某銅礦選礦工藝流程優化改造

馬 亮 吳耀坤

(西安有色冶金設計研究院有限公司)

某銅礦選礦廠處理能力9萬t/a，主要產品為銅精礦和鐵精礦，年總產量約2萬t。采用“抑硫浮銅—銅尾礦磁選回收鐵”的工藝流程組織生產。該工藝流程雖然實現了主要有價金屬銅的回收，但礦石中伴生的金、鈷等有價元素未得到有效利用，特別是工藝中使用了大量的石灰抑制黃鐵礦，使得金、鈷等也受到強烈的抑制，回收率較低。為提高礦產資源綜合利用率，有效回收伴生元素，改善經濟效益，進行選礦工藝流程改造。

1 原礦與尾礦性質

1.1 原礦性質

原礦礦物組成復雜，種類繁多。金屬礦物主要有黃銅礦、含鈷黃鐵礦、硫鈷礦、磁鐵礦、赤鐵礦、隱晶質赤鐵礦等，非金屬礦物主要有石英、綠泥石、絹云母以及少量角閃石、方解石、石榴子石等。銅礦物以黃銅礦為主，鐵礦物主要為磁鐵礦、赤鐵礦等，含鈷礦物主要為硫鈷礦和含鈷黃鐵礦。黃銅礦與磁鐵礦、黃鐵礦、硫鈷礦嵌布關系復雜，連生緊密，銅礦物嵌布粒度較細且分布不均勻，在生產現場磨礦細度-0.074 mm 78%的條件下單體解離度較差，對銅的浮選回收不利。礦石化學多元素分析結果見表1，金物相分析結果見表2。

由表1 、表2可見，礦石銅含量相對較高，品位1.63%，是要回收的主要元素；鐵、鈷、金含量較低，是可給予回收的伴生元素；金主要以裸露及半裸露金、硫化物和赤(褐)鐵礦包裹金的形式存在，占總金的81.25%。

注：Au、Ag的含量單位為g/t。

表2 礦石金物相分析結果

1.2 尾礦性質

該選礦廠尾礦金屬礦物主要有含鈷黃鐵礦、膠狀黃鐵礦、赤鐵礦、磁鐵礦、褐鐵礦、黃銅礦、斑銅礦等，非金屬礦物主要有石英、綠泥石及少量角閃石、方解石、長石、絹云母等。尾礦化學多元素分析結果見表3。

表3 尾礦化學多元素分析結果 %

注：Au、Ag的含量單位為g/t。

由表3可以看出，尾礦硫品位0.80%、鈷品位0.021%，仍具有回收利用價值。含鈷黃鐵礦是主要的含鈷礦物，常與脈石礦物連生，多呈不規則狀、星點狀分布于脈石中，部分包裹在黃銅礦微粒中，或分布于脈石礦物裂隙間，對硫鈷礦物的回收不利。

2 選礦廠現狀與存在問題

該銅礦選礦廠原礦直接由自卸車運送至原礦倉進行兩段一閉路流程破碎，粒度由-220 mm降低到-55 mm，破碎產品由1#皮帶輸送至篩分作業，+15 mm篩上經2#皮帶輸送至細碎作業；-15 mm篩下直接進入粉礦倉。然后進行一段閉路磨礦—分級—1粗1精3掃閉路浮選，再經濃密、過濾得到銅精礦。銅浮選尾礦進入三段磁選得鐵粗精礦，再磨后進行兩段磁精選得鐵精礦。銅浮選過程中，抑制劑石灰用量200 g/t，在抑制黃鐵礦的同時也強烈抑制伴生的金、鈷，使其回收率偏低。原選礦工藝流程見圖1，生產指標見表4、表5。

圖1 原選礦工藝流程

注：Au品位單位為 g/t。

表5 原鐵回收指標 %

從表4、表5可知，原選礦工藝流程銅精礦銅品位20.00%、鈷品位0.16%、金品位5.70 g/t，銅回收率93.50%、鈷回收率55.42%、金回收率45.72%；鐵精礦品位60.32%，回收率56.28%。

3 工藝流程改造

3.1 改造方案與效果

改造方案：在原生產流程中增加金重選和硫鈷浮選流程，分別從原礦、銅精礦和磁選尾礦中通過尼爾森選礦機—搖床重選得到金品位較高的毛金砂，再經外委冶煉得到合質金；對磁選尾礦進行2粗4精2掃硫鈷浮選，得到硫鈷精礦。旋流器分級3溢流和硫鈷浮選尾礦合并為最終尾礦，搖床中礦返回一段磨礦。銅精礦經過濃縮、過濾兩段脫水后儲存在精礦倉中，新增的硫鈷精礦經壓濾機脫水后，由皮帶轉運至現有精礦倉內。改造后的選礦工藝流程見圖2[1-2]。在原礦銅、鈷、金、鐵、硫品位分別為1.63%、0.022%、1.00 g/t、16.10%、2.12%的條件下，改造后銅、金回收指標見表6，鐵、硫鈷回收指標分別見表7、表8。

表6 改造后銅、金回收指標 %

注：Au的品位單位為g/t。

表7 改造后鐵回收指標 %

由表6～表8可知，選礦工藝流程改造后，銅精礦銅品位20.80%、銅回收率92.35%，鈷、金回收率分別為32.61%、31.46%，相比改造前銅精礦品位略微升高，回收率下降1.15個百分點；鐵精礦品位62.14%、回收率55.73%，相比改造前品位升高了1.82個百分點，回收率略微下降；同時獲得金品位486.00 g/t、回收率38.88%的毛金砂和硫品位32.45%、鈷品位0.43%，硫、鈷回收率分別是19.20%、24.51%的硫鈷精礦。

圖2 改造后的選礦工藝流程

3.2 改造效益

改造后的新選礦工藝流程實施后，可新增合質金34.817 04 kg/a、硫鈷精礦1 128.6 t/a，銅、鐵回收指標變化較小。在計算期15 a內，平均總成本費用增加 220.7萬元/a，平均銷售收入增加865.2萬元/a。說明選礦廠選礦工藝流程改造優化后，取得了較好的預期效果，給企業帶來了顯著的經濟效益。

4 結 論

(1)某銅礦選礦廠通過在原“抑硫浮銅—銅尾礦磁選回收鐵”工藝中增加重選回收金和浮選回收硫鈷流程進行工藝改造。新工藝流程實施后，在銅精礦、鐵精礦回收指標變化較小的情況下，新增金品位486.00 g/t、回收率38.88%的毛金砂產品，硫品位32.45%、鈷品位0.43%，硫、鈷回收率分別為19.20%、24.51%的硫鈷精礦產品，達到了回收礦石中有價金屬元素金、鈷的目的，提高了資源利用率，經濟效益顯著。

(2)尼爾森選礦機是一種高效、環保的離心重選設備，適用于從礦石中回收金、銀、鉑族等貴金屬和其他密度較大的金屬礦物，具有選礦富集比高、精礦品位高、設備運轉率高的優點，且占地面積小，易于配置到選礦廠原流程中[3]。選用3臺尼爾森選礦機分別用于原礦分級溢流、銅精礦和磁選尾礦的重選回收金，并采用搖床進行金精選，成本低，對環境無污染、綜合效益好。