某銅礦山硫化銅浮選段技改工業化應用

王國標

（紫金礦業集團股份有限公司）

某大型銅礦山設計處理量5 000 t/d，經過持續的設備工藝挖潛，目前生產系統處理量已提升至約8 500 t/d，加上全生命周期內硫化銅礦多、氧化銅礦少的供礦變化，對硫化銅礦的處理能力提出了更高的要求。對于過去硫化銅粗掃選泡沫合并再磨再選的四段精選工藝，硫化銅礦處理能力有限。為此，該銅礦山為突破生產瓶頸，優化硫化銅浮選段工藝指標，經現場不斷調試，利用閑置浮選機、濃密機，經2 次硫化銅浮選工藝技改，以期實現工業化應用。

1 硫化銅礦生產現狀

1.1 選礦原則工藝

該銅礦山屬于典型的硫氧混合銅礦，硫化銅礦占比25%～30%，以輝銅礦為主；氧化銅礦占比70%～75%，以孔雀石為主。經多次試驗及流程論證，最終確定先選硫化銅后選氧化銅，先浮易選氧化銅礦后浮難選氧化銅礦的原則流程［1-2］，并運行至今。自2021 年底，依托頑石破碎系統的穩定運行［3］，處理礦量實現大幅提升，加上供礦條件的變化，硫化銅礦占比不斷加大，穩定在40%以上，這都對硫化銅浮選段的處理能力及選別效果提出了挑戰。

1.2 硫化銅浮選工藝流程

一直以來，現場執行的硫化銅浮選工藝為原礦經攪拌桶加藥后，經1 粗1 掃，粗掃選泡沫合并入再磨，溢流漿經4 次精選（精選1 底流返回至粗選段，精選2、精選3、精選4 底流則順序返回），最終產出合格硫化銅精礦。硫化銅選礦工藝流程見圖1。

該流程配置簡單，屬傳統的再磨再選工藝［4-5］，在過去硫化銅礦少、氧化銅礦多的供礦條件下，工藝易于操作且生產指標穩定；但隨著硫化銅礦占比的不斷提升，硫化銅浮選段工藝出現瓶頸，再磨機臺效低且部分過磨，精選區域經常性“跑、冒、滴、漏”，硫化銅后竄頻繁，致使氧化銅精礦含硫偏高，硫化銅浮選系統整體效率較低，從而影響銅的綜合回收率。

此外，試驗發現硫化銅粗精礦中含有部分解離單體。因此，為實現硫化銅粗精礦中已解離單體能收早收，防止過磨［6］，釋放再磨機臺效，提高硫化銅浮選段處理能力及回收效果，硫化銅浮選技改勢在必行。

2 第一階段硫化銅浮選技改

第一階段工藝技改的方向是硫化銅粗精礦直接精選、中礦合并再磨［7-8］。原礦漿經1 粗1 掃，硫化銅粗選泡沫直接經3 次精選（精選1 底流進入濃密機），濃縮后的底流與硫化銅掃選泡沫合并進再磨機，再磨礦漿經水力旋流器分級后，沉砂返磨機，溢流礦漿再經3 次精選（精選1 底流返回硫化銅粗選），2 個階段的精選泡沫產品合并經最后一段精選，最終產出合格硫化銅精礦。第一階段硫化銅浮選技改流程見圖2。

該技改工藝于2022 年5—7 月運行，較好地實現了硫化銅粗精礦的能收早收，且有效避免了硫化銅后竄問題；但再磨機磨礦濃度仍較低，且在硫化銅礦配入過高時，雖然該硫化銅浮選技改流程能保證處理量，但精礦品位卻難以穩定，尤其是5—6 月，原礦中含較高比例的滑石礦，精礦富集效果明顯存在波動，含氟超標較嚴重［9］。

3 第二階段硫化銅浮選技改再優化

鑒于第一階段技改后出現的部分問題，出于完善流程及指標提升的需要，第二階段技改在第一階段的基礎上再優化，改硫化銅異步浮選為同步浮選［10］。具體為在硫化銅粗選精礦直接精選、中礦合并再磨的基礎上，取消兩階段精選，硫化銅粗選泡沫直接經7次精選，過程中精礦靈活執行“能收早收”原則；精選1 底流同樣進入濃密機濃縮，濃縮后底流與硫化銅掃選泡沫合并進水力旋流器預先分級［11］，沉砂進再磨機（第一階段技改運行期間，多次取樣表明，分級沉砂濃度較高，直接進入磨機可有效提高磨礦濃度），溢流礦漿直接返回硫粗選段。第二階段的硫化銅浮選技改再優化流程見圖3。

第二階段技改再優化流程自2022 年8 月運行至今，硫化銅浮選指標取得了較大突破，整體效率提升明顯。第二階段的硫化銅粗選泡沫7 次精選技改流程自現場應用以來，始終堅持“能收早收”原則，間接提升了選硫段處理能力，大部分時間只執行4～5 段精選，精礦產品基本達標，生產指標穩定。

4 技改前后生產數據對比

2022 年以來，現場硫化銅浮選工藝歷經3 個階段，1—4 月為原4 段精選流程；5—7 月為第一階段技改流程；8—12 月為第二階段技改再優化流程。通過對技改中的流程考查及現場跟蹤，對相關生產數據進行了統計對比。

4.1 再磨分級系統效率

分別針對3 個階段的硫化銅浮選工藝開展流程考查，通過對再磨分級進料、磨機排礦、分級沉砂及分級溢流等進行篩分，以45 μm 粒級計，計算流程改造前后的再磨分級返砂比、分級質效率及分級量效率等［12-13］，統計結果見表1。

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由表1可知，相較于原4段精選流程，經2次技改再磨分級返砂比、分級質效率及分級量效率均有不同程度的增加，再磨分級效率提升明顯。此外，技改過程對中礦（硫掃選泡沫及精選1 底流）先行濃密濃縮，同時在濃密機處適當添加絮凝劑，濃縮效果得到改善。第二階段技改再優化中的相應磨礦濃度，即分級沉砂濃度平均在50.19%，遠高于原4段精選流程25.13%的再磨濃度，這也有助于再磨機臺效的提升，實現中礦單體充分解離，確保精選段產出合格的硫化銅精礦產品。

4.2 硫化銅精礦質量

各階段硫化銅浮選工藝硫化銅精礦富集情況及產品含氟指標見表2。

由表2 可知，隨著技改流程的不斷優化，相較于原礦，硫化銅精礦富集效果逐步提升；精礦產品氟元素含量下降明顯，超標率得到有效控制。第一階段硫化銅浮選技改應用期間，原礦含滑石明顯增多，致使硫化銅精礦氟元素超標嚴重，這是進行第二階段技改再優化流程的主要原因；取消兩階段精選，硫化銅粗選泡沫直接經7次精選，控制滑石配入對精礦品位的影響［14］，精選段靈活執行“能收早收”原則，確保了硫化銅精礦產品質量的達標。

4.3 氧化銅精礦含硫指標

為充分評估各階段硫化銅浮選工藝對硫化銅礦的選別效果，同步統計實際生產過程氧化銅精礦中的硫含量變化（表3）。

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由表3可知，選硫段相較原4段精選流程，無論是第一階段的技改工藝還是第二階段的技改再優化流程，結合原礦含硫，氧化銅精礦硫元素富集不明顯，含硫指標不斷得到控制，側面反映出第二階段技改再優化流程在避免硫化銅后竄問題上的顯著作用。

4.4 硫化銅浮選段銅回收率

對不同階段硫化銅浮選工藝開展流程考查，利用原礦品位、精礦品位及產率分別計算出選硫段銅的理論回收率［15］，同時統計流程考察期間的生產實際回收率（圖4）。

由圖4 可見，硫化銅浮選工藝從原4 段精選流程經2次技改，流程考查計算得到的選硫段銅理論回收率逐步增加，實際生產數據也逐步增加，第二階段的技改再優化流程較原4 段精選流程銅回收率增加0.66個百分點。

5 結 語

（1）某大型銅礦山硫化銅浮選工藝經2 次技改，將硫化銅異步浮選改為同步浮選，粗選泡沫直接經7段精選，中礦再磨礦漿返粗選工藝。技改后穩定了精礦指標，確保了硫化銅精礦品位的達標；根據后續滑石礦持續配入系統的情況，同樣能實現較好的富集效果。此外，硫化銅精礦產品含氟超標率明顯下降。

（2）技改后再磨臺效提升，能收早收，增加了硫化銅礦的處理能力及回收效果。第二階段技改再優化中設置7段精選，根據富集效果可隨時調整精選段數，能更好地實現“能收早收”，間接提升精選段處理能力。溢流漿直接返回硫粗選，可彌補再磨后精選段藥劑不足的問題，更有利于硫化銅礦物的回收，硫化銅浮選效率提升，有效避免了硫化銅后竄問題。

（3）技改后浮選操作條件改善。相較于原4段精選工藝及第一階段硫化銅浮選技改流程，兩階段精選整合為一套精選系統，操作上將更有助于崗位指標控制及設備巡查。