某礦區(qū)低品位礦石選礦試驗(yàn)研究

牛 珊，王 碩，張自江

（云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司，云南 文山 663701）

西南某礦區(qū)礦產(chǎn)資源豐富，是一個(gè)以鋅、錫、銦為主，伴生有銅、銀、鎘、硫、鐵、螢石、滑石等多種可回收資源的有益共、伴生組分的礦床，具有很高的綜合開(kāi)采價(jià)值。礦山雖經(jīng)過(guò)多年開(kāi)采，保有的資源儲(chǔ)量依然豐富[1]。

根據(jù)礦區(qū)質(zhì)勘查報(bào)告及估算的采礦場(chǎng)堆存原料廢石量顯示，該礦區(qū)的原料廢石總量為9957萬(wàn)t，銅廢石量2517萬(wàn)t，雖然采用露天采礦工藝，每年仍然有3500萬(wàn)t廢石產(chǎn)出，這些礦石中主要金屬礦物有鐵閃鋅礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦、磁鐵礦、錫石、黃銅礦、毒砂等，均具有很高的綜合利用價(jià)值，但由于品位較低，礦石嵌布復(fù)雜，回收難度較大，若能對(duì)廢石中的零星礦石加以回收利用，其產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)規(guī)模相當(dāng)于一個(gè)大型多金屬礦山[2]。

為了進(jìn)一步提高選廠生產(chǎn)能力，回收廢石中的有價(jià)元素，從隆基公司引進(jìn)LPPC多金屬分選機(jī)開(kāi)展試驗(yàn)研究，對(duì)中試試驗(yàn)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行改造，可增加處理量16萬(wàn)t/a，直接經(jīng)濟(jì)效益172.8萬(wàn)元/年。

1 LPPC分選機(jī)原理和結(jié)構(gòu)

在各種礦石揀選方法中，X射線分選是一種比較常見(jiàn)的礦石分選方法，當(dāng)X射線照射到目標(biāo)礦石上時(shí)，激發(fā)礦石元素原子內(nèi)層電子，產(chǎn)生空穴。此時(shí)外層電子向內(nèi)層躍遷，在躍遷過(guò)程中產(chǎn)生特征X射線，LPPC分選機(jī)利用特征X射線，對(duì)礦石進(jìn)行定性半定量分析，從而實(shí)現(xiàn)礦石和尾礦的分選。

分選機(jī)結(jié)構(gòu)包括進(jìn)料倉(cāng)、電磁振動(dòng)給料機(jī)、振動(dòng)溜槽、檢測(cè)組件、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、產(chǎn)品接收槽等，礦石進(jìn)入料倉(cāng)后在電磁振動(dòng)給料機(jī)的作用下，使礦石均勻進(jìn)入振動(dòng)溜槽，形成單體礦石流，并逐個(gè)進(jìn)入檢測(cè)區(qū)域，此時(shí)X射線接收器對(duì)每塊礦石進(jìn)行定性半定量分析，并將結(jié)果反饋到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行分析處理，計(jì)算機(jī)根據(jù)設(shè)定的閾值判斷被檢測(cè)的礦石是精礦還是尾礦，通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)精尾礦分離，精礦彈到精礦接收槽，尾礦落入尾礦接收槽，設(shè)備工作原理如圖1所示。

圖1 LPPC分選機(jī)工作原理

LPPC分選機(jī)對(duì)礦石的入選品位要求較低，適于處理狹窄礦脈、圍巖等，以在處理礦石之前使用LPPC進(jìn)行礦石揀選可以提前丟棄部分脈石，提高礦石的入選品位，不僅能夠減少碎磨環(huán)節(jié)的處理量，也有利于控制下游工序，從而降低選礦成本，提升礦山經(jīng)濟(jì)效益。

表1 不同參數(shù)對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果

2 試驗(yàn)研究

試驗(yàn)所用礦石為具有代表性礦樣，最大塊度為250mm，試驗(yàn)將使用LPPC4-150分選機(jī)一臺(tái)及其配套設(shè)備，采用一次分選的開(kāi)路流程，考察設(shè)備對(duì)礦石的選別效果。

2.1 參數(shù)對(duì)比試驗(yàn)

X射線分選主要依靠計(jì)算機(jī)根據(jù)設(shè)定的參數(shù)判斷被檢測(cè)的礦石是否符合精條件，并通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)礦物分離，因此在實(shí)際生產(chǎn)中參數(shù)的設(shè)定十分重要，本次試驗(yàn)中主要通過(guò)Cu、Zn、Sn和Fe四種元素對(duì)礦石進(jìn)行判別，H1主要判別Cu、Zn元素，H2主要判別Sn元素，H3主要判別Fe元素，因此需要分別測(cè)定銅精礦，鋅精礦，錫精礦和鐵精礦4種礦石標(biāo)樣確定其所屬區(qū)域。其中Cu區(qū)域?yàn)椋?6，66），鋅區(qū)域?yàn)椋?0，72），設(shè)定CuZn區(qū)域?yàn)椋?6，68），Sn區(qū)域?yàn)椋?55，172），F(xiàn)e區(qū)域?yàn)椋?0，54），再根據(jù)各個(gè)元素區(qū)域確定NS區(qū)域?yàn)椋?0，142），NS1區(qū)域?yàn)椋?00，254），其中NS和NS1區(qū)域根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定。不同參數(shù)試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

在試驗(yàn)所使用的兩種參數(shù)中，第二種參數(shù)考慮到了Fe元素對(duì)礦石的影響，有表1可知，兩種參數(shù)情況下分選機(jī)對(duì)礦石中有價(jià)元素的回收具有顯著效果，但第一種參數(shù)下精礦中各種元素的回收率均較高，因此確定第一種參數(shù)作為試驗(yàn)的基本參數(shù)。

2.2 入選粒度試驗(yàn)

使用LPPC分選機(jī)進(jìn)行揀選的優(yōu)勢(shì)之一就是可以在較大粒度下從礦石中回收有用礦物，從而減少碎磨環(huán)節(jié)，碎磨工序的減少可以有效減少能量的消耗，同時(shí)也能增加礦石處理量，但當(dāng)入選礦石粒度較大時(shí)，會(huì)使大量脈石混入精礦中，降低精礦品位，因此在生產(chǎn)中對(duì)礦石粒度的考察十分重要，試驗(yàn)中選用第一種參數(shù)作為基本參數(shù)，在處理量為Xt/h的情況下，進(jìn)行原礦入選粒度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

由表可得，隨著礦石入選粒度的降低，精礦產(chǎn)率降低，精礦中銅、鋅、錫品位上升，回收率降低，當(dāng)入選粒度為-90mm+60mm時(shí)，隨著原礦粒度的降低精礦中各元素品位沒(méi)有較大的提高，而回收率降低較多，綜合考慮，確定原礦的入選粒度范圍為-90mm+60mm。

2.3 處理量試驗(yàn)

試驗(yàn)中選用第一種參數(shù)作為基本參數(shù)，控制原礦入選粒度范圍-90mm+60mm，考察LPPC分選機(jī)在不同處理量情況下分選指標(biāo)變化的情況，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 處理量試驗(yàn)結(jié)果

由試驗(yàn)結(jié)果可得，隨著處理量的增大，精礦產(chǎn)品中各元素的品位逐漸降低，回收率先升高后降低，當(dāng)處理量超過(guò)23t/h時(shí)，精礦中銅、鋅、錫回收率急劇降低。

這說(shuō)明當(dāng)處理量超過(guò)某個(gè)閾值時(shí)，礦石流速過(guò)快，某些礦石還未被充分檢測(cè)就流入尾礦槽，使得有價(jià)礦物未被充分回收。為同時(shí)保證精礦品位與回收率，確定處理量為23t/h。

2.4 連選試驗(yàn)

為驗(yàn)證分選機(jī)連續(xù)處理礦石的穩(wěn)定性，在上述試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行連續(xù)試驗(yàn)。計(jì)劃系統(tǒng)運(yùn)行15天，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 連選試驗(yàn)結(jié)果

由表4可知，在15天的連續(xù)試驗(yàn)中，精礦中銅、鋅、錫品位分別為0.897%，1.556%，0.309%，其中銅、鋅回收率大于84%，錫回收率接近70%。

試驗(yàn)結(jié)果表明，使用LPPC分選機(jī)能有效綜合回收銅、鋅、錫等金屬。

3 結(jié)論

（1）本次試驗(yàn)原礦主要是針對(duì)露天采礦剝離出銅品位0.2%以下銅廢石和鋅品位1.0%以下鋅錫廢石原料廢石最大塊度為250mm，礦石類(lèi)型為錫石硫化物～矽卡巖型，礦物組合和化學(xué)成分比較復(fù)雜，居多金屬礦化特點(diǎn)。礦石類(lèi)型按硫化物氧化程度劃分，絕大部分為原生礦、混合礦。

（2）試驗(yàn)采用LPPC多金屬分選機(jī)采用一次分選的流程進(jìn)行低品位礦石的回收，其流程簡(jiǎn)單、工藝可靠，可以有效回收礦石中銅、鋅、錫金屬，連續(xù)試驗(yàn)表明，原礦經(jīng)過(guò)一次分選，可得到銅、鋅、錫品位分別為0.897%，1.556%，0.309%，回收率分別為84.57%，84.54%，68.92%的精礦，按照該工藝，選廠可增加處理量16萬(wàn)噸/年，按照每噸礦10.8元的效益計(jì)算，直接經(jīng)濟(jì)效益172.8萬(wàn)元/年。