澳大利亞某富含自然銅硫化銅礦石選礦工藝

胡根華

(中國瑞林工程技術有限公司，江西 南昌 330031)

澳大利亞某富含自然銅硫化銅礦石選礦工藝

胡根華

(中國瑞林工程技術有限公司，江西 南昌 330031)

澳大利亞某擬開發的富含自然銅硫化銅礦石中主要有用礦物為自然銅、輝銅礦、黃銅礦、黃鐵礦、硫銅鈷礦、磁鐵礦。根據礦石特點和澳大利亞方面的選礦試驗結果，為避免選礦生產過程中具良好延展性的自然銅黏附在圓錐破碎機和磨機的襯板上造成破碎機的損壞和磨機的堵塞，中國瑞林工程技術有限公司為該礦石設計了有針對性的選礦工藝：在破碎過程中以對輥破碎機為第2、第3段破碎設備，使粒度大于40 mm的自然銅形成大的片狀物，然后通過篩分將其與其他小塊礦石分離；對于破碎后礦石中粒度小于40 mm的自然銅，采用高壓輥磨機粉碎—圓筒洗礦機+圓筒篩和振動篩打散分級—跳汰+螺選溜槽+搖床重選工藝進行回收；最后通過磨礦—浮選—弱磁選，從重選尾礦中獲得銅品位為32%，銅回收率為95%的銅精礦，鈷含量為1%、鈷回收率為65%的硫鈷精礦和鐵品位為68%、鐵回收率為42%的鐵精礦。該設計為高效合理地開發利用富含自然銅的硫化銅礦石提供了新的思路。

富含自然銅硫化銅礦石 對輥破碎 片狀自然銅篩分 高壓輥磨 重選 浮選

與大多數銅礦山不同，澳大利亞某擬開發的銅礦礦石類型從上而下依次為少量氧化礦石、富含自然銅硫化銅礦石、次生硫化銅礦石和原生硫化銅礦石。投產后的前3～5 a將主要處理富含自然銅硫化銅礦石，剝離氧化層后可見大塊自然銅露頭，局部礦段自然銅品位高達5%～13%。中國瑞林工程技術有限公司受澳大利亞礦方委托，根據礦石賦存特性和相關試驗結果，為這些富含自然銅硫化銅礦石的回收設計了合理的選礦工藝。

1 礦石性質

根據礦方提供的資料，礦石的礦物組成較為復雜，有用礦物主要為自然銅、輝銅礦、黃銅礦、黃鐵礦、硫銅鈷礦、磁鐵礦等，脈石礦物主要為方解石、石英等。原礦含銅4%～8%、含鈷0.16%～0.30%、含硫10%～13%、含鐵11%～13%。

2 選礦工藝

當硫化銅礦石中自然銅特別是大塊和粗顆粒自然銅含量高時，原礦石的破碎和破碎后自然銅的回收都比常規的硫化銅礦石更為復雜。其原因是銅具有良好的延展性，采用傳統的圓錐破碎機進行第2段破碎時，大塊的自然銅容易被壓成片狀黏附于破碎機破碎腔內，造成破碎機的損壞，影響正常的生產運行，而在半自磨、球磨過程中，自然銅又可能附著在磨機襯板上排不出來，從而造成整個生產過程癱瘓。所以，應盡可能在磨礦前先回收自然銅，然后再進行其他硫化銅礦物的回收。

針對自然銅延展性好，不易破碎和可能附著在破碎、磨礦設備上的特點，在設計時提出了大塊自然銅的破碎—篩分回收工藝和粗、細粒自然銅的重選回收工藝，即對粒度大于40 mm的大塊自然銅在破碎過程中通過篩分進行回收，對小于40 mm的粗、細粒自然銅采用重選方法進行回收，然后再進行硫化礦的磨礦—浮選回收以及磁鐵礦的弱磁選回收。

2.1 大塊自然銅的破碎—篩分回收工藝

采用3段開路破碎流程將塊度為-800 mm的原礦石破碎至-40 mm。一段破碎設備采用傳統的顎式破碎機，二段和三段破碎設備采用對輥式破碎機。具有良好延展性的大塊自然銅經對輥破碎機碾壓后形成大的片狀物，而其他大塊礦石則全部被破碎成小塊礦石，通過振動篩篩分，就能將片狀的大塊自然銅與小塊的礦石分開，從而達到回收大塊自然銅的目的。大塊自然銅的破碎—篩分回收工藝流程見圖1。

圖1 大塊自然銅破碎—篩分回收工藝流程

原礦石經第1段顎式破碎機破碎后，用皮帶運輸機送入一段振動篩，-40 mm篩下產品為合格破碎礦石，篩上產品給入第2段對輥式破碎機；第2段破碎產品用皮帶運輸機送入二段振動篩，-40 mm篩下產品為合格破碎礦石，篩上產品給入第3段對輥式破碎機；第3段破碎產品用皮帶運輸機送入三段振動篩，-40 mm篩下產品為合格破碎礦石，篩上產品即為片狀大塊自然銅。

2.2 粗粒自然銅的高壓輥磨—重選回收工藝

破碎至-40 mm的礦石需要進一步粉碎，以滿足自然銅重選的給礦粒度要求。由于自然銅會對圓錐破碎機造成損壞，因此選擇高效節能的高壓輥磨機作為細碎設備。

為了防止礦石中的鐵塊對高壓輥磨機造成損害，在高壓輥磨機給礦皮帶運輸機的給礦端和排礦端分別設置了金屬探測器+除鐵器和金屬探測器+旁路系統。一旦有鐵塊通過了給礦端的金屬探測器和除鐵器，當排礦端的金屬探測器報警時，安裝在高壓輥磨機給料漏斗上的電動液壓翻板會自動翻起，將含鐵塊的礦石通過旁路系統排出。

高壓輥磨機的排料通常采用振動篩進行篩分，篩上產品返回高壓輥磨機。但振動篩即使在濕篩的情況下也不能將高壓輥磨機的餅狀排料充分打散，篩分效率很低。為此，本設計采用了圓筒洗礦機+圓筒篩+振動篩的聯合打散分級工藝，利用圓筒洗礦機和圓筒篩的轉動，可大大提高打散、篩分效率，為粗粒自然銅的重選創造有利條件。

粗粒自然銅的高壓輥磨—重選回收工藝流程見圖2。

圖2 粗粒自然銅高壓輥磨—重選工藝流程

儲存于緩沖礦倉中的-40 mm合格破碎礦石經振動給料機和皮帶運輸機送至高壓輥磨機進行粉碎，粉碎產品用圓筒洗礦機打散，再通過圓筒篩和振動篩分成40～8 mm、8～4 mm、4～1 mm和-1 mm 4個粒級。40～8 mm、8～4 mm、4～1 mm 3個粒級分別進入粗粒、中粒和細粒跳汰機前的緩沖礦倉，然后用振動給料機給入相應跳汰機，-1 mm粒級則經水力旋流器脫水后進入后續細粒自然銅重選回路。所有跳汰機的重產品經直線振動篩脫水后合并成粗粒自然銅精礦，粗粒和中粒跳汰機的輕產品經直線振動篩脫水后合并用皮帶輸送機返回至高壓輥磨機，細粒跳汰機的輕產品經直線振動篩脫水后用皮帶輸送機轉運至球磨機進行磨礦。

2.3 細粒自然銅的重選回收工藝

-1 mm的細粒自然銅采用圖3所示螺旋溜槽+搖床重選工藝流程進行回收。

圖3 細粒自然銅重選工藝流程

-1 mm的分級產品由礦漿分配器給至粗選螺旋溜槽。粗選螺旋溜槽尾礦經泵送至礦漿分配器后給入掃選螺旋溜槽，得到的精礦返回粗選螺旋溜槽，粗選螺旋溜槽精礦經泵送至礦漿分配器后給入粗選搖床。粗選搖床精礦給至精選搖床，得到的細粒自然銅精礦經帶式過濾機過濾后用皮帶運輸機運至精礦庫堆存，精選搖床尾礦返回粗選搖床。掃選螺旋溜槽尾礦和粗選搖床尾礦與細粒跳汰尾礦合并，經水力旋流器和濃密機脫水后進入磨礦—浮選工序。

2.4 硫化礦的磨礦—浮選回收工藝

經過自然銅的重選后得到的重選尾礦中主要有用礦物為輝銅礦、黃銅礦、黃鐵礦、硫銅鈷礦、磁鐵礦和少量的殘余自然銅。澳大利亞方面完成的選礦試驗報告表明，采用先浮選硫化礦后弱磁選的選礦工藝可獲得銅精礦、硫鈷精礦和鐵精礦，且選別指標良好。根據浮選試驗結果，設計的硫化礦磨礦—浮選工藝流程見圖4。

重選尾礦經水力旋流器和球磨機構成的磨礦分級回路磨至P80=125 μm，自流進攪拌槽調漿后進行浮銅粗選，銅粗精礦經水力旋流器和立磨機構成的磨礦分級回路再磨至P80=38 μm后經2次精選和1次精掃選得到最終銅精礦，浮銅粗選尾礦經浮硫鈷1次粗選和2次精選得到硫鈷精礦。

2.5 浮選尾礦選鐵工藝

根據澳大利亞方面的選礦試驗結果，確定的浮選尾礦選鐵工藝如下：浮選尾礦經一段弱磁選后，所得弱磁選粗精礦進入水力旋流器和立磨機構成的磨礦分級回路再磨至P80=38 μm，再經3段弱磁精選得到最終鐵精礦(見圖5)。

圖4 硫化礦磨礦—浮選工藝流程

圖5 浮選尾礦選鐵工藝流程

2.6 浮選—弱磁選的設計工藝指標

根據選礦試驗結果，采用重選工藝回收自然銅的回收率大于70%，重選后的浮選—弱磁選設計工藝指標見表1。

3 結 論

(1)處理自然銅含量高的硫化銅礦石時，對粒度大于40 mm的大塊自然銅和粒度小于40 mm的自然銅分別采用在破碎過程中用篩子隔出和跳汰—螺旋溜槽—搖床重選的方法先行進行回收，可以克服延展性良好的自然銅造成的破碎機損壞和在磨機內的累積，從而保證生產的正常運行。

(2)對高壓輥磨機排礦采用圓筒洗礦機+圓筒篩和振動篩的聯合打散分級工藝，可大大提高打散、分級效率。

(3)對回收自然銅后產生的重選尾礦進行浮選—弱磁選，可獲得指標良好的銅精礦、硫鈷精礦和鐵精礦。

表1 浮選—弱磁選設計工藝指標

[1] 孫玉波．重力選礦[M]．北京：冶金工業出版社，1982． Sun Yubo．Gravity Separation[M]．Beijing：Metallurgical Industry Press，1982．

[2] 《選礦設計手冊》編委會．選礦設計手冊[M]．北京：冶金工業出版社，1988． The Editorial Board of Mineral Processing Design Handbook．Mineral Processing Design Handbook[M]．Beijing：Metallurgical Industry Press，1988．

[3] 《中國選礦設備手冊》編委會．中國選礦設備手冊[M]．北京：科學出版社，2006． The Editorial Board of China Mineral Processing Equipment Handbook．China Mineral Processing Equipment Handbook[M]．Beijing：Science Press，2006．

[4] 李成秀，王昌良，戴新宇，等．四川某銅多金屬礦石選礦試驗[J]．金屬礦山，2013(4)：90-93． Li Chengxiu，Wang Changliang，Dai Xiuyu，et al．Experimental study on mineral processing for a copper polymetallic ore in Sichuan[J]．Metal Mine，2013(4)90-93．

[5] 穆 梟，王章鶴，劉 旭，等．廣西某銅鎳硫化礦石選礦試驗[J]．金屬礦山，2013(9)：84-87． Mu Xiao，Wang Zhanghe，Liu Xu，et al．Beneficiation experiment on a copper nickel sulphide ore in Guangxi[J]．Metal Mine，2013(9)：84-87．

(責任編輯 孫 放)

BeneficiationofaSulphideOrewithHighGradeofNativeCopperinAustralia

Hu Genhua

(ChinaNerinEngineeringCo.，Ltd.，Nanchang330031，China)

The main valuable minerals of a copper sulphide ore with high grade of native copper are native copper，chalcocite，chalcopyrite，pyrite，copper and cobalt sulfide and magnetite.According to the ore properties and the beneficiation tests from Australia，and in order to avoid the native copper with a good ductility from adhesion on the liners of the cone crusher and mill in dressing process to result in damage of the crusher and mill blockage，China Nerin Engineering Co.，Ltd.designs the targeted beneficiation process for the ore:In the crushing process，the roll crusher is used as the second and third crushing equipment，to make the native copper with size of greater than 40 mm be large flakes，and then separated from small one by sieving.The native copper ore in particle size of less than 40 mm after crushing are recovered by the process of the HPGR for comminution-drum washer+cylinder screen+vibrating screen for classification-jigging+spiral+table gravity separation.Then，through the process of grinding-flotation-low intensity magnetic separation，copper concentrate with Cu grade of 32% and Cu recovery of 95%,sulfur-cobalt concentrate with cobalt content of 1% and cobalt recovery of 65%，and iron concentrate with Fe grade of 68% and Fe recovery of 42% are achieved separately from the gravity tailings.This process design provides a new idea for efficient and rational development and utilization of the copper sulfide ore with high grade of native copper.

Copper sulphide with high grade of native copper，Rolling，Screening of flake natural copper，HPGR，Gravity separation，Flotation

2014-10-20

胡根華(1970—)，男，高級工程師。

TD952.1，TD951.1

A

1001-1250(2014)-12-099-04