微泡浮选机在阿舍勒选矿厂的应用试验与实践

郭桂荣 许新跃 赵 硕 冉 臣 陈晓东 刑岚军 孙希乐

（1.浙江艾领创矿业科技有限公司；2.新疆阿舍勒铜业股份有限公司）

新疆阿舍勒铜业选矿厂采用一二段连续磨矿+铜锌混合浮选+粗精矿再磨+铜锌分离+锌硫分离流程获得铜精矿、锌精矿和硫精矿。从矿石性质看，其中部分独立的铜矿物可浮性较好，若采用半优先浮铜流程获得部分高品质的铜精矿，将可以减少后续工艺的生产压力，提高选矿工艺的整体效率，降低选矿生产成本，提高经济效益。为实现这一目标，开展了半工业浮铜试验研究，重点论证在采用微泡浮选机的情况下进行半优先浮铜的效果。

1 矿石性质

新疆阿舍勒铜矿位于北疆阿勒泰地区哈巴河县境内，是一座大型黄铁矿型铜锌混合矿山，矿石类型有致密状铜锌黄铁矿石、浸染状铜硫矿石、条带状铜锌黄铁矿石等，矿石中的主要有价金属矿物为黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、砷黝铜矿，伴生少量方铅矿、辉铜矿，辉钼矿、斑铜矿、银金矿等微量，金属矿物普遍嵌布粒度较细、嵌布关系复杂，以微细粒他形结构的致密块状、浸染状为主，金银矿物与铜矿物的嵌布关系非常密切，在选矿过程中与铜矿物的走向一致性较好，选铜作业可同时回收金银；主要脉石矿物为石英、绢云母，其次为方解石、重晶石、绿泥石、白云石等。矿床中有相对独立的铜矿体，其中铜矿石中赋存的铜占矿床总铜的65%，其余均以铜锌混合矿石的形式存在，铜锌混合矿石中的铜锌总体可浮性相近，分离难度较大。矿石中的铜绝大部分以原生硫化铜的形式存在，锌的物相分析结果见表1。

2 现场生产工艺

新疆阿舍勒铜业股份有限公司选矿厂分一、二磨浮车间，均采用一二段连续磨矿（一、二段磨矿细度分别为-0.074 mm50%、80%左右）+铜锌混合浮选+粗精矿再磨（-0.043 mm 超过90%）+铜锌分离+锌硫分离流程，该工艺2021年的生产指标见表2。

试验试图通过优化浮选设备，即使用微泡浮选机进行半优先浮铜，以获得高品质铜精矿。

3 微泡浮选机

（1）微泡浮选机的结构与系统组成。精锐微泡浮选机是一种结构紧凑、分选效率高、分选成本低的微泡射流浮选设备。该设备没有搅拌机构，是利用高速射流和流体的紊动作用来实现矿浆充气与矿化的新型浮选设备［1］。微泡浮选机主要由高压给矿系统、自吸充气系统、下冲管、泡沫冲洗水系统和槽体等部分组成。下冲管顶部装有混合头，混合头内设入料口、喷嘴及空气吸入口。该设备的辅助系统包括给料泵及控制仪器仪表。设备的主要结构见图1。

（2）微泡浮选机的工作原理。高压矿浆从浮选机顶部打入，形成高速射流，在密封套管内形成负压，从空气导管吸入空气，射流矿浆卷裹着气体进入下冲管，在流体的高度紊动作用下，气体被分割成无数微泡，并不断与矿粒发生碰撞和吸附，从而完成矿化过程。三相流从下冲管底部涌出，携带目的矿物颗粒的气泡上浮至矿浆面，形成泡沫层，经喷淋水冲洗后进入泡沫槽，目的矿物得到富集，非目的矿物随矿浆排出，从而完成一次分选作业［2］。

（3）设备特点。①微泡浮选机产生的气泡分散性好，气泡直径小、比表面积大，矿浆内气体容量大，矿化时间短。②气泡密集、上浮速度快、运动距离短、携矿能力强，浮选时间仅为常规浮选机的20%左右，因而设备单位体积处理能力大。③矿化区主要集中在气泡发生器的下冲管内，在狭小空间内的高速射流具有强大的搅动效果，增大了微细矿粒与气泡的碰撞几率，因而对细粒捕收能力强。④矿浆具备内循环功能，有利于构造好的分选环境。当新给矿量波动较大时，系统具备自动分流部分尾矿浆进入原矿池的能力，从而保持原矿池的液位及浮选机的给矿压力恒定，稳定生产。此外，调浆和矿化过程在下冲管内一步完成，与泡沫上升区、精矿区、尾矿区等分处不同部位，互不干扰，因而分选环境好。⑤微泡浮选机选矿效率高，一台微泡浮选机可以代替规格大致相当的几台传统浮选设备。⑥设备无转动部件，易损件少，因而维修量小，设备作业率高，比常规浮选机节能30%左右。

4 试验结果与讨论［3-5］

试验设备形象联系图见图2。

4.1 捕收剂种类试验

捕收剂种类试验固定矿浆浓度为36%左右，循环负荷为100%，给矿压力为200 kPa，吸气负压为10 kPa 左右，其他工艺技术参数参照现场，捕收剂用量均为20 g/t，试验结果见表3。

从表3 可以看出，捕收剂SR420M 和Z-200 对应的精矿指标较好，表明采用选择性较强的捕收剂可以获得理想的选矿指标。结合现场工艺及药剂使用情况，确定采用Z-200为后续选别的捕收剂。

4.2 Z-200用量试验

Z-200用量试验固定矿浆浓度为36%左右，循环负荷为100%，给矿压力为200 kPa，吸气负压为10 kPa左右，其他工艺技术参数参照现场，Z-200用量试验结果见表4。

从表4 可以看出，随着Z-200 用量的增大，铜精矿铜品位呈先慢后快的下降趋势，铜回收率和锌指标均呈先慢后快的上升趋势。综合考虑，认为半优先浮铜Z-200用量为30 g/t。

5 半优先浮铜作业微泡浮选机与浮选柱生产指标对比

半优先浮铜作业微泡浮选机与浮选柱生产指标对比在一、二车间进行，微泡浮选机安装在二车间，与一车间的浮选柱进行对比，在矿石及其磨矿细度、药剂制度相同的情况下生产指标见表5。

从表5 可以看出，在可比条件下，以微泡浮选机为半优先浮铜设备可以获得比浮选柱更高品位和回收率的优质铜精矿，精矿铜品位高2.47 个百分点、铜回收率高8.40 个百分点，而锌含量和回收率分别低0.08和1.25个百分点。因此，使用微泡浮选机为半优先浮铜设备，铜精矿指标优势明显。

6 结论

（1）新疆阿舍勒黄铁矿型铜锌混合矿石中主要有价金属矿物为黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、砷黝铜矿，嵌布粒度普遍较细、嵌布关系较复杂，以微细粒他形结构的致密块状、浸染状为主；主要脉石矿物为石英、绢云母，其次为方解石、重晶石、绿泥石、白云石等。

（2）现场工艺流程为一二段连续磨矿+铜锌混合浮选+粗精矿再磨+铜锌分离+锌硫分离流程，一段磨矿细度为-0.074 mm 约占50%、二段磨矿细度为-0.074 mm 目约占80%、铜锌混粗精矿再磨细度为-0.043 mm 超过90%，获得的铜精矿铜品位为20.21%、回收率为91.17%，锌精矿锌品位为48.34%、回收率为57.56%。

（3）试验研究表明，采用半优先浮铜工艺可以提前获得相当量的高品质铜精矿，有助于减少后续工艺的生产压力，提高选矿工艺的整体效率，降低选矿生产成本，提高经济效益。

（4）现场生产实践表明，二车间安装微泡浮选机，一车间维持浮选柱，在可比条件下，以微泡浮选机为半优先浮铜设备可以获得比浮选柱更高品位和回收率的铜精矿，精矿铜品位高2.47 个百分点、铜回收率高8.40个百分点，而锌含量和回收率分别低0.08和1.25个百分点，指标优势明显。