黑龍江多寶山銅業(yè)股份有限公司 黑龍江黑河 161416

我國銅礦石資源普遍存在原礦品位低、礦物嵌布特征復(fù)雜、有用礦物單體解離度差等問題，在選礦過程中常需采用細(xì)磨或超細(xì)磨技術(shù)才能獲得理想的選礦指標(biāo)。近年來，國內(nèi)外研發(fā)的超細(xì)粉磨設(shè)備主要有立式攪拌磨、振動磨、膠體磨和離心磨等，其中振動攪拌磨具有能量密度高、粉磨效率高和產(chǎn)品粒度分布均勻等優(yōu)勢而備受關(guān)注[1-4]。中信重工機(jī)械股份有限公司(以下簡稱“中信重工”)自主研發(fā)的立式攪拌磨具有高減速比、高可靠性、高適應(yīng)性和高產(chǎn)量等技術(shù)優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于選礦領(lǐng)域。例如，CSM-250型立式攪拌磨機(jī)在老廠選礦廠應(yīng)用后，相比原磨礦設(shè)備，磨礦產(chǎn)品-38 μm 粒級含量由原來的 80%～85%提高到 95%，原礦處理量由 1 100～1 200 t/d 提高至1 450～1 550 t/d，銅精礦品位和回收率均得到不同程度的提高[5-7]。

多寶山銅礦屬于大型低品位斑巖型銅礦，礦石中銅礦物嵌布粒度極度微細(xì)，與石英、云母等脈石礦物嵌連緊密，在工藝設(shè)計(jì)入浮磨礦細(xì)度 -74 μm 粒級含量占 68% 的條件下，銅礦物單體解離情況較差，銅與脈石的連生體礦物容易上浮進(jìn)入銅精礦中，嚴(yán)重影響銅精礦品位。為此，多寶山銅業(yè)股份有限公司二期5.5 萬 t/d 選礦廠引進(jìn)了中信重工研制的大型 CSM-1120 型立式攪拌磨機(jī)用于銅粗精礦再磨，強(qiáng)化含銅連生體礦物的深度解離，為銅金屬礦物與脈石礦物的浮選分離創(chuàng)造了有利條件，有效提高了銅精礦質(zhì)量及精礦品位。

1 立式攪拌磨結(jié)構(gòu)參數(shù)及工作原理

立式攪拌磨機(jī)是一種可用于細(xì)磨或超細(xì)磨的新型磨機(jī)，主要由筒體、螺旋攪拌器、傳動裝置和機(jī)架等部件組成。CSM-1120 型立式攪拌磨機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)如表 1 所列。

表1 CSM-1120 型立式攪拌磨機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)Tab.1 Structural parameters of CSM-1120 vertical stirring mill

立式攪拌磨機(jī)筒體內(nèi)裝有螺旋型的攪拌裝置，并填充一定的磨礦介質(zhì)，在電動機(jī)驅(qū)動下，減速器帶動螺旋攪拌器低速恒速旋轉(zhuǎn)。磨礦介質(zhì)和物料在筒體內(nèi)作多維循環(huán)運(yùn)動和自轉(zhuǎn)運(yùn)動，當(dāng)磨礦介質(zhì)上升到螺旋襯板外邊緣后從筒體與螺旋的間隙處拋落，從而向下運(yùn)動；下降到底部后再次被螺旋提升，周期循環(huán)運(yùn)動，磨礦介質(zhì)上下循環(huán)運(yùn)動的同時(shí)自身還在轉(zhuǎn)動。物料在磨礦介質(zhì)重力和螺旋回轉(zhuǎn)共同產(chǎn)生的研磨、擠壓、剪切和沖擊力的作用下被細(xì)磨。研磨后的小于切割粒徑的合格物料隨料漿流上升，大于切割粒徑的不合格物料則循環(huán)回磨機(jī)底部進(jìn)行新一輪的研磨，實(shí)現(xiàn)了攪拌磨內(nèi)部分級的目的，過粉磨現(xiàn)象和顆粒的團(tuán)聚效應(yīng)都大為減少。立式攪拌磨機(jī)在生產(chǎn)應(yīng)用過程中可以通過給料量、礦漿流速、給料壓力的調(diào)整以及水力旋流器工藝參數(shù)的變化來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品細(xì)度和質(zhì)量分?jǐn)?shù)的調(diào)整[8-11]。

2 在選礦廠的生產(chǎn)應(yīng)用流程

多寶山銅礦二期選礦廠共有 2 個磨浮系列，設(shè)計(jì)的浮選工藝流程為“1 次粗選、銅粗精礦再磨后 3次精選、3 次掃選”，其中每個系列浮選處理能力可達(dá) 3 萬 t/d。投產(chǎn)初期，采用“1 次粗選、3 次精選、3 次掃選”流程進(jìn)行選別，獲得的銅精礦銅品位僅有17% 左右，銅精礦質(zhì)量差且浮選流程中含銅連生體礦物偏多，影響選銅回收率。原流程經(jīng)過 4 個月選礦生產(chǎn)后，將立式攪拌磨機(jī)投入應(yīng)用并進(jìn)行生產(chǎn)工藝調(diào)試，選礦工藝流程如圖 1 所示，磨礦分級設(shè)備聯(lián)系圖如圖 2 所示。生產(chǎn)過程中立式攪拌磨機(jī)配套的旋流器型號為 FX-150，旋流器壓力控制在 80～100 kPa，旋流器給料礦漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 37.19%，旋流器沉砂質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 59.47%，旋流器溢流質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 18.90%。

圖1 立式攪拌磨機(jī)用于多寶山銅礦二期選礦廠銅粗精礦再磨的工藝流程Fig.1 Process flow of vertical stirring mill for regrinding of coarse copper concentrate in second-stage concentrator of Duobaoshan Copper mine

3 生產(chǎn)應(yīng)用效果

3.1 磨礦產(chǎn)品粒度特性

CSM-1120 型立式攪拌磨機(jī)應(yīng)用于多寶山銅礦二期選礦廠銅粗精礦再磨后，針對磨礦分級回路中攪拌磨出料、旋流器沉砂、旋流器溢流產(chǎn)品進(jìn)行粒度分布考察，分析結(jié)果如圖 3 所示。由圖 3 可知，旋流器沉砂依次經(jīng)立式攪拌磨機(jī)再磨，再經(jīng) FX-150 型旋流器強(qiáng)化分級后，+28 μm 各粒級含量依次降低，-28 μm含量顯著上升，說明立式攪拌磨機(jī)的強(qiáng)攪拌超細(xì)磨效果明顯，使銅精選有益粒級含量增多。

圖2 立式攪拌磨機(jī)用于銅粗精礦再磨的設(shè)備聯(lián)系圖Fig.2 Connection diagram of equipments for regrinding of coarse copper concentrate with vertical stirring mill

圖3 CSM-1120 型立式攪拌磨機(jī)磨礦分級回路產(chǎn)品粒度分布Fig.3 Size distribution of products from grinding classification circuit involving CSM-1120 vertical stirring mill

圖4 所示為 CSM-1120 型立式攪拌磨機(jī)用于銅粗精礦再磨前后的產(chǎn)品粒度特性曲線，可見通過立式攪拌磨機(jī)對銅粗精礦進(jìn)行再磨后，銅粗精礦產(chǎn)品粒度P80由原工藝流程的 183 μm 變?yōu)?25.3 μm，大幅度降低了精選前入浮粒度，實(shí)現(xiàn)了含銅連生體礦物的深度解離，為銅與石英等脈石礦物的浮選分離創(chuàng)造了有利條件。

圖4 銅粗精礦再磨前后產(chǎn)品粒度特性曲線Fig.4 Size characteristic curve of products before and after regrinding of coarse copper concentrate

3.2 選礦工藝指標(biāo)

自2019 年 4 月 CSM-1120 型立式攪拌磨機(jī)投入生產(chǎn)以來，針對該機(jī)及配套的旋流器分級設(shè)備進(jìn)行了工藝調(diào)試，摸索了與礦石性質(zhì)、浮選質(zhì)量分?jǐn)?shù)等相匹配的操作條件，獲得了合適的銅粗精礦產(chǎn)品粒度，為銅精選過程目的礦物的高效富集創(chuàng)造了良好條件，同時(shí)還解決了浮選回路銅礦物欠磨的問題，在一定程度上改善了難浮銅礦物浮游特性。表 2 所列為 CSM-1120 型立式攪拌磨機(jī)生產(chǎn)應(yīng)用工藝指標(biāo)，可見立式攪拌磨機(jī)用于銅粗精礦再磨后，獲得了較高品位的銅精礦，相比原工藝銅精礦銅品位提高了 6.31 個百分點(diǎn)，銅回收率增加了 0.73 個百分點(diǎn)。

表2 CSM-1120 型立式攪拌磨機(jī)應(yīng)用前后工藝指標(biāo)Tab.2 Technical indexes before and after application of CSM-1120 vertical stirring mill

4 結(jié)語

根據(jù)多寶山銅礦礦石性質(zhì)以及一期選礦工藝流程特點(diǎn)，多寶山二期選礦廠設(shè)計(jì)中引入了大型立式攪拌磨機(jī)用于銅粗精礦再磨，經(jīng) CSM-1120 型立式攪拌磨機(jī)再磨后產(chǎn)品粒度P80可達(dá) 25.3 μm，再磨后 3 次精選獲得了銅精礦銅品位 22.83%、銅回收率 89.44% 的選礦指標(biāo)。工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用結(jié)果表明，CSM-1120 型立式攪拌磨機(jī)極大地解決了含銅連生體礦物解離不充分的問題，實(shí)現(xiàn)了銅與脈石礦物的物性分離，減少了脈石礦物在浮選流程中的惡性循環(huán)，顯著改善了選礦技術(shù)指標(biāo)，為國內(nèi)外大型低品位斑巖型銅礦資源的高效綜合回收提供了很好的選礦技術(shù)借鑒。