闪速浮选技术在粗精矿再磨作业中的应用_刘群.pdf

第 51 卷 2023 年第 2 期编辑安秀清分选36闪速浮选技术在粗精矿再磨作业中的应用刘群1，钟国建1，胡文英1，冯宁1，丁声强1，张跃军21广东省大宝山矿业有限公司广东韶关5121272矿冶科技集团有限公司北京100160摘要：某选厂硫化铜浮选扩产改造后，铜粗精矿产能大幅提升，但现场仍存在用于再磨作业的球磨机处理能力不足的问题，工艺短板限制了选铜技术指标的进一步提升。在分析改造前铜精选流程的基础上，开展了从流程查定、工艺矿物学研究到浮选试验的全面研究，最终确定并实施了铜精选段闪速浮选技术改造方案。在粗精矿再磨分级回路中增加闪速浮选机，闪速浮选机可实现分梯度选矿，有效减轻了再磨机运行负荷，选铜回收率提高了 1.06 个百分点，技术改造效果显著。关键词：硫化铜浮选；闪速浮选机；流程查定；工艺矿物学；分级梯度选矿中图分类号：TD456；TD952 文献标志码：B 文章编号：1001-3954(2023)02-0036-07Application of flash flotation process in regrinding operation of middling concentrateLIU Qun1,ZHONG Guojian1,HU Wenying1,FENG Ning1,DING Shengqiang1,ZHANG Yuejun21Guangdong Province Dabaoshan Mining Co.,Ltd.,Shaoguan 512127,Guangdong,China2BGRIMM Technology Group,Beijing 100160,ChinaAbstract：In a concentrator,the yield of middling copper concentrate greatly enhanced after the innovation of production expansion of copper sulfide flotation,while insufficient processing capacity of the ball mill for regrinding operation in field restricted the further promotion of the technical indexes of copper flotation.After analyzing the original copper concentration process before innovation,the paper researched the process verification,process mineralogy and flotation test,finally determined and conducted the innovation scheme involving flash flotation process in copper concentration stage.The flash flotator was added into the regrinding and classification circuit of the middling concentrate,so as to realize the gradient concentration,thus the operation load of the ball mill relieved and the recovery ratio of copper increased 1.06 percentage points,the remarkable technical innovation effects were obtained.Key Words：flotation of copper sulfide;flash flotator;process verification;process mineralogy;gradient concentration作者简介：刘群，男，1973 年生，高级工程师，主要从事选矿技术和装备的工业应用研究。某 矿山位于粤北南岭地区，为国有大型露天开 采多金属矿山，其上部为褐铁矿帽，建矿 60 多年来已产出大量铁矿石，现已基本消耗殆尽，该矿底部为伴生钨钼铜硫矿床。为提高企业经济效益，2017 年，该矿新建了 7 000 t/d 铜硫选厂(设计指标：铜精矿品位为 17%，选铜回收率为 72%，年产铜精矿超为 8 000 t)，并顺利达产达标。20182021 年，在不变更主体设备的前提下，该矿陆续通过扩产工程和浮选扩容改造工程将产能提升至 10 000 t/d，铜、硫精矿的产量及回收率也有了大幅提升。然而，随着铜粗精矿产率的大幅度增加，再磨作业的球磨机处理能力不足，经常出现吐矿、欠磨等问题，明显的DOI:10.16816/ki.ksjx.2023.02.015第 51 卷 2023 年第 2 期编辑安秀清分选37工艺短板限制了铜回收率的进一步提升1。为此，工程技术人员针对旋流器沉砂开展了闪速浮选试验，在 YX-6 闪速浮选机工程化应用后，生产指标得到了进一步提高。闪速浮选是在高质量分数(60%以上)、粗颗粒状态下的浮选。给矿是磨矿分级回路中的旋流器沉砂，由于含泥量少，减少了细泥对浮选的有害影响2，有用矿物和脉石之间的可浮性差异很大，已解离的有用矿物达到快速浮选，而脉石和一些粗粒连生体没有足够的时间上浮，成为槽底产品，从而实现有用矿物与脉石的分离。与常规浮选相比，闪速浮选更有利于产出粗粒、高品位的精矿。采用闪速浮选技术，既可以降低循环负荷，改善磨矿分级条件，提高磨机处理能力，又可以避免目的矿物因过磨而产生损失，有利于提高有用矿物的总体回收率。1矿石性质1.1工艺矿物学研究矿床属高、中温热液矿床，矿石中的铜矿物主要为黄铜矿，微量铜蓝；锌矿物为闪锌矿；硫矿物主要为黄铁矿，其次为磁黄铁矿。此外，矿石中还有少量的褐铁矿、磁铁矿，以及微量的方铅矿、辉铋矿、碲铋矿、自然铋等金属矿物。非金属矿物主要为石英，其次为绿泥石、正长石、黑云母，少量白云母、绿帘石、钙铝榴石、阳起石、透辉石、斜长石，微量方解石、滑石、橄榄石、高岭石、榍石、磷灰石、萤石等。磁黄铁矿、黄铁矿以及硫化铁矿物集合体的嵌布粒度以粗粒为主。此外，黄铜矿、闪锌矿粒度粗细不均匀，部分呈微细粒产出，需要细磨才能解离；硫矿物解离度相对较高。黄铜矿是矿石中最主要的铜矿物，也是要回收的目的矿物。黄铜矿主要以连生体形式产出，部分呈单体形式产出(见图 1)；部分黄铜矿与磁黄铁矿等硫矿物的嵌布关系密切，常嵌布在一起或相互包裹产出(见图 2 4)；部分黄铜矿与脉石连生(见图 5)，少量黄铜矿呈微细粒包裹在脉石矿物中(见图 6)；有时可见黄铜矿与铜蓝、自然铋、闪锌矿嵌布在一起；偶尔可见黄铜矿呈微粒包裹在闪锌矿中，呈图 5黄铜矿与脉石矿物连生Fig.5 Intergrowth of chalcopyrite and gangue mineral图 1单体形式的黄铜矿Fig.1 Chalcopyrite in monomer form图 2黄铜矿与黄铁矿嵌布连生Fig.2 Inbuilt intergrowth of chalcopyrite and pyrite图 3黄铜矿与磁黄铁矿复杂连生Fig.3 Complicated intergrowth of chalcopyrite and pyrrhotite图 4黄铜矿中包裹磁黄铁矿Fig.4 Pyrrhotite wrapped in chalcopyrite第 51 卷 2023 年第 2 期编辑安秀清分选38固溶体分离结构产出。易泥化矿物含量较高，可能对选矿有一定影响3，在生产中应当引起注意。1.2矿石多元素化学分析原矿化学多元素分析结果如表 1 所列，铜、硫物相分析结果分别如表 2、3 所列。由表 2 可知：矿石中的铜主要以原生硫化铜的形式存在，分布率为 79.72%；其次以次生硫化铜的形式存在，分布率为 8.66%；而氧化铜的分布率仅为 1.54%，因此矿石为硫化矿。因该矿石属于典型的高硫矿石，这可能是影响铜精矿品质的主要原因4。由表 3 可知：矿石中硫主要以非磁性硫化物的形式存在，分布率为 70.13%；其次以磁性硫铁矿的形式存在，分布率为 29.25%；另有 0.62%以其他矿物包裹形式存在。2改造前铜精选流程分析2.1流程简介改造前的铜精选流程如图 7 所示。铜粗精矿自流进入 2 号泵池，由渣浆泵泵至 3 号水力旋流器，旋流器沉砂进入溢流型球磨机再磨，再磨后球磨机排矿进入 2 号泵池循环。旋流器溢流进入浮选柱两次精选，浮选柱精矿为铜精矿；柱选尾矿进入浮选机进行精扫选(一粗两精)，精扫作业尾矿返回铜粗选作业，精扫作业精矿为铜精矿，两精矿合并作为最终铜精矿。该流程充分发挥了浮选柱和浮选机各自的粒度优势，为选厂取得良好的选铜指标奠定了技术基础。目前，该工艺的主要问题存在于磨矿分级流程，铜粗精矿循环量过大，再磨作业中球磨机进料端经常吐矿，磨矿效率低；水力旋流器的分级量效率和质效率也偏低。2.2工艺流程考查针对目前工艺流程中的问题，对铜粗精矿再磨分级进行了一次全面考查。2.2.1分级作业分析铜粗精矿再磨分级作业考查结果如表 4 所列。图 6脉石矿物中呈微细粒的黄铜矿Fig.6 Fine-particle chalcopyrite in gangue mineral表 2铜物相分析结果 Tab.2 Analysis results of copper phase%名称含量分布率原生硫化铜中铜0.40579.720次生硫化铜中铜0.0448.660自由氧化铜中铜0.0071.540总铜0.508100.000表 3硫物相分析结果Tab.3 Analysis results of sulfur phase%名称含量分布率磁性硫化物中硫5.2329.25非磁性硫化物中硫12.5470.13其他矿物包裹硫0.110.62总硫17.88100.00图 7改造前的铜精选工艺流程Fig.7 Process flow of copper concentration before innovation表 4铜粗精矿再磨分级作业考查结果Tab.4 Checking results of middling copper concentrate regrinding and classification operation粒级要求/mm-0.074-0.045-0.010旋流器给矿品位/%77.9531.3823.09旋流器溢流品位/%95.5875.55 1.83旋流器沉砂品位/%75.9720.14 2.89再磨机排矿品位/%80.3823.68旋流器分级量效率/%12.38 48.84 旋流器分级质效率/%10.36 41.61 球磨机返砂比/%890.40 392.97 球磨机磨矿技术效率/%17.27 3.35 球磨机磨矿总效率/%18.35 4.43 注：*单位为 g/t。表 1原矿多元素化学成分分析结果 Tab.1 Analysis results of multi-element chemical composition of raw ore%元素含量元素含量Cu0.450CaO3.510Pb0.037MgO3.780Zn0.120C0.340S18.260Al2O37.540WO30.040P2O50.060Fe24.200K2O2.620SiO233.930Na2O0.047Au*0.040P0.028Ag*7.310As0.007第 51 卷 2023 年第 2 期编辑安秀清分选39由表 4 可以看出，铜粗精矿再磨分级作业中，对给矿-0.074 mm 粒级，球磨机的磨矿总效率为 18.35%，磨矿技术效率为 17.27%，返砂比为 89