林俊領 常慕遠 劉軍華 陳 俊
(新疆寶地礦業(yè)股份有限公司)
新疆某鉛鋅礦選礦廠入選礦石為嵌布關系復雜的碳酸鹽型鉛鋅硫化礦石,年處理量20萬t。近年來原礦品位逐漸下降、可選性變差,現(xiàn)場生產時鉛鋅互含嚴重,精礦品位、回收率低。在分析選礦設備、工藝流程和工藝條件的基礎上,選礦廠通過工藝流程改造,取得了較為理想的效果。
新疆某鉛鋅礦石主要有用礦物為方鉛礦和閃鋅礦,其他金屬礦物為黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦等;非金屬礦物主要為碳酸鹽礦物和石英,其次為輝石和云母,其中碳酸鹽礦物含量高達54.33%。礦石化學多元素分析結果見表1,鉛、鋅物相分析結果分別見表2、表3,方鉛礦、閃鋅礦粒度分布見表4。
表1 礦石化學多元素分析結果 %
注:Au、Ag的含量單位為g/t。
表2 鉛物相分析結果 %
表3 鋅物相分析結果%
表4 方鉛礦與閃鋅礦粒度分布
由表1至表4可知,礦石主要有價金屬元素鉛、鋅品位分別為1.12%、3.24%,鉛主要以硫化鉛的形式存在,占總鉛的85.71%;鋅主要以硫化鋅的形式存在,占總鋅的91.98%。閃鋅礦嵌布粒度較粗,以粗粒浸染為主, -0.074 mm粒級占21.64%,影響閃鋅礦單體解離;方鉛礦以粗細粒嵌布為主,其他粒級分布較均勻,方鉛礦細粒級比閃鋅礦多,-0.074 mm 粒級占37.46%,給后續(xù)鉛的回收帶來不利影響。
改造前,選礦廠采用優(yōu)先浮鉛再浮鋅的工藝流程進行生產,采用碳酸鈉作調整劑、硫酸鋅+亞硫酸鈉作閃鋅礦抑制劑、乙硫氮作捕收劑、2#油作起泡劑進行1粗4精1掃鉛浮選,采用石灰作黃鐵礦抑制劑、硫酸銅作閃鋅礦活化劑、丁基黃藥作捕收劑、2#油作起泡劑對浮鉛尾礦采用1粗3精1掃鋅浮選。原浮選工藝流程見圖1,生產指標見表5。
圖1 原選礦工藝流程
表5 原生產指標%
由表5可知,改造前鉛精礦品位41.44%、含鋅7.86%,回收率76.09%,鋅精礦品位43.93%、含鉛1.11%,回收率83.63%。鉛精礦和鋅精礦品位和回收率均較低,且尾礦鉛和鋅品位均較高,鉛精礦和鋅精礦鉛、鋅互含程度也較明顯,沒有實現(xiàn)有效的分離。
為查明生產指標差的原因,加強對礦石中鉛、鋅的分離和回收,對選礦廠進行多次流程考查,并分析精礦產品單體解離度。結果顯示,鉛精礦中方鉛礦單體解離度僅61.50%,鋅精礦中閃鋅礦單體解離度僅64.80%;鉛浮選作業(yè)鉛精選1尾礦和掃選精礦產率較大,方鉛礦單體解離度均只有40%左右??疾榻Y果進一步驗證了礦石中方鉛礦和閃鋅礦嵌布粒度粗細不均、細粒級部分難以單體解離的特點。因此,提高方鉛礦和閃鋅礦單體解離度、優(yōu)化分選工藝、最大限度地回收方鉛礦和閃鋅礦是此次流程改造的重點[1-2]。
礦石中碳酸鹽礦物含量較高,磨礦細度較大時會對浮選產生不利影響[3-4]。為進一步確定流程改造方案,對該礦石進行實驗室小型試驗。結果表明,在磨礦細度達到-0.074 mm 80%以后,繼續(xù)增大磨礦細度,鉛浮選試驗指標反而惡化;增加中礦再磨和精礦再磨作業(yè)既可以減少再磨礦量、降低磨礦成本,又可以有效提高方鉛礦和閃鋅礦單體解離度,改善選別指標。增加鉛鋅浮選的掃選次數(shù),有利于控制尾礦品位,提高選礦回收率。
經(jīng)分析比較,最終確定流程改造方案為增加鉛中礦和鋅粗精礦再磨作業(yè),對鉛浮選和鋅浮選各增加1次掃選作業(yè)。增加的主要設備有2臺MQY1530 mm濕式溢流型球磨機、2組FX-250 mm水力旋流器、2臺SF-4 m3浮選機和4臺JJF-4 m3浮選機。改造后的浮選工藝流程見圖2,生產指標見表6。
圖2 改造后的浮選工藝流程
表6 改造后生產指標%
對比表5和6可知,流程改造后,鉛精礦品位提高了9.03個百分點,回收率提高了4.87個百分點;鋅精礦品位提高了7.30個百分點,鋅回收率提高了4.04個百分點;鉛精礦鋅含量和尾礦鉛、鋅品位都顯著降低,鋅精礦鉛含量也有所下降,選別指標顯著提高,鉛精礦和鋅精礦鉛、鋅互含程度大大下降。
為分析流程改造的經(jīng)濟合理性,從改造前后選礦廠處理每噸礦石增加的成本和產值2個方面計算經(jīng)濟效益。
(1)流程改造共增加設備投資約90萬元,增加用電設備功率280 kW。相比原生產成本,改造后處理原礦增加成本約5.7元/t,其中折舊費、材料費和修理費增加2.0 元/t,電費增加3.7元/t。
(2)產值以處理每噸鉛品位1.12%、鋅品位3.24%的原礦進行測算,改造前后鉛精礦市場價格分別為9 700元/t金屬、10 400元/t金屬,鋅精礦市場價格分別為11 500元/t金屬、12 700元/t金屬。計算可得改造前后產值分別為394.26,455.05元/t原礦。
因此流程改造后,處理每噸原礦可增加產值60.79元/t,增加經(jīng)濟效益55.09元/t,選礦廠每年可增加經(jīng)濟效益約1100萬元。
(1)新疆某鉛鋅礦選礦廠礦石主要目的礦物方鉛礦和閃鋅礦嵌布粒度粗細不均,都以粗粒嵌布為主,其中-0.074 mm細粒分別占37.46%、21.64%,影響單體解離,對鉛精礦和鋅精礦回收率的提高不利。另外礦石中碳酸鹽礦物含量較高,容易造成過磨,最終導致原選礦工藝流程生產指標較差,鉛精礦和鋅精礦鉛鋅互含明顯。
(2)通過增加鉛中礦、鋅粗精礦再磨和鉛、鋅掃選次數(shù)改造工藝流程后,鉛精礦品位50.47%、含鋅5.42%,回收率80.96%,鉛品位提高了9.03個百分點,回收率提高了4.87個百分點;鋅精礦品位51.23%、含鉛1.07%,回收率87.67%,鋅品位提高了7.30個百分點,回收率提高了4.04個百分點,生產指標大大改善,每年可增加經(jīng)濟效益約1 100萬元。