韋會福 童 雄 謝 賢

(1.昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院；2.云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司)

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某單銅礦選廠銅鋅工藝技改及生產(chǎn)實(shí)踐

韋會福1，2童 雄1謝 賢1

(1.昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院；2.云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司)

某選礦廠原選銅、鋅流程改為單銅礦選礦工藝后，針對礦石性質(zhì)變化、產(chǎn)能變化及生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)較低的現(xiàn)狀，分析了現(xiàn)有生產(chǎn)工藝存在的問題。為提升銅、鋅精礦品質(zhì)，在現(xiàn)有工藝流程的條件上，將原選銅全優(yōu)先浮選工藝優(yōu)化為選銅優(yōu)先浮選+分支浮選相結(jié)合及延長鋅、硫分離浮選的工藝流程，成功將銅精礦品位由21%提升到25.67%，回收率由88.60%提升到92.78%，銅精礦雜質(zhì)含鋅、含砷分別由9.0%、0.92%降至6.0%、0.65%；鋅精礦回收率由21.78%提升到40.67%。通過實(shí)施銅鋅工藝改造，全面提升了銅、鋅精礦品質(zhì)和回收率，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

單銅礦 優(yōu)先浮選 分支浮選 工藝技改 經(jīng)濟(jì)效益

某選礦廠自改為單銅礦選礦工藝以來，由于原礦供礦性質(zhì)發(fā)生較大變化，特別是原礦含銅品位大幅上升由0.18%提升到0.76%，選鋅品位由3.5%下降到0.8%。改為單銅礦選廠后將原選鋅流程改為選銅流程，選鋅流程調(diào)整為鋅、硫混浮和鋅、硫分離流程，從而實(shí)現(xiàn)銅鋅精礦的獨(dú)立回收。隨著原礦供礦性質(zhì)發(fā)生較大變化，原選銅優(yōu)先浮選工藝及選鋅精選流程不能滿足原礦性質(zhì)改變后的選別要求，銅精礦、鋅精礦技術(shù)指標(biāo)提升困難。為此，針對原礦性質(zhì)及選礦工藝變化的特點(diǎn)，在借鑒吸收中南大學(xué)新型浮選藥劑0L-ⅡA對該單銅礦試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，對原生產(chǎn)工藝進(jìn)行了選銅優(yōu)先浮選與分支浮選相結(jié)合及優(yōu)化延長鋅硫分離浮選工藝的技術(shù)改造[1-4]，提升了銅、鋅精礦技術(shù)指標(biāo)，取得了較好的綜合經(jīng)濟(jì)效益。

1 礦石性質(zhì)

某選廠單銅礦原礦性質(zhì)較為復(fù)雜，原礦中金屬礦物主要以黃銅礦、閃鋅礦、錫石、黃鐵礦為主；其次為磁黃鐵礦；少量及微量礦物有方鉛礦、輝鉬礦；稀貴金屬礦物主要有銦、銀、鎵、鍺的硫化礦物等。非金屬礦物有石英、毒砂、硅酸鹽礦物等。礦石中銅鋅礦物嵌布特征復(fù)雜，黃銅礦與閃鋅礦密切共生，細(xì)粒嵌布穿插，相互包裹。黃銅礦多以細(xì)粒嵌布于閃鋅礦、石英及硫化礦物中，造成銅鋅礦物難以單體解離，且原礦次生泥化大，對選礦指標(biāo)非常不利。原礦主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1。

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

注：Ag、In含量單位為g/t。

由表1可知，試樣中主要元素為Cu、Zn、Sn，雜質(zhì)主要為As、SiO2、S、Fe；試樣中Ag、In等稀貴金屬元素含量較低，不宜單獨(dú)回收；宜采用浮選法回收的有價(jià)金屬元素主要為Cu、Zn、Ag、In，其中Ag、In主要富集在銅精礦、鋅精礦中。

2 生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀

2.1 原生產(chǎn)工藝流程

某選礦廠至1960年建廠以來，幾經(jīng)擴(kuò)建使得現(xiàn)場設(shè)備配置十分緊湊。通過對磨礦擴(kuò)容、增加浮選設(shè)備等措施，其原礦處理能力提高到1 100 t/d，原礦含銅品位平均為0.7%、含鋅品位平均為0.8%，含錫品位平均為0.18%?，F(xiàn)磨浮生產(chǎn)工藝為破碎后礦石經(jīng)2段連續(xù)閉路磨礦，最終產(chǎn)品粒度由旋流器與2段磨礦閉路控制，磨礦產(chǎn)品細(xì)度為-0.074 mm 70%，磨礦產(chǎn)品先進(jìn)入選銅流程，經(jīng)優(yōu)先浮選流程通過2次粗選、銅粗選礦再磨、4次掃選、4次精選后得到銅精礦產(chǎn)品。選銅尾礦經(jīng)混合浮選通過1粗2掃1精后，得到鋅硫混合精礦，混浮精礦經(jīng)脫藥后進(jìn)行鋅硫分離浮選。鋅硫分離浮選經(jīng)1粗1掃3精后，得到鋅精礦產(chǎn)品和硫精礦產(chǎn)品。原生產(chǎn)工藝流程見圖1。

2.2 原生產(chǎn)工藝藥劑制度

由于原礦中銅鋅礦物嵌布粒度細(xì)且相互穿插共生關(guān)系復(fù)雜，及仍需兼顧后續(xù)重選選錫工藝錫綜合回收率指標(biāo)，銅鋅分選難度較大，原生產(chǎn)工藝使用的藥劑種類較多。原生產(chǎn)工藝使用的藥劑主要如下：

圖1 原生產(chǎn)工藝流程

(1)選銅作業(yè)優(yōu)先浮選工藝捕收劑主要為混合捕收劑，新捕收劑0L-ⅡA與混合捕收劑使用比例為1∶2，捕收劑總量為120 g/t，混合捕收劑配比為320黃藥∶乙硫氮∶丁銨黑藥∶乙基黃藥=2∶2.5∶3∶1；抑制劑主要采用石灰、腐植酸鈉、漂白粉、硫酸銨、硫酸鋅來抑制含砷、含鋅礦物；起泡劑為MIBC。

(2)鋅硫混浮作業(yè)主要采用硫酸、X-43作為活化劑，用混合捕收劑(丁銨黑藥∶乙基黃藥∶206黃藥=1∶3.8∶5.2)捕收鋅硫礦物，用松醇油作起泡劑。

(3)鋅硫分離浮選作業(yè)先將鋅硫混合精礦通過攪拌脫藥，采用石灰對硫砷進(jìn)行抑制，最終泡沫產(chǎn)品為鋅精礦，底流產(chǎn)品為硫精礦。

2.3 原生產(chǎn)工藝流程存在的不足

(1)選銅作業(yè)采用優(yōu)先浮選流程，隨著原礦含鋅、含砷品位增加，原浮選工藝流程粗選僅由4槽4 m3浮選機(jī)組成，其浮選時(shí)間嚴(yán)重不足。為提高銅回收率在選銅粗選添加捕收劑用量較大，存在“強(qiáng)拉”現(xiàn)象，造成大量鋅砷礦物進(jìn)入后續(xù)精選作業(yè)，銅精選作業(yè)降雜難度大，銅精礦含鋅、含砷高居不下，銅精礦含鋅達(dá)9.0%、含砷達(dá)0.92%，銅精礦品位也只有20%左右，銅精礦品質(zhì)提升困難。

(2)鋅硫分離浮選作業(yè)采用抑硫浮鋅工藝，流程配置較短，特別是精選、掃選次數(shù)少，精選鋅礦物單體解離度不夠，造成鋅硫分離指標(biāo)低，主要表現(xiàn)為鋅精礦品位不高，鋅精礦品位40%都很難保證，鋅硫分離尾礦含鋅高，鋅精礦綜合回收率較低僅為20%左右。

3 工藝技改

針對原銅鋅浮選工藝存在的問題，該廠2015年底通過大量的調(diào)查研究，根據(jù)采場后續(xù)供礦計(jì)劃及礦石理化性質(zhì)，提出了采用優(yōu)先浮選+分支浮選工藝、延長鋅硫分離浮選流程并增加1次鋅粗精礦再磨工藝對原生產(chǎn)工藝進(jìn)行技術(shù)改造。技改后工藝流程見圖2。

如何保證無機(jī)化學(xué)教學(xué)中的經(jīng)典理論體系同現(xiàn)今的科學(xué)相融合，既讓學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)掌握無機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)知識，又能學(xué)以致用，適應(yīng)現(xiàn)今科學(xué)的迅速發(fā)展要求，這對課堂教學(xué)提出了更高的要求，更是任課教師需要持續(xù)研究的課題。

由圖2可知，技改后銅鋅選礦工藝較原生產(chǎn)工藝特點(diǎn)如下：

(1)選銅工藝技改后將選銅粗選由4槽4 m3浮選機(jī)調(diào)整為5槽4 m3浮選機(jī)，同時(shí)將原銅精選1尾礦單獨(dú)進(jìn)行分支浮選，即新增銅精掃作業(yè)，增加1次粗選2次掃選作業(yè)，通過以上技改有效減輕了選銅粗選及銅精選的生產(chǎn)負(fù)荷，為銅精選提升銅精礦指標(biāo)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

(2)選鋅工藝在充分利用選廠現(xiàn)有閑置設(shè)備及場地的基礎(chǔ)上，將原鋅硫分離浮選流程整體搬遷至原重選中礦脫硫平臺，原鋅硫分離浮選流程改為選銅分支浮選流程。通過設(shè)計(jì)將鋅硫分離浮選流程延長為1次粗、2次掃選、4次精選的浮選流程，同時(shí)鋅硫分離粗選泡沫產(chǎn)品進(jìn)行集中再磨，進(jìn)一步提升鋅礦物的單體解離度(-43 μm占85%以上)，為進(jìn)一步提升鋅精礦綜合生產(chǎn)指標(biāo)創(chuàng)造了條件。

(3)藥劑制度方面主要針對選銅捕收劑進(jìn)行優(yōu)化，通過試驗(yàn)確定選銅捕收劑總用量為100 g/t(新型捕收劑0L-ⅡA∶混合捕收劑=4∶1)，降低了選銅捕收劑藥劑單耗，增加了捕收劑的選擇性能，進(jìn)一步降低了銅粗精礦中鋅硫等雜質(zhì)的夾帶量，減輕了銅精選作業(yè)的生產(chǎn)負(fù)荷，有助于提升銅精礦品質(zhì)。

4 技改后生產(chǎn)實(shí)踐及經(jīng)濟(jì)效益

4.1 生產(chǎn)實(shí)踐

實(shí)施技改后，通過系列調(diào)控措施，確保技改取得實(shí)效，具體如下：

(2)嚴(yán)格控制選銅各作業(yè)pH值，將選銅粗選作業(yè)pH值控制在8～8.5，銅精選1作業(yè)pH值控制在9～10，銅精選2至精選5作業(yè)pH值控制在10～12。

圖2 技改后銅鋅浮選工藝流程

(3)硫酸鋅抑制劑添加方面，重點(diǎn)控制銅精選作業(yè)的添加量，其次是在磨礦1段磨機(jī)進(jìn)料口及銅粗選攪拌桶分別添加20、40 g/t，將大部分硫酸鋅用量添加在銅精選作業(yè)，硫酸鋅總用量控制在150 g/t以內(nèi)。

(4)降砷藥劑腐植酸鈉、漂白粉、硫酸銨總用量控制在200 g/t以內(nèi)。

(5)鋅硫混浮作業(yè)重點(diǎn)做好鋅硫礦物的活化工作，將鋅硫混合精礦綜合回收率控制在70%以上。

(6)鋅硫分離方面，一是控制好精選各作業(yè)的pH值，確保黃鐵礦、毒砂等硫化礦物得到較好的抑制[5]；二是控制好鋅硫分離粗選泡沫產(chǎn)品再磨質(zhì)量，確保再磨旋流器溢流產(chǎn)品中-43 μm粒級占85%以上，進(jìn)一步提升鋅硫礦物的單體解離度，為提升鋅精礦品質(zhì)創(chuàng)造條件。

4.2 技改前后生產(chǎn)工藝技術(shù)指標(biāo)對比

技改后新工藝較原生產(chǎn)工藝在提升銅、鋅精礦品質(zhì)，適應(yīng)原礦變化方面體現(xiàn)出巨大優(yōu)勢，技改前后銅鋅浮選工藝技術(shù)指標(biāo)見表2。

由表2可知，該廠對銅鋅浮選工藝進(jìn)行技改后，選銅及選鋅指標(biāo)均得到較大提升，選銅作業(yè)在原工藝基礎(chǔ)上實(shí)施分支浮選及浮選擴(kuò)容技改，進(jìn)一步提升粗選浮選機(jī)有效容積，提高了銅精選入選物料質(zhì)量，銅精礦品位由21%提升到25.67%，回收率從88.6%提升到92.78%，銅精礦含鋅量由9.0%降至6.0%，銅精礦含砷量由0.92%降至0.65%，銅精礦品質(zhì)得到較大提升；選鋅作業(yè)通過延長鋅硫分離浮選流程，增加鋅硫分離鋅粗精礦再磨工藝，在保持鋅精礦品位基本穩(wěn)定的情況下，鋅精礦回收率由21.78%提升到40.67%，鋅精礦回收率較原生產(chǎn)工藝提升了18.89個(gè)百分點(diǎn)；稀貴金屬銀和銦分別在銅精礦和鋅精礦中得到進(jìn)一步的富集和提升。

表2 技改前后銅鋅浮選流程技術(shù)指標(biāo)對比結(jié)果 %

注：Ag、In含量單位為g/t。

4.3 經(jīng)濟(jì)效益

通過對原生產(chǎn)工藝實(shí)施技改，初步測算每天可創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益2.26萬元，實(shí)現(xiàn)利潤1.74萬元/d，按每年平均開機(jī)320 d計(jì)，則每年可創(chuàng)造利潤556.8萬元，其綜合經(jīng)濟(jì)效益顯著，為全面完成各項(xiàng)生產(chǎn)經(jīng)營目標(biāo)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

5 結(jié) 語

(1)某選廠利用自身特點(diǎn)，本著合理利用工藝場地閑置設(shè)備、充分挖掘潛能的宗旨，在不增加較大投入的情況下，將原生產(chǎn)工藝改造為優(yōu)先浮選+分支浮選工藝及優(yōu)化延長了鋅硫分離工藝流程，改造后工藝較好的適應(yīng)了變化后原礦礦石性質(zhì)，使銅、鋅指標(biāo)均得到了較大的提升，解決了選廠當(dāng)前存在的一系列生產(chǎn)難題。

(2)新生產(chǎn)工藝進(jìn)一步提升了選廠的選礦技術(shù)指標(biāo)，提高了選廠的綜合經(jīng)濟(jì)效益和市場核心競爭力。

(3)新生產(chǎn)工藝對某單銅礦性質(zhì)具有較好的適應(yīng)性，銅鋅生產(chǎn)指標(biāo)穩(wěn)定，可為處理同類礦石及下一步新建選礦廠提供經(jīng)驗(yàn)借鑒。

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2016-09-13)

韋會福(1981—)，男，碩士研究生，工程師，650093 云南省昆明市文山州馬關(guān)縣都龍鎮(zhèn)。