胡宏福

（江西省煤礦設(shè)計(jì)院，江西 南昌 330000）

隨著有色金屬行業(yè)的快速發(fā)展，礦產(chǎn)行業(yè)的要求越來越高，高品位、低雜質(zhì)的精銅礦提煉是目前銅礦資源選礦的必然趨勢(shì)。傳統(tǒng)選礦破碎工程采用的研磨和破碎設(shè)備耗能大、效率低，破碎質(zhì)量較差，采用的工藝相對(duì)陳舊和落后，無法滿足快速增長的銅礦資源的需求。因此，科學(xué)制定和改進(jìn)選礦工程設(shè)計(jì)對(duì)提高銅礦資源利用率和降低企業(yè)選礦成本具有重要意義。

1 有色金屬礦礦床特征

選取的礦樣來自江西省銅礦區(qū)。銅礦分布在江西、湖南省交接地帶，地處華南加里東地槽褶皺帶的北部邊緣，呈條狀分布，延伸越50km。銅礦區(qū)的礦層主要呈粒狀晶體結(jié)構(gòu)，沉積厚度在3m～8m范圍內(nèi)，全銅品位12%～30%，礦層沉積厚度在礦區(qū)分布與地層厚度呈正相關(guān)關(guān)系。

銅礦的礦層頂板大多是含銅孔雀石，距離礦層近的位置分布有細(xì)小銅礦微晶。礦層底板是含銅磁絹云巖，分布有肉眼可見的星點(diǎn)狀銅礦。銅礦東段以芳洲向斜大構(gòu)造為主，倒轉(zhuǎn)地層層序，發(fā)育有柔軟斷層，規(guī)模在幾十米到數(shù)百米不等[1]。

2 有色金屬礦礦石特性

礦區(qū)礦石類型以黃銅礦、斑銅礦和輝銅礦為主，含有少量藍(lán)銅礦和赤銅礦。礦物含銅最高的是絹云母，含量可達(dá)52%，綠泥石礦物含量18%，石英石、綠簾石等礦物含量均在10%以下。黃銅礦是銅元素回收的主要來源，多呈現(xiàn)粒狀零散分布，顆?？讖酱蠖喾植荚?.08mm～0.15mm之間，最大可達(dá)0.2mm。絹云母一般在水平方向零散分布，具有定向性。綠泥石分布零散，形狀不規(guī)則[2]。

3 選礦工程設(shè)計(jì)

（1）試樣的采集及加工。實(shí)驗(yàn)采用的礦物試樣來自銅礦礦區(qū)。根據(jù)礦物性質(zhì)以及選礦工藝需要對(duì)礦物進(jìn)行加工和預(yù)處理。通過初步手選后，將銅礦試樣較大的晶體結(jié)構(gòu)使用物理方法破碎至2毫米以下，進(jìn)行手動(dòng)挑選，去除大塊雜質(zhì)。篩選后的礦樣裝入研磨容器中進(jìn)行進(jìn)一步破碎，一般研磨10分鐘即可達(dá)到實(shí)驗(yàn)精度，將研磨后的樣品通過120目篩子進(jìn)行過濾，篩下的物料再次通過一次蒸餾水的400目篩子進(jìn)行濕篩，篩上的物料重復(fù)之前的操作。將得到的試樣在稀鹽酸溶液中浸泡30分鐘后，用蒸餾水洗凈，放置于干燥箱中進(jìn)行烘干處理。干燥后的樣品密封避光保存，用于后期的浮選試驗(yàn)。

（2）破碎篩分。礦區(qū)低品位銅礦主要來源于斑銅礦，可以通過弱化特性來獲得高品位的銅礦。由于礦含量相對(duì)較低，因此需要對(duì)斑銅礦進(jìn)行預(yù)篩選。設(shè)計(jì)的選礦工程采用的破碎機(jī)是高壓輥磨機(jī)。相比于對(duì)輥式破碎機(jī)，高壓輥磨機(jī)借助重力和給料裝置可以向兩個(gè)不同方向旋轉(zhuǎn)輥?zhàn)樱瑑蓚€(gè)輥?zhàn)又g存在內(nèi)向壓力，礦物物料進(jìn)入輥?zhàn)訒r(shí)會(huì)受到很大的擠壓力作用，形成緊密的餅狀，不同礦物含水量不同，則形成的物料餅易打散程度不同。斑銅礦的銅質(zhì)多以細(xì)粒形式存在，經(jīng)過高壓輥磨機(jī)打碎的顆粒比傳統(tǒng)對(duì)輥式破碎機(jī)顆粒更細(xì)，銅富集更多，有利于后期的物料分選。由于試驗(yàn)中的斑銅礦銅品位較低，富集要求較高，因此需要處理大量礦石物料，研磨精度要求較高，采用高壓輥磨破碎機(jī)可以很好的滿足工程要求[3]。

（3）風(fēng)-重-磁聯(lián)合選礦。考慮到礦區(qū)處于干旱地區(qū)，采用風(fēng)選處理能夠解決常規(guī)濕式分選成本高的問題。在試驗(yàn)流程穩(wěn)定后，確定礦物處理量為600kg/h，高壓輥磨負(fù)荷約在115%，礦料粒度在30mm以下。將粗礦樣加入分選系統(tǒng)中進(jìn)行第一次循環(huán)，一次循環(huán)結(jié)束后將粗粒礦、風(fēng)力分級(jí)粗粒礦和磁選礦作為下一次循環(huán)的輸入樣。每次循環(huán)前添加粗碎樣，保證每次循壞的總質(zhì)量相同。重復(fù)循環(huán)后最終達(dá)到循環(huán)平衡。風(fēng)-重-磁分選各循環(huán)數(shù)據(jù)見表1。從表中可以推出，粗粒礦進(jìn)入風(fēng)選系統(tǒng)后可以減少物料的整體處理量，減少了原礦石混入精礦的可能性。

表1 風(fēng)-重-磁聯(lián)合選礦循環(huán)數(shù)據(jù)

（4）反浮選降雜。原礦在經(jīng)過風(fēng)-重-磁聯(lián)合選礦工藝后，斑銅礦中的精礦品位仍然無法達(dá)到純銅礦的精度標(biāo)準(zhǔn)，需要通過反浮選降雜試驗(yàn)去除殘留的脈石礦物，提高銅品位。陽離子捕收劑反浮選試驗(yàn)主要測(cè)試PH環(huán)境、抑制劑、捕收劑三個(gè)因素的影響。在浮選試驗(yàn)中，使用NaOH調(diào)整PH，抑制劑采用苛化淀粉，捕收劑采用十二胺。通過多次試驗(yàn)可知，浮選品位隨著PH值的增加而降低，因而確定PH值7.5；當(dāng)抑制劑用量小于500g/t時(shí)，銅品位與抑制劑用量無關(guān)，抑制劑用量高于500g/t時(shí)，銅品位顯著降低，因此確定抑制劑用量500g/t；當(dāng)捕收劑用量小于50g/t時(shí)，銅品位隨著用量的增加而增加，用量大于50g/t時(shí)，銅品位不再上升，切回收率有所下降，因此確定捕收劑用量為50g/t[5]。

（5）選礦生產(chǎn)過程及工程指標(biāo)。對(duì)于礦區(qū)開采出的礦石進(jìn)行粗選，小于800mm的礦石通過汽運(yùn)至選礦廠進(jìn)行初步破碎，經(jīng)過粗碎后將小于200mm的粗碎礦運(yùn)送至磨浮車間，經(jīng)由皮帶機(jī)輸送到標(biāo)準(zhǔn)圓錐破碎機(jī)進(jìn)行中度破碎。經(jīng)過篩選過濾后，將篩上物料送至緩沖礦倉，再次進(jìn)行中度破碎。篩下物料輸送至高壓輥磨破碎機(jī)進(jìn)行精細(xì)破碎。結(jié)合選礦試驗(yàn)以及銅礦精度要求，擬定選礦工程指標(biāo)：精銅礦產(chǎn)率10.5%，回收率96%，尾礦產(chǎn)率89.7%，回收率5%。

4 結(jié)語

設(shè)計(jì)的選礦工程結(jié)合了江西銅礦區(qū)的礦床特征和礦石特性，在保證了工藝要求的前提下，對(duì)礦物進(jìn)行加工和預(yù)處理，采用了新型高壓輥磨機(jī)進(jìn)行研磨破碎，并創(chuàng)新性地結(jié)合了風(fēng)-重-磁聯(lián)合選礦和反浮選降雜工藝，有效地提高了選礦效率。