西藏甲瑪某銅鉬礦選礦廠工藝改造及生產(chǎn)實(shí)踐

裴得金 郭 偉 包海洋 解 釗 趙艷賓

(中國黃金集團(tuán)西藏華泰龍礦業(yè)開發(fā)有限公司)

·礦物加工工程·

西藏甲瑪某銅鉬礦選礦廠工藝改造及生產(chǎn)實(shí)踐

裴得金 郭 偉 包海洋 解 釗 趙艷賓

(中國黃金集團(tuán)西藏華泰龍礦業(yè)開發(fā)有限公司)

針對(duì)西藏甲瑪某銅鉬礦一期選礦廠破碎設(shè)備效率低、破碎作業(yè)循環(huán)負(fù)荷大、磨礦分級(jí)效率低、浮選設(shè)計(jì)工藝不合理、浮選指標(biāo)差等問題，在綜合分析及工藝流程考察的基礎(chǔ)上，通過合理分配粗、中、細(xì)碎各作業(yè)破碎比及更換篩孔尺寸，提高球磨機(jī)充填率、優(yōu)化球磨機(jī)鋼球和水力旋流器沉砂嘴材質(zhì)、增加水力旋流器溢流圓筒除渣篩，優(yōu)化銅鉬混浮工藝流程、實(shí)施分點(diǎn)加藥等一系列技術(shù)改造措施，使破碎系統(tǒng)處理能力從6 000 t/d提升到7 000 t/d，球磨機(jī)處理量由設(shè)計(jì)的6 000 t/d提高到了6 800 t/d，銅回收率提高了2.94個(gè)百分點(diǎn)，伴生金、銀含量分別提高了16.56和3.04個(gè)百分點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

銅鉬礦 破碎系統(tǒng) 快速拋尾 技術(shù)改造 經(jīng)濟(jì)效益

甲瑪某銅多金屬礦是青藏高原岡底斯成礦帶上一個(gè)代表性礦床[1]，其主要供礦為矽卡巖銅鉬礦，伴生金、銀，含有少量鉛鋅，一期選礦廠原設(shè)計(jì)能力為6 000 t/d[2]，2010年7月正式投產(chǎn)。一期選礦廠磨礦分級(jí)和銅鉬混合浮選分為2個(gè)系列，單系列日處理量為3 000 t，2個(gè)系列的銅鉬混合精礦合并進(jìn)行銅鉬分離。自建廠以來，由于原設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝流程存在大量的工藝缺陷，存在現(xiàn)場生產(chǎn)流程不穩(wěn)定，處理能力低，生產(chǎn)指標(biāo)不理想等問題。為此，以西藏甲瑪某銅礦一期選礦廠為研究對(duì)象，針對(duì)存在問題進(jìn)行了破碎車間、磨浮車間的多項(xiàng)技術(shù)改造。改造后有效提高了資源的綜合利用率，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

1 原礦性質(zhì)

甲瑪某銅礦礦石金屬礦物組成復(fù)雜[3]，目的礦物為黃銅礦、輝鉬礦；銅礦物以黃銅礦為主，嵌布粒度范圍較寬；次生銅礦物(斑銅礦、輝銅礦、銅藍(lán)、黝銅礦)嵌布粒度相對(duì)黃銅礦較細(xì)；鉬礦物以輝鉬礦為主，與金屬硫化礦物共生；鉬礦物分布粒級(jí)較細(xì)；金、銀大部分以單體或金屬硫化物共生存在于脈石間，部分金銀礦物微細(xì)粒分布于脈石中較難回收。脈石礦物為矽卡巖型礦物組合，以石榴子石、透輝石、方解石、斜長石、石英等為主。原礦主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1。

表1 原礦主要化學(xué)成分分析結(jié)果 %

成分CuMoSSiO2Al2O3CaOMgOK2OP含量0.6510.0211.13045.3428.14225.5441.4131.6600.086成分Na2OFePbZnAsTiO2MnCSb含量0.5526.7030.1970.1700.0310.3310.2211.6010.025

2 生產(chǎn)工藝中存在的問題

2.1 破碎工藝流程存在的問題

原設(shè)計(jì)處理能力為6 000t/d，投產(chǎn)運(yùn)行后一直處于不穩(wěn)定狀態(tài)，設(shè)備效能未能充分體現(xiàn)，主要表現(xiàn)為設(shè)備能力匹配不合理，沒有“擠滿給礦”，破碎機(jī)處理能力不能充分發(fā)揮，篩孔尺寸不合理，篩分效率低，循環(huán)負(fù)荷大[4]。

2.2 磨礦工藝流程存在的問題

磨礦系統(tǒng)原設(shè)計(jì)處理能力為雙系列6 000t/d，投產(chǎn)運(yùn)行后一直處于不穩(wěn)定狀態(tài)，生產(chǎn)不連續(xù)，處理能力最高達(dá)到5 600t/d，磨礦細(xì)度為-0.074mm占63%～65%，但根據(jù)工藝流程試驗(yàn)報(bào)告要求細(xì)度為-0.074mm70%，目的礦物才能較好的單體解離。經(jīng)分析，現(xiàn)場磨礦效率低的原因?yàn)槟デ虺涮盥什粔?，磨球球徑不合理，磨球介質(zhì)質(zhì)量差，在磨機(jī)內(nèi)的碎球、失圓球嚴(yán)重影響了磨機(jī)的磨礦效率；旋流器沉砂嘴不耐磨，導(dǎo)致返砂不穩(wěn)定，嚴(yán)重影響了球磨機(jī)的磨礦效率[5-6]。

2.3 銅鉬混選工藝流程存在的問題

甲瑪某銅多金屬礦于2011年1月進(jìn)入生產(chǎn)期，生產(chǎn)至2012年5月，銅、金、銀的回收率偏低，達(dá)不到設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。技改前生產(chǎn)指標(biāo)與小型試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比(見表2)，銅回收率低3.58個(gè)百分點(diǎn)，金回收率低20.98個(gè)百分點(diǎn)，銀回收率低4.23個(gè)百分點(diǎn)。流程考查結(jié)果表明：浮選粗選作業(yè)回收率偏低，掃選作業(yè)回收率非常低，可見部分銅可浮性較差，次生銅容易脫落，在尾礦中流失嚴(yán)重。改造前1、2系列流程考查數(shù)據(jù)見表3、表4。

表2 技改前現(xiàn)場生產(chǎn)指標(biāo)與小型試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比結(jié)果

表3 改造前1系列浮選樣品銅品位及金屬量分布情況

由表3、表4可知，1系列粗選泡沫銅品位為11.05%，經(jīng)計(jì)算作業(yè)回收率為77.33%，粗選應(yīng)適當(dāng)降低泡沫品位，提高作業(yè)回收率；掃選1、掃選2、掃選3的作業(yè)回收率分別為27.10%，19.24%，12.51%，掃選作業(yè)回收率較低，掃選效果不好。2系列粗選泡沫品位為14.06%，作業(yè)回收率為78.75%，粗選應(yīng)適當(dāng)降低泡沫品位，提高作業(yè)回收率；掃選1、掃選2、掃選3作業(yè)回收率分別為15.41%，15.99%，1.73%，掃選作業(yè)回收率較低，掃選效果不好。

表4 改造前2系列浮選樣品銅品位及金屬量分布情況

3 生產(chǎn)現(xiàn)場技術(shù)改進(jìn)及工業(yè)實(shí)踐

3.1 破碎系統(tǒng)的改進(jìn)

(1)合理分配粗碎、中碎、細(xì)碎的破碎比，調(diào)整篩孔尺寸，提高處理能力。針對(duì)設(shè)備能力匹配不合理的情況，通過調(diào)整顎式破碎機(jī)、中碎機(jī)、細(xì)碎機(jī)排礦口，科學(xué)分配破碎比，做到各段負(fù)荷平衡，實(shí)現(xiàn)破碎設(shè)備“擠滿給礦”，讓破碎機(jī)處理性能充分發(fā)揮出來。破碎系統(tǒng)工藝流程見圖1，破碎系統(tǒng)主要設(shè)備指標(biāo)見表5。

圖1 選廠破碎系統(tǒng)工藝流程

表5 改造前后破碎設(shè)備主要指標(biāo)

(2)為提高篩分效率，合理調(diào)整篩孔尺寸，將原有18mm×22mm篩孔改為12mm×26mm，使篩分效率達(dá)到85%以上，并有效減小粉礦粒度；改造后充分利用“碎礦設(shè)備擠滿給礦效能最大”的特點(diǎn)，提高破碎能力；篩孔尺寸的改變，提升了篩分效率，破碎系統(tǒng)日處理能力從6 000t/d提升到7 000t/d。

3.2 磨礦系統(tǒng)的改進(jìn)

3.2.1 φ4 000 mm×8 000 mm 球磨機(jī)使用高鉻合金球

根據(jù)西藏甲瑪某銅多金屬礦的礦石性質(zhì)，選礦廠自2012年1月至7月通過不同磨礦介質(zhì)的試驗(yàn)得出：采用高鉻合金鑄球單耗為0.4 kg/t，失圓率在1%以下；而使用低鉻合金鑄球單耗為1.15 kg/t，失圓率達(dá)13%，故更換選用高鉻合金球。

(1)初裝球量的確定。溢流型磨機(jī)筒體內(nèi)徑為4 000 mm，工作長度為8 000 mm，有效容積為91.6 m3，最大裝載量為20 t，鋼球144 t，筒體工作轉(zhuǎn)速為16 r/min，計(jì)算確定磨機(jī)最初裝球量為145.6 t。

(2)球比的確定是初裝球的核心問題，決定著磨礦能量轉(zhuǎn)化效率的高低及產(chǎn)品粒度組成的優(yōu)劣。確定初裝球比例的方法就是對(duì)待磨礦料進(jìn)行篩析分級(jí)，按礦料的粒度組成確定球比。球磨機(jī)最終鋼球配比見表6。

表6 磨機(jī)鋼球配比

(3)補(bǔ)加球制度的確定。為保持最佳的球量及球比，要不斷補(bǔ)球來維持。補(bǔ)球總量根據(jù)前一天處理的礦石總量6 800 t及每噸礦石的鋼球單耗0.38 kg/t確定，其補(bǔ)加球制度為每日每系列φ100 mm鋼球1.2 t，φ60 mm鋼球0.2 t。

3.2.2 改變旋流器沉砂嘴材質(zhì)

原旋流器沉砂嘴為聚氯乙稀高分子材質(zhì)，礦砂對(duì)沉砂嘴磨損較大，導(dǎo)致旋流器分級(jí)效率低，且沉砂嘴更換周期短，故經(jīng)研究決定改用碳化硅材質(zhì)沉砂嘴，以減小沉砂嘴磨損。

3.2.3 球磨機(jī)溢流增加圓筒除渣篩

在球磨機(jī)溢流增加圓筒除渣篩后，剔除了礦漿中殘留的導(dǎo)爆管、木屑和頑石殘?jiān)到y(tǒng)地解決了磨浮系統(tǒng)經(jīng)常堵塞的問題，浮選尾礦在隔膜泵卡閥的問題，磨礦跑粗造成濾布破損的問題，有效減小了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了生產(chǎn)成本，保證了流程順暢，提高了流程安全運(yùn)行系數(shù)。

經(jīng)過對(duì)磨球介質(zhì)、磨機(jī)充填率、旋流器沉砂嘴及增加圓筒除渣篩的改造，使球磨運(yùn)轉(zhuǎn)率由86.93%提高到95.94%，原礦處理量由6 000 t/d提高到 6 800 t/d。在提高了球磨處理量的同時(shí)，大大提高了入選礦漿濃細(xì)度，促進(jìn)了目的礦物的單體解離，為浮選指標(biāo)的提高打下了良好的基礎(chǔ)。技改前后旋流器溢流樣品的粒度分布曲線見圖2、圖3，技改前后銅、鉬礦物的單體解離度分析結(jié)果見表7。

圖2 技改前旋流器溢流樣品的粒度分布曲線

3.3 銅鉬混選工藝技改

3.3.1 銅鉬混浮作業(yè)快速拋尾

通過流程考察發(fā)現(xiàn)銅鉬混選粗選區(qū)礦化不完全，導(dǎo)致銅、金、銀、鉬金屬嚴(yán)重“后竄”，且掃選1泡沫品位僅略低于粗選泡沫品位，未能實(shí)現(xiàn)“該收早收，該丟早丟”的選礦原則，其原因在于粗選時(shí)間短，掃選時(shí)間長，沒有快速拋尾。所以將原來1粗3掃3精流程改為2粗2掃3精流程，粗1粗2泡沫全部進(jìn)入精選1作業(yè)，延長了粗選時(shí)間，減少了掃選時(shí)間，防止金屬后竄，做到了快速拋尾，有效提高了浮選回收率。浮選工藝流程見圖4。

圖3 技改后旋流器溢流樣品的粒度分布曲線

表7 改造前后銅鉬礦物單體解離度分析結(jié)果

圖4 浮選工藝流程

3.3.2 集中加藥改為分點(diǎn)加藥

改造前浮選藥劑全部加入攪拌槽，聯(lián)合選廠試驗(yàn)室對(duì)比結(jié)果，實(shí)行分段加藥方式，對(duì)目的礦物完成了有序、有步驟的選擇性回收，且有效降低了藥劑成本。工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐表明：流程改造后，在混合精礦品位稍有提高的前提下，銅、鉬、金、銀的混選回收率得到了較大提高。改造后銅鉬混浮流程考查結(jié)果見表8、表9，改造前后生產(chǎn)累計(jì)指標(biāo)對(duì)比結(jié)果見表10。

由表8、表9可知，1系列粗選泡沫品位為6.72%，經(jīng)計(jì)算作業(yè)回收率為81.87%，粗選2、掃選1、掃選2作業(yè)回收率分別為58.28%、43.44%、63.92%，浮選效果較改造前好；2系列粗選1泡沫品位為6.83%，作業(yè)回收率為84.44%，粗選2、掃選1、掃選2作業(yè)回收率分別為48.25%、46.46%、56.60%，浮選效果較改造前好。

4 經(jīng)濟(jì)效益分析

西藏甲瑪某銅礦選廠通過優(yōu)化生產(chǎn)細(xì)節(jié)，取得了較好的選礦經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。按年處理量204萬t計(jì)算，可節(jié)約成本1 469萬元，有價(jià)元素選礦回收率的提升可增加效益5563萬元，增加處理量提升效益3 195萬元 ，全年可增加效益10 227萬元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

5 結(jié) 語

(1)西藏甲瑪某銅礦地處高寒高海拔生態(tài)脆弱區(qū)，礦石礦物組成復(fù)雜多變，通過技術(shù)改造，降低了設(shè)備配件消耗、能耗，提高了目的礦物的單體解離度，提升了選礦經(jīng)濟(jì)技術(shù)，是目前國內(nèi)外在高寒高海拔特色的多金屬礦山成功應(yīng)用實(shí)例之一。

(2)通過合理分配粗碎、中碎、細(xì)碎的破碎比，調(diào)整篩孔尺寸，實(shí)現(xiàn)了破碎設(shè)備的“擠滿給礦”，破碎系統(tǒng)日處理能力從6 000 t/d提升到7 000 t/d；通過采用高鉻合金球、改變旋流器沉砂嘴材質(zhì)、增加水力旋流器溢流圓筒除渣篩、提高球磨機(jī)填充率，使球磨機(jī)處理量由6 000 t/d提高到6 800 t/d。

(3)將銅鉬混浮工藝由1粗3精3掃優(yōu)化為2粗3精2掃，同時(shí)進(jìn)行分點(diǎn)加藥，使銅回收率提高了2.94個(gè)百分點(diǎn)，伴生金、銀品位分別提高了16.56個(gè)百分點(diǎn)和3.04個(gè)百分點(diǎn)。

表8 改造后1系列浮選樣品品位及金屬量分布結(jié)果

表9 改造后2系列浮選樣品品位及金屬量分布結(jié)果

表10 改造前后生產(chǎn)累計(jì)指標(biāo)對(duì)比結(jié)果

(4)通過優(yōu)化生產(chǎn)細(xì)節(jié)，取得了較好的選礦經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，年可增加經(jīng)濟(jì)效益10 227萬元。對(duì)青藏高原生態(tài)脆弱區(qū)同類多金屬礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用起到引領(lǐng)示范作用，對(duì)西藏地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有十分重要的意義。

[1] 唐菊興，王登紅，汪雄武，等.西藏甲瑪銅多金屬礦礦床地質(zhì)特征及其礦床模型[J].地球?qū)W報(bào)，2010，31(4)：495-506.

[2] 解 釗，趙艷賓，劉明實(shí)，等.高絡(luò)鋼球在西藏甲瑪多金屬礦選廠的應(yīng)用[J].甘肅冶金，2014，36(5)：11-13.

[3] 趙艷賓，劉璇遙，解 釗，等.某銅鉬礦利用旋流器解決礦泥影響的研究及應(yīng)用[J].甘肅冶金，2014，36(5)：21-23，26.

[4] 段希祥.碎礦與磨礦[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2006.

[5] 段希祥.選擇性磨礦及其應(yīng)用[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1991.

[6] 段希祥，曹亦俊.球磨機(jī)介質(zhì)的工作理論及實(shí)踐[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1999.

Technological Transformation and Production Practice in Copper-molybdenum Concentrator in Jiama County, Tibet

Pei Dejin Guo Wei Bao Haiyang Xie Zhao Zhao Yanbin

(China Gold Group Tibet Tyrone Mining Development Co., Ltd.)

There are problems of low efficiency in crushing equipment, high load in crushing operation cycle, low efficiency in grinding-classification circle, unreasonable design of flotation process, and low index of flotation separation in first phase concentrator in Jiama County, Tibet. On the basis of comprehensive analysis and investigation of the technological process, through the reasonable crush ratio distribution of primary, secondly and finely crushing and change the corresponding screen size, improve the ball mill filling rate, optimization of ball mill and hydrocyclone grit material, increase the hydrocyclone mouth overflow drum sieve, optimization of copper molybdenum bulk flotation process, equinoctial dosing and a series of technical transformation measures, the broken system capacity increased from 6 000 t/d to 7 000 t/d, ball mill capacity raised to 6 800 t/d from designed 6 000 t/d, copper recovery rate increased by 2.94 percentage points, associated gold and silver content increased by 16.56 and 3.04 percentage points respectively, and the economic benefit is remarkable.

Copper-molybdenum ore， Crushing system， Fast discarding， Technical transformation， Economic benefits

2015-01-13)

裴得金(1963—)，男，工程師，技術(shù)廠長，850020 西藏拉薩市墨竹工卡縣甲瑪鄉(xiāng)。