安徽太平礦業(yè)公司銅金選礦工藝優(yōu)化及生產實踐

張國剛 王鵬 張川 賴富來 馮晟

摘要：針對安徽太平礦業(yè)公司銅金多金屬礦石處理過程中金、銅回收率較低的情況，通過流程考查，查找現(xiàn)場生產中存在的問題，并對其磨浮工藝進行了優(yōu)化。通過調整磨礦分級工藝參數(shù)及設備，更換及增設浮選機和附屬設施，改變藥劑作用方式等，大幅提高了浮選生產指標，降低了生產成本。優(yōu)化后銅回收率由55.47 %提高到63.86 %，提高了8.39百分點;金回收率由59.41 %提高到67.51 %，提高了8.10百分點;增加經濟效益498.481 1萬元/a，優(yōu)化效果顯著。

關鍵詞：銅金多金屬礦;浮選;磨礦;藥劑制度;分級;自動加藥;工藝優(yōu)化

中圖分類號：TD952文獻標志碼：A

文章編號：1001-1277（2020）08-0071-05doi：10.11792/hj20200813

引 言

安徽太平礦業(yè)有限公司（下稱“安徽太平礦業(yè)公司”）選礦廠于2009年5月建成投產，處理礦石為銅金多金屬礦石，設計處理能力1 500 t/d，選礦工藝為抑硫優(yōu)先浮選銅金—尾礦磁選選鐵。該工藝流程的缺點是硫化礦物進入磁選，影響了鐵精礦的品級，從而影響了企業(yè)的經濟效益。為此，安徽太平礦業(yè)公司于2012年5月將選礦工藝改為金銅硫混合浮選—混精分離—混合浮選尾礦磁選選鐵工藝，鐵精礦中硫含量明顯降低，增加了企業(yè)的經濟效益。但是，近年來，隨著采礦作業(yè)的推進，礦石性質發(fā)生了一定的變化（主要表現(xiàn)在殘采礦石增加），且由于選礦工藝及設備等也存在一些問題，導致選礦廠處理能力及金、銅的回收率處于較低水平，分別僅為1 350 t/d、59.41 %和55.47 %，對企業(yè)的經濟效益產生了較大的影響。鑒于此，安徽太平礦業(yè)公司通過對現(xiàn)場工藝進行流程考查，查找工藝存在的問題，并實施了工藝優(yōu)化，取得了良好的生產指標和經濟效益，可為類似選礦廠選礦工藝優(yōu)化提供參考。

1 礦石性質

礦石中金和銅的品位分別為0.5 g/t 和0.25 %，鐵為40.17 %、硫為1.28 %，金屬硫化礦物主要為黃鐵礦、黃銅礦，少量磁黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦等;氧化鐵礦物主要為磁鐵礦，少量赤鐵礦、褐鐵礦等;目的銅礦物主要為黃銅礦，少量斑銅礦、輝銅礦等次生銅礦物;脈石礦物主要為蛇紋石，其次為方解石、白云石、橄欖石、云母、長石、石英、石榴石、綠簾石、透輝石、鐵輝石，少量角閃石、磷灰石、硅灰石、榍石、滑石、高嶺石、重晶石、金紅石等。原礦化學多元素分析結果見表1，礦石礦物組成分析結果見表2。

將礦石磨至細度-0.074 mm占65 %，進行金、銅嵌布狀態(tài)分析，結果表明：礦石中呈單體狀態(tài)存在的金礦物和黃銅礦分別占11.17 %和63.03 %，脈石礦物包裹的金礦物、黃銅礦分別占4.32 %和26.65 %。金礦物嵌布狀態(tài)分析結果見表3，黃銅礦嵌布狀態(tài)分析結果見表4。

綜上分析：由于礦石中單體金礦物和單體黃銅礦的分布率均不高，因此最大限度地回收單體金礦物、硫化銅礦物連生金礦物及單體銅礦物對提高金、銅回收率至關重要[1]。

2 工藝流程考查

為了能夠對磨礦分級及浮選作業(yè)的各項工藝參數(shù)及技術指標進行科學分析和評價，找出現(xiàn)場生產中存在的問題，為進一步優(yōu)化生產工藝提供可靠的技術依據(jù)，對浮選作業(yè)進行了詳細的流程考查[2]。磨礦分級工藝礦漿流程見圖1（c為礦漿濃度），浮選工藝數(shù)質量流程見圖2（t為浮選時間）， 磨礦分級工藝主要參數(shù)見表5。

通過流程考查發(fā)現(xiàn)，磨浮流程存在的主要問題有：①磨機處理量較低，僅為56.47 t/h，據(jù)此計算，處理能力僅為1 355.28 t/d，未達到設計處理能力1 500 t/d;②球磨機比生產率（按-0.074 mm計）為0.774 t/（m3·h），數(shù)值偏低;③混合浮選粗選回收率較低，金、銅總回收率不高;④混合浮選尾礦流失的單體黃銅礦、金礦物分別為14.90 %和10.25 %，硫精礦中流失的單體黃銅礦、金礦物分別為20.66 %和15.35 %，不合理流失金、銅較高[3]。

3 工藝優(yōu)化

3.1 磨礦分級

1）更換球磨機鋼球。通過對球磨機內鋼球工況研究發(fā)現(xiàn)，球磨機內鋼球的失圓率高達30 %以上，碎球、半球很多。分析認為：主要原因是當前使用的低鉻球易碎、耐磨度低。因此，將低鉻球更換為中鉻球，鋼球的失圓率、碎球率明顯降低。

2）提高球磨機鋼球充填率和磨礦濃度。流程考查發(fā)現(xiàn)（見表5）：球磨機中鋼球充填率僅為34.16 %，這主要是由于鋼球質量較差，其消耗量大于補加量所致;同時，磨礦濃度較低，僅為70.65 %，也加速了鋼球的消耗[4]。為此，將鋼球充填率提高到40 %，磨礦濃度調整到75 %～78 %。

3）更換旋流器分級給礦泵和調整旋流器沉砂嘴尺寸?，F(xiàn)場旋流器沉砂濃度為67.33 %，濃度偏低。流程考查發(fā)現(xiàn)：旋流器給礦泵能力不足，當水量或礦量較大時，會出現(xiàn)泵池冒槽問題;現(xiàn)場往往通過加大頻率的方法加以解決，但效果并不理想，只能被動地降低礦量[5]。綜合分析，其主要問題是150YTZ-500渣漿泵能力不足，且旋流器沉砂嘴直徑過小。為此，將150YTZ-500渣漿泵更換為150ZBD-530渣漿泵，旋流器沉砂嘴直徑由110 mm調整為120 mm。

通過采取以上措施，球磨機比生產率由0.774 t/（m3·h）提高到0.834 t/（m3·h），分級量效率由58.42 %提高到73.10 %，質效率由49.26 %提高到63.50 %，在保證旋流器溢流細度-0.074 mm占 65 %的情況下，磨礦分級處理量提高到62 t/h，處理能力達到1 500 t/d左右，磨礦分級處理量提高了約150 t/d。

3.2 浮 選

1）調整混合浮選藥劑制度、藥劑添加位置及浮選充氣量。流程考查中發(fā)現(xiàn)，混合粗選金回收率僅為75 %左右，指標較低。分析認為：主要原因是粗選藥劑作用欠佳，礦化效果不好，充氣效果不佳。為此，進行了以下優(yōu)化：

一是增加加藥點，改變藥劑添加點及用量，靈活添加2號油和MIBC[6]。浮選藥劑添加點是決定浮選生產指標的重要因素之一，由于粗選作業(yè)捕收劑添加點為浮選給礦前調漿攪拌槽，同時靠近浮選作業(yè)給礦管，會出現(xiàn)藥劑“短路”現(xiàn)象，致使有用礦物與浮選藥劑作用時間過短，造成目的礦物礦化程度低，影響浮選效果。為了強化粗選作業(yè)浮選效果，將部分粗選作業(yè)捕收劑由調漿攪拌槽移至旋流器分級給礦砂泵池，既增加了捕收劑與礦漿的作用時間，又使藥劑盡快與礦物新鮮表面接觸，防止在磨礦過程中礦物新鮮表面受到污染，強化了捕收劑的作用。

在工藝優(yōu)化過程中，隨著礦石性質的變化，時有浮選泡沫過黏的現(xiàn)象出現(xiàn)，惡化浮選選別效果。結合現(xiàn)場生產實際情況，采用2號油和MIBC 2種藥劑靈活添加的方式加以解決。在泡沫不黏稠的情況下，使用2號油，增加泡沫強度，保證浮選泡沫厚度;在泡沫黏稠、強度大的情況下，停用2號油，改用MIBC，利用MIBC泡沫黏度低的優(yōu)勢，改善浮選環(huán)境，消除因浮選泡沫過黏造成的浮選環(huán)境惡化的現(xiàn)象。此外，根據(jù)生產實際狀況，配合使用2號油和MIBC，一方面保證了起泡劑的用量充足，另一方面保證了泡沫強度在適宜范圍內。優(yōu)化前后藥劑添加點和用量對比見表6。

二是調整混合粗選及掃選作業(yè)的充氣量，提高礦化效果[7]。對浮選工藝過程來說，充氣量愈大，空氣彌散愈好，氣泡分布愈均勻，則礦粒與氣泡接觸碰撞的幾率愈大，浮選速度愈快，浮選生產能力愈高。研究表明，浮選機的充氣量在0.8～1.0 m3/（m2·min）時，浮選指標較為理想?，F(xiàn)場浮選機充氣量測定結果顯示：部分浮選機充氣量大部分時間不足0.8 m3/（m2·min），低于生產實踐的經驗值0.8～1.0 m3/（m2·min），表明當前充氣量不在適宜范圍內。因此，對充氣量不足的浮選機進行了調整，使充氣量基本保持在0.8～1.0 m3/（m2·min）。

2）優(yōu)化混合浮選設備性能，挖掘設備潛能。流程考查中發(fā)現(xiàn)，浮選機液面存在翻花、泡沫跑偏及中礦返回不暢的現(xiàn)象。分析認為：主要是由穩(wěn)流板磨損，充氣管局部堵塞，自吸式浮選機水輪和蓋板間隙過大，管路密封不夠等造成的。為此，對混合浮選設備及附屬管路進行了維修，調整吸漿槽水輪與蓋板間的距離為5～8 mm，并對磨損的水輪和蓋板進行了更換，重新捆扎密封各作業(yè)段吸漿槽的礦漿管路接頭;同時，清理了浮選機中心筒內及氣泡彌散筒內殘留的顆粒礦泥及雜物，并對定子的中心位置進行了調整并加以固定，從而消除了浮選液面翻花及泡沫跑偏的現(xiàn)象，增強了浮選液面的穩(wěn)定性，使浮選礦漿循環(huán)暢通。

3）增設分離浮選前預處理攪拌槽，增加抑制劑作用時間?，F(xiàn)場銅硫分離中抑制劑采用電石渣，電石渣乳直接加入分離粗選作業(yè)，導致抑制劑與礦漿作用時間不足，嚴重影響了抑制效果，不利于銅的回收及銅精礦品位的提高。為此，增設1臺1.5 m×1.5 m提升攪拌槽（礦漿流量11.84 m3/h，攪拌時間設計為10 min，實際為11.15 min），增加抑制劑電石渣與礦漿的作用時間。

4）更換分離浮選浮選機?，F(xiàn)場分離浮選浮選機為2 m3的BF-2自吸機械攪拌式浮選機，因設備使用時間過長，已嚴重老化，吸氣吸漿效果極差，維修后仍達不到工藝要求[8]，因此將其更換為4 m3的XCF-4充氣式浮選機（有自吸功能）和KYF-4充氣機械攪拌式浮選機，即原粗選（2臺BF-2）-2次精選（各1臺BF-2）-3次掃選（各2臺BF-2）改為粗選（首槽1臺XCF-4、末槽1臺KYF-4）-2次精選（各1臺XCF-4）-掃選一（首槽1臺XCF-4、末槽1臺KYF-4）、掃選二（首槽1臺XCF-4、末槽1臺KYF-4）。更換后，設備運行平穩(wěn)，效果良好，經流程考查確認，分離浮選的時間延長了近7 min。

5）增設自動加藥裝置?，F(xiàn)場原加藥方式是以高差為動力的自流加藥方式，加藥裝置容易出現(xiàn)閥門堵塞，藥劑腐蝕金屬閥門等情況，且受限于高差動能的變化，無法做到藥劑用量的精準化控制。經分析，采用蠕動泵加藥系統(tǒng)進行藥劑添加，同時增加了配套藥劑澄清槽，增設了高壓氣泵、除渣格篩等裝置，使得藥劑的添加更加準確、穩(wěn)定。加藥系統(tǒng)設備連接見圖3。

3.3 優(yōu)化效果

選礦工藝優(yōu)化歷時9個月，在不對日常生產造成重大影響的前提下，對磨礦分級、浮選作業(yè)進行了相應的技術改造，生產調試后進入穩(wěn)定期。工藝優(yōu)化前后累積生產指標見表7。

提高到63.86 %，提高了8.39百分點;金回收率由59.41 %提高到67.51 %，提高了8.10百分點，銅精礦銅品位由14.16 %提高到15.49 %（銅計價系數(shù)提高1.5百分點）。按此數(shù)據(jù)，以原礦處理量240 000 t/a計算，每年可多回收銅44.299 2 t、金9.136 8 kg。按基準銅價格46 610元/t，黃金價格310元/g，參照安徽太平礦業(yè)公司銅精礦銷售計價方法，14 %～15 %品位銅銷售價格為 37 521.05元/t（計價系數(shù)80.5 %），15 %～16 %品位銅銷售價格為38 220.20元/t（計價系數(shù) 82.0 %），金銷售價格為271.04元/g，銅增加經濟效益為189.789 2萬元/a，金增加經濟效益為260.991 9萬元/a，合計增加經濟效益為450.781 1萬元/a。

此外，通過工藝優(yōu)化，降低了生產成本。選礦廠處理能力由1 350 t/d提高到1 500 t/d，電耗明顯降低，由37.33 kW·h/t降至34.68 kW·h/t;以原礦處理量240 000 t/a，電費0.75元/（kW·h）計算，節(jié)約電費47.7萬元/a。 兩項合計增加經濟效益498.481 1萬元/a，經濟效益顯著。

4 結 論

1）生產工藝流程考查發(fā)現(xiàn)：磨礦分級工藝存在的鋼球質量不佳、球磨機鋼球充填率較低、磨礦濃度過低、旋流器給礦泵能力不足等問題，是導致磨礦分級效率不高、處理能力較低的主要原因;浮選工藝存在的浮選機性能較差、充氣量不足、分離浮選抑制劑作用時間不足、浮選藥劑制度不盡合理等問題，是導致混合浮選尾礦、分離浮選硫精礦中金、銅不合理流失的主要原因。

2）磨浮工藝優(yōu)化生產實踐表明：改變球磨機添加鋼球的種類，提高入磨鋼球質量和鋼球充填率，以及調整球磨機磨礦濃度、沉砂嘴尺寸等，可提高磨礦效率，增加礦石處理能力;調整粗選捕收劑添加地點，合理分配各作業(yè)藥劑用量并使用自動加藥裝置精準添加，增大浮選各作業(yè)充氣量，更換浮選機，增設分離浮選前攪拌槽等，有助于提高浮選生產指標。

3）通過工藝優(yōu)化，銅、金的回收率分別由 55.47 %、59.41 %提高至 63.86 %、67.51 %，分別提高了8.39百分點和8.10百分點，浮選銅精礦銅品位由14.16 %提高到15.49 %，增加經濟效益達450.781 1萬元/a。選礦廠處理能力由1 350 t/d提高到1 500 t/d，電耗由37.33 kW·h/t降低到34.68 kW·h/t，由此節(jié)約電費47.7萬元/a。兩項合計增加經濟效益498.481 1萬元/a，生產優(yōu)化效果與經濟效益顯著。

[參 考 文 獻]

[1] 何旭，師芩梅.云南某低品位銅礦浮選工藝流程試驗研究[J].世界有色金屬，2017（14）：92-93.

[2] 王韓生.干樹金礦浮選工藝流程的研究[J].礦產綜合利用，1989（6）：23-26.

[3] 張岳.某金銅礦選礦工藝優(yōu)化研究[J].金屬礦山，2009（4）：56-59.

[4] 楊斌，左全坤.某銅礦選礦廠浮選工藝流程改造設計與實踐[J].有色冶金設計與研究，2017，38（1）：10-12，23.

[5] 高淑玲，魏德洲，方萍，等.充氣量對低品位鋁土礦旋流-反浮選分離的影響[J].東北大學學報（自然科學版），2009，30（1）：141-144.

[6] 周利華.黃銅礦與磁黃鐵礦浮選分離的機理研究及技術應用[D]. 贛州：江西理工大學，2017.

[7] 李省偉，嚴仁欠，賀三章，等.青海某選礦廠浮選流程改進研究[J].世界有色金屬，2018（1）：56-57.

[8] 胡岳華，馮其明.礦物資源加工技術與設備[M].北京：科學出版社，2006：60-72.