提高城门山铜矿选硫回收率的生产实践

彭俊波

(江西铜业集团公司城门山铜矿,江西九江 332100)

提高城门山铜矿选硫回收率的生产实践

彭俊波

(江西铜业集团公司城门山铜矿,江西九江 332100)

在对城门山铜矿选矿厂现场生产进行调研的基础上,采取各项技术措施、调整磨矿浮选工艺条件,改进脱泥旋流器,优化硫精矿脱泥参数,选硫指标逐步提高,选硫总回收率从39.89%提高到53.54%。另外浮选工艺条件的改善,也促进了铜回收率的提高,月累计铜精矿回收率82.41%,比改进前提高了0.90%个百分点。

技术措施;脱泥;旋流器;硫回收率

江西铜业集团公司城门山铜矿选矿厂2001年12月28日正式建成投产设计处理量为1 200 t/d,开采矿石为7#矿体次生富集带,主要系含铜班岩的氧化矿和混合矿,铜品位较高,在生产头2年内原矿含硫较低,回收价值不大,故投产初期未起动硫浮选系统的建设,随着矿石开采加深,含铜班岩矿矿石、含铜黄铁矿矿石和含铜矽卡岩矿矿石以及少量含铜角砾岩矿矿石呈犬牙交叉相互穿插,原矿中铜品位逐渐下降,硫原矿品位上升很快,达15%～20%,且市场的硫价格十分看好,于是2003年12月城门山铜矿起动硫浮选系统建设,并于2004年3月正式负荷试车,获得成功。2004年4月对硫浮选系统进行了改造,通过小型试验优化浮选工艺条件,保证了硫精矿的质量,提高了硫的回收率。2005年城门山铜矿根据矿石性质的特点,在借鉴吸收先进选矿工艺和充分试验研究的基础上,对原工艺流程进行了改造,采用了“优先-混合分步浮选,中矿可选择性再磨”新工艺,提高了选矿指标,但随着7#矿体开采完后,根据采矿生产布局,开采10#、15#矿体,原矿铜硫品位急剧下降,矿体上部为半风化矿带,原矿含泥量大,选硫回收率明显下降;针对这一情况,城门山铜矿积极探索提高选硫回收率的有效途径,根据城门山铜矿矿石性质的特点,通过对现场生产进行调研,找出流程中的不足,采取相应的各项技术措施、改进脱泥旋流器,优化硫精矿脱泥参数,选硫指标逐步提高,选硫回收率从39.89%左右提高到53.54%左右,促进了铜回收率的提高,取得了良好的经济效益。

1 矿石性质

城门山铜矿是以铜硫为主,伴生有金银等多种有用元素的大型多金属矿床。矿体赋存在碳酸盐、碎屑盐和岩浆岩的内外接触带中,矿石总储量2.2亿t,尚有数量可观可综合利用的表外矿。矿体埋藏较浅,裂隙构造、接触构造均较发育。

城门山铜矿矿石性质复杂,矿物种类多。已知矿石矿物达70余种,性质复杂,主要金属矿物有黄铁矿、黄铜矿、辉铜矿、蓝辉铜矿、斑铜矿、铜蓝、硫砷铜矿、砷黝铜矿、闪锌矿、方铅矿、辉钼矿、毒砂、孔雀石、蓝铜矿、磁铁矿、赤铁矿、自然铜等,脉石矿物主要有石英、石榴石、方解石、长石和高岭石等。矿石结构以结晶粒状结构为主,假象、次文象、文象蠕虫状结构少见。矿石构造以块状、浸染状、细脉浸染状3种为主,另有松散状、角砾状、条带及似条带状、环状构造等[1]。

1.1 原矿多元素分析

原矿多元素分析结果列于表1。

表1 原矿多元素分析结果 %

1.2 原矿化学物相分析结果

原矿化学物相分析结果列于表2。

表2 原矿化学物相分析结果 %

1.3 矿物组成

城门山铜矿矿石中主要有用矿物有黄铁矿、蓝辉铜矿、辉铜矿、黄铜矿、孔雀石和闪锌矿等;脉石矿物主要以石英、绢云母为主,其次是高岭石、绿泥石等粘土类矿物。

2 工艺流程

城门山铜矿积极探寻提高铜硫选矿回收率的有效途径,结合本矿矿石性质的特点,在消化吸收先进选矿工艺和充分试验研究的基础上,采用“优先-混合分步浮选,中矿选择性再磨”工艺,如图1所示,即把部分可浮性较好的铜矿物优先浮选分离出来,得到“一步铜粗精矿”;然后把可浮选的铜、硫矿物一起浮出,得到“混合粗精矿”;对混合粗精矿进行铜、硫分离,即分离浮选,得“二步铜粗精矿”,分离浮选的尾矿经脱泥得硫精矿;“一步”、“二步”铜粗精矿共同进入精选得铜精矿,二步尾矿经过脱泥后得硫精矿。

3 现状调查

3.1 一段磨矿

由于矿石风化严重,可磨性好,容易出现过磨现象。球磨溢流筛析结果列于表3。

表3 球磨溢流筛析结果

从表3可以看出,由于矿石含泥量大、易磨,容易出现过磨现象,矿泥容易夹带到粗精矿中,对后续再磨、分选及脱泥有一定影响。

图1 浮选工艺流程

3.2 一段浮选

一段浮选铜回收率正常,但硫回收率较低(见表4),尤其是2月份硫回收率仅55.53%,3月份硫回收率提高85.43%,但与工艺要求(90%～95%)仍有较大差距。

一段硫回收率较低,主要原因是矿浆pH值偏高,硫铁矿受到明显抑制,由于硫铁矿不能充分上浮,粗精矿泡沫粘而空,矿泥夹带现象严重,增加了脱泥难度。根据现场了解的情况,2～3月以来,一段浮选不加石灰或添加少量石灰时,矿浆pH值就达到9左右甚至更高,硫铁矿明显受到抑制,操作人员根本就没有办法调节矿浆pH值,这种情况以前很少出现。综合城门山铜矿矿石性质和生产特点,近期矿浆pH值偏高,主要原因是回水pH值较高。

表4 2～3月一段铜硫回收率 %

3.3 再 磨

由于一段磨矿产品过细、一段浮选硫未充分上浮,粗精矿需要细磨的粒级含量较少,再磨作业容易出现过磨现象。

3.4 二段浮选

从现场观察的情况看,二段石灰用量过大,不利于铜回收率提高。另外,由于二段石灰用量过大,大量石灰通过厂前回水补加到一段浮选,造成一段浮选pH值偏高,而且难以控制。

3.5 旋流器脱泥

针对旋流器脱泥效果的问题,现场技术人员对脱泥作业取样考查,考查数据列于表5、表6,由于二段尾矿矿泥含量高,经过一次脱泥后,沉砂(即硫精矿)仍夹带大量矿泥,硫精矿过滤十分困难,不得不增开二次脱泥(沉砂再脱泥),采用二次脱泥后,脱泥作业硫回收率由原来75%～80%左右下降到65%左右,硫精矿总回收率明显下降。考查结果表明,旋流器脱泥效果欠佳,主要原因有:

1.给矿浓度低。由于浮选、再磨补加水过大,造成给矿浓度低,仅10%左右,特别是当原矿含硫低、一段硫未充分上浮时,这一问题更为严重。由于给矿浓度低,沉砂浓度只有20%～30%,矿泥夹带十分严重,给硫精矿过滤带来较大影响。

2.给矿粒度细。由于粗精矿夹带大量矿泥、再磨过磨现象较为严重,二段尾矿-0.038 mm粒级含量70%～80%,其中-10μm粒级含量高达40%～50%,部分硫铁矿因粒度过细(泥化)而损失到溢流中,造成脱泥作业回收率较低。

3.由于现场压力表故障,给矿压力不稳,经常出现打空泵现象,对脱泥效率影响大。

4.部分旋流器内衬磨损严重,分级效果较差,精矿品位和回收率都低。

表5 脱泥作业取样考查结果 %

表6 脱泥作业取样考查结果 %

4 技术措施

通过上述现场调查分析,针对目前选硫指标偏低的原因,采取以下措施:

1.降低一段浮选pH值。通过减少二段石灰用量、利用采矿场酸性水降低回水pH值(进高效浓密机)两项措施,将一段浮选pH值从原来9左右降低到7～8。

2.适当降低球磨、再磨钢球充填率,减少过磨现象。

3.减少浮选消泡水和再磨沉砂箱补加水量,将二段尾矿浓度从目前10%提高15%。

4.加强旋流器的操作维修,一方面修复给矿压力测试仪表,通过调节砂泵转速和旋流器开启台数,严格控制旋流器给矿压力;另一方面定期检查旋流器内衬磨损情况,发现问题及时处理。

5.开展试验研究,优化旋流器脱泥工艺参数,寻找新型高效脱泥设备,提高脱泥效率,力争在原矿硫品位较低的情况下(4%左右),采用一次脱泥满足硫精矿过滤需要。

5 旋流器脱泥试验

选厂对脱泥旋流器组进行全面检查,更换其中磨损严重的内衬和沉砂嘴,并选定设备状况较好的5#Ф250旋流器做试验,并将2台海王牌 FX150旋流器安装在7#旋流器位置。在相同给矿压力、给矿粒度、给矿浓度条件下,比较两种旋流器的脱泥效果,同时摸索其适宜的工艺操作参数。试验结果列于表7。

从表7可以看出:(1)Φ150旋流器比Φ250旋流器的脱泥效果好,一次脱泥能满足硫精矿过滤的需要;(2)适宜的工作参数:给矿压力控制在0.20 MPa较为合适,给矿浓度15%左右,Φ150旋流器、22 mm沉砂口。

表7 两种旋流器工艺参数优化试验数据

6 效 果

随着上述技术措施的实施,磨矿浮选工艺条件调整,一段硫回收率明显提高,二段尾矿浓度低、泥化严重的问题也有所好转,为旋流器脱泥作业创造了条件;同时旋流器脱泥试验摸索的工艺操作条件,也为规范、指导脱泥作业的操作提供了依据,从而使脱泥效果得到明显改善,脱泥回收率提高到85%左右。前后生产指标对比情况列于表8。

表8 前后生产指标对比

从表8可以看出,磨矿浮选工艺条件调整到位,硫精矿脱泥参数优化,选硫指标明显提高,5～9月与2～3月相比,在原矿硫品位下降0.6%的情况下,硫精矿回收率提高了13.65%。另外浮选工艺条件的改善,也促进了铜回收率的提高,月累计铜精矿回收率82.41%,比改进前提高了0.90%。

7 结 语

针对城门山矿石含泥量大、硫品位偏低的问题进行了全面的现场调查,采取了一系列的现场技术措施。通过调整磨矿浮选工艺条件、改进脱泥旋流器,优化硫精矿脱泥参数,硫精矿回收率明显提高,生产指标表明,选硫回收率从 39.89%提高到53.54%,硫精矿回收率提高了13.65%,取得了良好的经济效益。

[1] 北京矿冶研究总院.城门山铜硫矿选矿工艺流程验证试验[R].北京:北京矿冶研究总院,1997.

The Practice of Improving the Recovery of Sulfur in Chengmenshan Copper Mine

PENGJun-bo
(Chengmenshan Copper Company JCC,Jiujiang332100,China)

After the research of production in the mill of Chengmenshan copper company,we take many technical measures such as adjusting the technological conditions of grinding and flotation,improving cyclone and optimizing sulfur concentrate desliming parameters.With those efforts,recovery of sulfur increases from 39.89%to 53.54%. And at the same time,recovery of copper increases to 82.41%,which rises by 0.90%.

technical measures;deslime;cyclone;sulfur recovery

TD952

A

1003-5540(2011)01-0005-04

彭俊波(1972-),男,硕士,主要从事选矿技术管理工作。

2010-10-08