高位給藥方式將藥劑送入給藥點。藥劑種類為：碳酸鈉、硫化鈉、丁基黃藥、Z-200和2#油五種，其中Z-200和2#油采用原液添加，碳酸鈉、硫化鈉和丁基黃藥制備成10%濃度后添加。

新增一套藥劑自動控制系統，藥劑添加采用全自動給藥機進行自動控制浮選加藥量，每個加藥點的藥劑用量可在中央控制室進行顯示和調整。

4 結語

（1）碎礦系統經過技術改造后，通過較為合理的分配各破碎段的破碎比，適當的調整篩孔尺寸，控制最終破碎產品粒度-12mm占95%，真正的實現了“多碎少磨”，降低了碎礦產品的能耗，破碎系統日處理能力由1200t/d提升到1600t/d。

（2）通過替換現有的球磨機，采用高鉻合金球，提高球磨機的填充率，將Ф1.2m沉沒式雙螺旋分級機改成直徑為500mm的水力旋流器，使磨機的處理能力由1200t/d提高到1600t/d。

（3）將優先浮選流程改成銅硫混浮再銅硫分離的浮選流程，更換現有的浮選機，銅精礦品位19.11%～21.32%，回收率86.44%～89.70%。與銅優先浮選工藝相比，銅硫混浮再分離工藝選礦指標銅精礦品位提高2%，回收率提高了3%～6%。

（4）新增藥劑自動控制系統，全自動給藥機進行自動控制浮選加藥量，實現了給藥系統均勻、連續、自動給藥，降低了藥劑用量，節省了要是使用成本，且使浮選指標得到進一步的提高。

（5）綜上所述，經過一系列的技術改造后，選礦產的日處理能力由1200t/d提升到1600t/d，銅精礦品位19.11%～21.32%，回收率86.44%～89.70%，藥劑消耗和鋼耗降低明顯，實現了企業擴產增容，節能降耗的要求，取得了較好的選礦經濟及技術指標，年可增加經濟效益約400萬元。