銅礦選礦設備探討

摘要：文章結合我國銅礦石選礦技術的發展，探討了銅礦選礦設備選擇、新工藝的研究和應用概況，指出了一些高效選礦設備和工藝的研究及應用，對于提高銅精礦產品質量、促進銅礦石的合理開發利用具有重要意義。

關鍵詞：銅礦選礦；選礦設備；設備選擇；新工藝；金屬礦產 文獻標識碼：A

中圖分類號：TD952 文章編號：1009-2374（2016）25-0158-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.25.077

銅礦是金屬礦產中重要的礦種之一，為提高銅和伴生金屬的回收率，降低生產成本，采用高效低毒選礦藥劑，減少環境污染，優化工藝流程。對主要設備的選擇，除立足于成熟的銅礦選礦設備外，應根據實際情況選用近年生產出來的先進高效、節能環保的選礦新設備、采用新工藝。

1 選礦的工藝及流程

選礦在碎磨工藝作業時都是以“多碎少磨”為原則，研發和優先采用具有高效節能功能的最新工藝流程和市場推出的綠色環保新設備。通常在采用這些高效、節能、環保的新設備時，在碎磨作業工藝流程這道工藝時，應該對設備進行適合礦場礦產的相應改進：確定好合理的破碎時間、磨礦粒度的大小，對破磨作業時間可做相應的調整、調整磨機的轉速與磨礦介質相配，使用最新研發的新材料鋼球、襯板、助磨劑等。

例如：礦場是浸染狀銅礦石，常采用的是一段磨細度-200網目約占50%～70%，1次粗選，2～3次精選，1～2次掃選的基本流程。如果銅礦物的浸染粒度比較細，就可以考慮使用分階段磨選流程。在處理斑銅礦時通常采用粗精礦再磨—在精選階段的磨選流程，先進行一段的粗磨、粗選、掃選后，再將粗精礦再磨、再精選，將得到高品質的銅精礦和硫精礦。致密的銅礦石由于是黃銅礦和黃鐵礦致密共生，而黃鐵礦往往被次生銅礦物活化，黃鐵礦含量較高，難于抑制且分選困難。在分選的過程中要求同時得到銅精礦和硫精礦。通常選銅后的尾礦就是硫精礦。礦石中如果脈石含量超過20%～25%，為得到硫精礦，需再次分選。在致密銅礦石處理過程中，通常采用的是兩段磨礦或階段磨礦，磨礦的細度要較細。

2 銅礦主要設備選擇原則和依據

（1）設備選擇應與選廠規模相適應，選擇設備的形式應與礦石性質相適應，滿足工藝流程的要求；（2）選用質量優良、節能高效、安全可靠、技術先進的國家定型產品或經過鑒定確認可以推廣使用的新設備，并綜合考慮設備的性能和價格；（3）選用工作可靠、操作方便、維修簡單的國家定型產品；（4）設備選型時應考慮礦石性質變化所引起的處理量的波動；（5）選擇備品備件來源可靠、供應方便的設備。

3 設備選擇計算參數的依據

3.1 碎礦設備

原礦最大粒度450mm，礦石普氏硬度為5～7，為中硬礦石，礦石密度為3.7t/m3，松散密度為2.47t/m3，原礦含水為5%，含泥按少量不影響生產計，最終產品粒度為-12mm占95%。原礦處理量為1500t/d，工作時間為18h/d。

3.2 磨礦設備

3.2.1 參照業主提供的數據：一臺2436格子型球磨機，N=280kW，處理量為35t/h，給礦粒度≤20mm，產品粒度為200目約55%。

3.2.2 無可磨度系數測定試驗。磨礦分級循環負荷250%，原礦處理量為1500t/d，工作時間為24h/d。磨礦設計為-200目65%。

3.3 浮選設備

在選擇浮選機時要根據礦場的實際情況來計算選擇。

粗選和掃選工藝在通常情況下都使用的同規格浮選機，精選時通常采用的浮選機比粗選規格的要小，因為精選是在粗選后的精礦進行再精選，其數量比原礦量少很多。

浮選礦漿體積的計算方式：

W=[K1×Q（R+1/ρ）]/60

式中：W是計算礦漿的體積，m3/min；Q是指設計生產作業的流程量（也包括了返程量），t/h；ρ是礦石的密度，t/m3；R是代表生產作業時礦漿的液體和固體重量之比；K1表示處理量不均衡的系數。當浮選前為濕式自磨時，K1=1.3。

例如：某銅礦選礦廠設計的生產規模為30萬t/a，工作時間為300d/a，24h/d，處理量為1000t/d，礦石密度為2074t/m3。

按照以上銅礦選礦廠的總體設計配置要求，采用單系列浮選作業生產。設計人員會同礦廠業主通過對相關機械設備廠家的考察及類似選礦廠的生產使用實際證明，HCF II/KYF II浮選機的機械性能好，生產耗能低，選礦指標好，推薦使用HCF II/KYF II浮選機。

3.4 脫水設備

銅精礦濃縮給入濃度為20%～25%，濃縮機底流濃度約為50%。硫精礦濃縮給入濃度為22%～25%，濃縮機底流濃度約為50%。尾礦直接排到尾礦庫。

4 選礦新工藝

在傳統選礦工藝流程的基礎上，根據硫化銅礦的礦石性質和嵌布粒度特性不斷調整磨浮工藝，是各大選礦廠提高銅精礦品位、回收率和降低生產成本的主要方法，其效果也最為明顯。有的選礦廠為進一步提高銅的精礦品位和回收率，推出了快速浮選新工藝，并結合高效選擇性捕收劑，實現了大部分銅礦物的快速浮選和早收。針對近年來原礦性質發生的變化，采用了銅分步優先浮選—中礦再磨再選，以石灰調漿，中咸度粗選、高咸度精選的流程，同時為了伴生金、銀的綜合回收和硫的選別利用創造了有利條件，或者根據高硫銅礦石中硫的可浮性多變的特點，采用優選浮選與等可浮浮選相結合，加上中礦再磨單獨分選的流程獲得合格銅精礦。對于含砷高、高氧化率、賦存狀態復雜的難選銅礦石，采用了階段磨礦、粗精礦再用球磨機磨、精尾再磨再選的工藝，以硫化納為沉淀劑，硫代硫酸納與氯化銨組合作砷的抑制劑，成功實現了銅砷分離，取得了良好的選別指標。

目前，各選礦廠的機械水平較高，除鋼球添加等工序需要人工作業外，其他工序均是機械化作業，各車間都配置了檢修、吊裝所需的起重設備，故需配備較強的技術操作工人及檢修力量，以確保工藝設備正常運轉和企業生產效益。

很多企業的碎礦車間破碎設備采用進口設備，使碎礦產品細而均勻，實現多破少磨，減少磨礦能耗。圓錐細碎機前設置除鐵裝置間，保障細碎設備的正常工作。在細碎前設有緩沖倉，緩沖倉下設有調速的移動膠帶機，可控制給礦量，以保證圓錐細碎達到擠滿給礦。車間配置了檢修、吊裝所需的起重設備。積水地面配液下泵以防積水。各膠帶轉接處灰塵產生點設有除塵設備。

眾多企業的磨浮車間都設皮帶稱，方便恒定給礦。粉礦倉下給礦設備為氣動閘閥，給礦量由膠帶調速控制，采用氣動閘閥給礦，能減少粉塵。針對于原礦中有木渣的問題，設置有圓筒隔渣篩。藥劑給藥機為數控給藥機，并設有藥劑儲存間、藥劑配制給藥間，各精礦、尾礦設有自動取樣機。一部分浮選機為充氣式，設有充氣的風機，氣量可按需調整。車間配置了檢修、吊裝所需的起重設備。藥劑儲存間配有所需的起吊設備，以方便存儲、移動藥劑，藥劑配制給藥間也配有所需的起吊設備，方便起吊藥劑，車間地面設地溝和液下泵以防積水和礦漿流失。

脫水車間配置節能的陶瓷過濾機。車間配置了檢修、吊裝所需的起重設備。陶瓷過濾機清洗陶瓷片時，設有自動配酸及清洗設備。地面設地溝和液下泵以防積水和礦漿流失。精礦倉配抓斗吊，方便汽車裝礦。

石灰乳制備車間配磨機和螺旋分級機組合成閉路系統，車間配置了檢修、吊裝所需的起重設備。地面設地溝和液下泵以防石灰漿外流污染環境。石灰乳揚送配泵自動揚送。

5 預期達到的目標（明確新見解及創新點）

設計中采用了高效節能的新工藝、新技術、新設備，嚴禁選用能耗高或國家公布的淘汰產品；選礦實行精料方針，盡可能提高精礦品位，降低精礦含水率；加強對各工序及主要能耗設備的計量和自動化儀表的控制措施。

設計注重主體方案，技術上可行，經濟上合理，加快工程建設，使之符合投資省、周期短、見效快、經濟效益好的原則；選擇的設備在滿足實用、可靠、高效、節能的前提下，優先采用國產優質設備，以降低投資。設備選用應使生產可靠并便于管理和操作，選礦廠裝備水平必須達到國內先進水平。

6 結語

市場經濟促進了我國銅礦石選礦機械設備的技術發展，提高資源利用率。高效低毒選礦藥劑，減少環境污染。各銅企業可根據實際情況在生產工藝和設備選擇中采用新工藝，節能環保的新設備。

開發礦產資源容易導致嚴重的環境問題，破壞土地植被，引起水土流失；三廢排放的管理不善，也容易導致環境的嚴重污染。企業在進行選取系統設計時，要充分考慮對環境的破壞及采用相應的措施，解決項目可能導致的環境問題。設計中對選礦廠排放的廢水、廢氣、粉塵、廢渣及噪聲等均采取有效的綜合治理措施，各類污染物均能做到達標后排放，對生態影響采取必要的防范措施及補救措施后，將生態環境的影響降低到最小或恢復到建設前的水平，企業建成投產后，對該地區的大氣、水、聲以及生態環境不會產生明顯的影響。同時選礦過程中的危險因素眾多，對安全要求很高，為了確保安全生產，必須采用相應的安全評價，以確保設計的裝置實現安全生產，不產生新的安全隱患。選礦工序中不安全因素主要是在設備運轉地點及用電地點，包括破碎、磨礦、攪拌槽、變配電和電機等處以及設備檢修中的吊裝過程等。在設計中對自然危害安全因素、生產危害安全因素均進行了詳細辨識，遵循“安全第一，預防為主”的方針。采用成熟的工藝和安全、可靠設備；選礦廠各生產設備操作點均為操作人員留有足夠的操作空間；各操作平臺、地坑以及其他需要到達而又有跌落危險的地點，均設有安全防護欄或蓋板；對裸露傳動設備的運動部件設置安全防護罩；對電氣設備都采用了相應的安全接地和防雷裝置；各建筑物防震按基本烈度7度設防；設備檢修應事先編制維修計劃，檢修人員要做好個人勞動保護。

參考文獻

[1] 陳輝.德興銅礦選礦設備的配置及工藝技術[J].采礦

技術，2007，（6）.

[2] 趙福剛.銅礦的選礦技術進展[J].銅業工程，2006，

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作者簡介：胡堅強（1966-），男，湖南寧鄉人，四川里伍銅業股份有限公司機械制造專業工程師，工商管理碩士，研究方向：企業經營管理。

（責任編輯：秦遜玉）