某銅礦山硫化銅浮選段技改工業(yè)化應用

王國標

（紫金礦業(yè)集團股份有限公司）

某大型銅礦山設計處理量5 000 t/d，經(jīng)過持續(xù)的設備工藝挖潛，目前生產(chǎn)系統(tǒng)處理量已提升至約8 500 t/d，加上全生命周期內(nèi)硫化銅礦多、氧化銅礦少的供礦變化，對硫化銅礦的處理能力提出了更高的要求。對于過去硫化銅粗掃選泡沫合并再磨再選的四段精選工藝，硫化銅礦處理能力有限。為此，該銅礦山為突破生產(chǎn)瓶頸，優(yōu)化硫化銅浮選段工藝指標，經(jīng)現(xiàn)場不斷調(diào)試，利用閑置浮選機、濃密機，經(jīng)2 次硫化銅浮選工藝技改，以期實現(xiàn)工業(yè)化應用。

1 硫化銅礦生產(chǎn)現(xiàn)狀

1.1 選礦原則工藝

該銅礦山屬于典型的硫氧混合銅礦，硫化銅礦占比25%～30%，以輝銅礦為主；氧化銅礦占比70%～75%，以孔雀石為主。經(jīng)多次試驗及流程論證，最終確定先選硫化銅后選氧化銅，先浮易選氧化銅礦后浮難選氧化銅礦的原則流程［1-2］，并運行至今。自2021 年底，依托頑石破碎系統(tǒng)的穩(wěn)定運行［3］，處理礦量實現(xiàn)大幅提升，加上供礦條件的變化，硫化銅礦占比不斷加大，穩(wěn)定在40%以上，這都對硫化銅浮選段的處理能力及選別效果提出了挑戰(zhàn)。

1.2 硫化銅浮選工藝流程

一直以來，現(xiàn)場執(zhí)行的硫化銅浮選工藝為原礦經(jīng)攪拌桶加藥后，經(jīng)1 粗1 掃，粗掃選泡沫合并入再磨，溢流漿經(jīng)4 次精選（精選1 底流返回至粗選段，精選2、精選3、精選4 底流則順序返回），最終產(chǎn)出合格硫化銅精礦。硫化銅選礦工藝流程見圖1。

該流程配置簡單，屬傳統(tǒng)的再磨再選工藝［4-5］，在過去硫化銅礦少、氧化銅礦多的供礦條件下，工藝易于操作且生產(chǎn)指標穩(wěn)定；但隨著硫化銅礦占比的不斷提升，硫化銅浮選段工藝出現(xiàn)瓶頸，再磨機臺效低且部分過磨，精選區(qū)域經(jīng)常性“跑、冒、滴、漏”，硫化銅后竄頻繁，致使氧化銅精礦含硫偏高，硫化銅浮選系統(tǒng)整體效率較低，從而影響銅的綜合回收率。

此外，試驗發(fā)現(xiàn)硫化銅粗精礦中含有部分解離單體。因此，為實現(xiàn)硫化銅粗精礦中已解離單體能收早收，防止過磨［6］，釋放再磨機臺效，提高硫化銅浮選段處理能力及回收效果，硫化銅浮選技改勢在必行。

2 第一階段硫化銅浮選技改

第一階段工藝技改的方向是硫化銅粗精礦直接精選、中礦合并再磨［7-8］。原礦漿經(jīng)1 粗1 掃，硫化銅粗選泡沫直接經(jīng)3 次精選（精選1 底流進入濃密機），濃縮后的底流與硫化銅掃選泡沫合并進再磨機，再磨礦漿經(jīng)水力旋流器分級后，沉砂返磨機，溢流礦漿再經(jīng)3 次精選（精選1 底流返回硫化銅粗選），2 個階段的精選泡沫產(chǎn)品合并經(jīng)最后一段精選，最終產(chǎn)出合格硫化銅精礦。第一階段硫化銅浮選技改流程見圖2。

該技改工藝于2022 年5—7 月運行，較好地實現(xiàn)了硫化銅粗精礦的能收早收，且有效避免了硫化銅后竄問題；但再磨機磨礦濃度仍較低，且在硫化銅礦配入過高時，雖然該硫化銅浮選技改流程能保證處理量，但精礦品位卻難以穩(wěn)定，尤其是5—6 月，原礦中含較高比例的滑石礦，精礦富集效果明顯存在波動，含氟超標較嚴重［9］。

3 第二階段硫化銅浮選技改再優(yōu)化

鑒于第一階段技改后出現(xiàn)的部分問題，出于完善流程及指標提升的需要，第二階段技改在第一階段的基礎上再優(yōu)化，改硫化銅異步浮選為同步浮選［10］。具體為在硫化銅粗選精礦直接精選、中礦合并再磨的基礎上，取消兩階段精選，硫化銅粗選泡沫直接經(jīng)7次精選，過程中精礦靈活執(zhí)行“能收早收”原則；精選1 底流同樣進入濃密機濃縮，濃縮后底流與硫化銅掃選泡沫合并進水力旋流器預先分級［11］，沉砂進再磨機（第一階段技改運行期間，多次取樣表明，分級沉砂濃度較高，直接進入磨機可有效提高磨礦濃度），溢流礦漿直接返回硫粗選段。第二階段的硫化銅浮選技改再優(yōu)化流程見圖3。

第二階段技改再優(yōu)化流程自2022 年8 月運行至今，硫化銅浮選指標取得了較大突破，整體效率提升明顯。第二階段的硫化銅粗選泡沫7 次精選技改流程自現(xiàn)場應用以來，始終堅持“能收早收”原則，間接提升了選硫段處理能力，大部分時間只執(zhí)行4～5 段精選，精礦產(chǎn)品基本達標，生產(chǎn)指標穩(wěn)定。

4 技改前后生產(chǎn)數(shù)據(jù)對比

2022 年以來，現(xiàn)場硫化銅浮選工藝歷經(jīng)3 個階段，1—4 月為原4 段精選流程；5—7 月為第一階段技改流程；8—12 月為第二階段技改再優(yōu)化流程。通過對技改中的流程考查及現(xiàn)場跟蹤，對相關生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行了統(tǒng)計對比。

4.1 再磨分級系統(tǒng)效率

分別針對3 個階段的硫化銅浮選工藝開展流程考查，通過對再磨分級進料、磨機排礦、分級沉砂及分級溢流等進行篩分，以45 μm 粒級計，計算流程改造前后的再磨分級返砂比、分級質(zhì)效率及分級量效率等［12-13］，統(tǒng)計結(jié)果見表1。

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由表1可知，相較于原4段精選流程，經(jīng)2次技改再磨分級返砂比、分級質(zhì)效率及分級量效率均有不同程度的增加，再磨分級效率提升明顯。此外，技改過程對中礦（硫掃選泡沫及精選1 底流）先行濃密濃縮，同時在濃密機處適當添加絮凝劑，濃縮效果得到改善。第二階段技改再優(yōu)化中的相應磨礦濃度，即分級沉砂濃度平均在50.19%，遠高于原4段精選流程25.13%的再磨濃度，這也有助于再磨機臺效的提升，實現(xiàn)中礦單體充分解離，確保精選段產(chǎn)出合格的硫化銅精礦產(chǎn)品。

4.2 硫化銅精礦質(zhì)量

各階段硫化銅浮選工藝硫化銅精礦富集情況及產(chǎn)品含氟指標見表2。

由表2 可知，隨著技改流程的不斷優(yōu)化，相較于原礦，硫化銅精礦富集效果逐步提升；精礦產(chǎn)品氟元素含量下降明顯，超標率得到有效控制。第一階段硫化銅浮選技改應用期間，原礦含滑石明顯增多，致使硫化銅精礦氟元素超標嚴重，這是進行第二階段技改再優(yōu)化流程的主要原因；取消兩階段精選，硫化銅粗選泡沫直接經(jīng)7次精選，控制滑石配入對精礦品位的影響［14］，精選段靈活執(zhí)行“能收早收”原則，確保了硫化銅精礦產(chǎn)品質(zhì)量的達標。

4.3 氧化銅精礦含硫指標

為充分評估各階段硫化銅浮選工藝對硫化銅礦的選別效果，同步統(tǒng)計實際生產(chǎn)過程氧化銅精礦中的硫含量變化（表3）。

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由表3可知，選硫段相較原4段精選流程，無論是第一階段的技改工藝還是第二階段的技改再優(yōu)化流程，結(jié)合原礦含硫，氧化銅精礦硫元素富集不明顯，含硫指標不斷得到控制，側(cè)面反映出第二階段技改再優(yōu)化流程在避免硫化銅后竄問題上的顯著作用。

4.4 硫化銅浮選段銅回收率

對不同階段硫化銅浮選工藝開展流程考查，利用原礦品位、精礦品位及產(chǎn)率分別計算出選硫段銅的理論回收率［15］，同時統(tǒng)計流程考察期間的生產(chǎn)實際回收率（圖4）。

由圖4 可見，硫化銅浮選工藝從原4 段精選流程經(jīng)2次技改，流程考查計算得到的選硫段銅理論回收率逐步增加，實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)也逐步增加，第二階段的技改再優(yōu)化流程較原4 段精選流程銅回收率增加0.66個百分點。

5 結(jié) 語

（1）某大型銅礦山硫化銅浮選工藝經(jīng)2 次技改，將硫化銅異步浮選改為同步浮選，粗選泡沫直接經(jīng)7段精選，中礦再磨礦漿返粗選工藝。技改后穩(wěn)定了精礦指標，確保了硫化銅精礦品位的達標；根據(jù)后續(xù)滑石礦持續(xù)配入系統(tǒng)的情況，同樣能實現(xiàn)較好的富集效果。此外，硫化銅精礦產(chǎn)品含氟超標率明顯下降。

（2）技改后再磨臺效提升，能收早收，增加了硫化銅礦的處理能力及回收效果。第二階段技改再優(yōu)化中設置7段精選，根據(jù)富集效果可隨時調(diào)整精選段數(shù)，能更好地實現(xiàn)“能收早收”，間接提升精選段處理能力。溢流漿直接返回硫粗選，可彌補再磨后精選段藥劑不足的問題，更有利于硫化銅礦物的回收，硫化銅浮選效率提升，有效避免了硫化銅后竄問題。

（3）技改后浮選操作條件改善。相較于原4段精選工藝及第一階段硫化銅浮選技改流程，兩階段精選整合為一套精選系統(tǒng)，操作上將更有助于崗位指標控制及設備巡查。