銅陵有色某礦山銅精選浮選柱半工業試驗

朱繼生

（銅陵有色金屬集團控股有限公司技術中心，安徽 銅陵 244000）

銅陵有色某礦山于2004年10月投產，設計規模為13000t/d，年處理礦石400萬噸。該礦山所處理礦石中主要有價元素為銅、硫、鐵及伴生金銀。選礦原則流程為優先選銅、銅尾磁選回收磁鐵礦和強磁性磁黃鐵礦，磁尾浮選回收黃鐵礦。優先選銅采用一次粗選三次掃選、“一次半精選”、中礦再磨后返回粗選工藝流程。受原礦性質變化大和銅精選時間不足的影響，銅精礦含銅始終難以達到20%的設計指標。為提高銅精礦品位，針對該礦山銅粗精礦，采用“富集比”較高的浮選柱進行半工業試驗，對浮選柱指標和現場生產指標進行對比，為浮選柱的工業應用提供依據。

浮選柱是一種礦物分選領域重要的選礦裝備，與浮選機不同，以逆流碰撞的礦化方式為主，在細粒分選方面具有很大的技術經濟優勢[1]。近年來，浮選柱因其對微細物料的高分選性而在浮選領域取得了長足發展[2-4]。

1 銅精選系統存在問題

某礦山目前銅精選系統工藝流程為：銅粗精礦經過一次粗選，泡沫產品直接作為銅精礦1產出；二粗泡沫經一次精選獲得銅精礦2；二粗尾礦經過精掃選后，精掃泡沫和精尾返回一粗作業，精掃尾礦經再磨后返回銅粗選作業。由工藝流程考查及分析結果知，在以下幾種情況時，精選作業難以滿足生產要求：①原礦含滑石及蛇紋石易浮脈石礦物較多，銅粗精礦上浮量較大時；②原礦處理量較大且含銅大于1%時；③銅粗精礦含銅低于8%時。

2 浮選柱半工業試驗

2.1 試驗室小型試驗

試驗室小型浮選試驗目的為查明銅粗精礦經多次精選后所能達到的指標，為浮選柱半工業試驗提供依據。由銅粗精礦多元素、銅物相和粒度分析可知。銅粗精礦主要回收元素為銅及金、銀，其中銅主要以原生硫化銅為主，脈石礦物以鈣鎂硅酸鹽礦物為主。銅粗精礦-900目粒級產率較高，銅分布率較大，浮選過程易浮泥質礦物容易形成礦泥“罩蓋”，影響選別指標。

由閉路試驗結果知，銅粗精礦經過4次精選，銅精礦含銅20.81，以達到20%的目標要求，但作業回收率較生產指標低1.79%。精選尾礦中銅礦物主要損失在+200目和-900目粒級中，其中+200目粒級含銅2.74%，銅損失率21.31%；-900目粒級銅損失率較大，占62.6%。

研究表明，浮選礦物粒度過大或者過小均會導致浮選速率系數變小，惡化浮選效果。與浮選機相比，浮選柱采用逆流碰撞礦化或者紊流礦化的方式，或者兩者兼而有之的方式對目的礦物進行回收[5]。浮選柱中礦物顆粒的浮選行為主要為浮選回收和夾帶回收，對微細粒礦物選別效果較好[6]。故此，為提高銅精礦品位及綜合回收微細粒級礦物，擬采用浮選柱針對某礦山銅粗精礦進行半工業試驗。

2.2 浮選柱半工業試驗

2.2.1 半工業試驗方案

半工業試驗目的為查明浮選柱對該礦山銅粗精礦的選別效果，并與現場生產指標進行對比，為浮選柱的工業應用提供依據。半工業試驗工藝流程如圖1所示，采用1臺Φ700mmx8mm浮選柱（CCF型新型浮選柱）和2臺1.2m3浮選機形成一粗一掃閉路流程。

浮選柱半工業試驗主要研究內容為浮選濃度、浮選柱給礦量、充氣量、泡沫層厚度等工藝參數條件試驗。

圖1 浮選柱半工業試驗流程

表1 銅精選浮選柱最佳工藝參數

表2 現場生產及銅精選浮選柱半工業試驗指標/%

2.2.2 浮選柱參數及工藝條件調試

主要針對浮選柱浮選濃度、礦漿PH值、充氣量、氣壓強度、泡沫層高度、充氣噴嘴直徑等工藝參數進行條件試驗，確定的最佳工藝條件見表1。

2.2.3 半工業試驗指標

按條件試驗確定的浮選柱半工業試驗最佳工藝參數，進行半工業試驗，連續穩定運行46個小班的試驗指標見表2和圖2。由圖2試驗指標曲線可看出，銅粗精礦含銅在5%～16%的范圍內波動、穩定性較差。現場生產指標受銅粗精礦品位影響較大，銅精礦品位難以達到20%的目標要求。浮選柱選別指標受現場銅粗精礦品位影響較小，浮選柱銅精礦品位較現場指標高2.9個百分點，當銅粗精礦含銅大于8%時，浮選柱均可獲得銅品位大于20%的銅精礦。

圖2 浮選柱半工業試驗指標

2.2.4 產品分析

由銅精礦產品多元素分析結果知，現場銅精礦脈石礦物含量31.57%，浮選柱銅精礦脈石含量23.99%，采用浮選柱精選銅精礦中脈石含量大幅降低，說明浮選柱精選有利于銅礦物與脈石礦物的分離。

由銅精礦產品粒度分析結果知，現場精選尾礦銅主要損失在微細粒級中，-900目粒級含銅0.883%，銅損失率為69.85%。浮選柱尾礦主要損失在粗顆粒粒級中，+270目粒級含銅0.802，銅損失率為31.03%。現場精選尾礦銅礦物主要損失在微細粒級別中，這部分銅返回現場再磨球磨機再磨后，會進一步惡化浮選，難以回收；浮選柱尾礦雖含銅較高，但該部分主要為粗粒級別，返回再磨機再磨后，可得到進一步回收。

由半工業試驗結果可見，浮選機對微細粒礦物回收效果較差，浮選柱對粗顆粒礦物的選別效果也不佳。究其原因為：在浮選機中，由于葉輪的機械攪拌作用，微粒顆粒的碰撞、附著能量小，被機械夾帶的幾率較小。在浮選柱中，沒有攪拌作用，浮選過程較平穩，礦粒所受的力主要為重力，細顆粒礦物很容易被夾帶進入泡沫精選區，在淋洗水的作用下，通過二次富集作用，有用礦物進入精選泡沫，親水粒子進入尾礦。此外，針對粗顆粒礦物，由于浮選柱浮選路徑較長、泡沫較高，粗顆粒礦物容易進入尾礦。

3 結語

（1）該礦山銅粗精礦主要有價元素為銅、金、銀，脈石礦物以鈣鎂硅酸鹽為主。粒度分析結果表明，粗粒級含銅較高，細粒級含銅較低，-900目粒級占38%左右，浮選過程中容易造成礦泥“罩蓋”，給選別帶來不利，影響精礦品位的提高。

（2）小試結果表明，銅粗精礦經過多次精選后，銅精礦含銅可以達到20%的目標要求，但作業回收率略有降低，+200目和-900目粒級銅礦物損失率較大，沒有得到有效回收。采用“富集比”較高的浮選柱進行半工業試驗，與現場生產指標相比，浮選柱對微細粒級別銅礦物回收效果較好，選別指標穩定，當銅粗精礦含銅大于8%時，所獲銅精礦含銅達到了20%的目標要求。

（3）CCF浮選柱可較好地提高銅精礦品位，解決目前銅精選系統存在的問題，穩定選礦生產指標。此外，采用浮選柱代替浮選機進行精選，可減少石灰用量，降低礦漿pH值，有利于金、銀等貴金屬在銅精礦中的富集回收。