某選廠銅硫混合精礦塔磨機(jī)磨礦及分離試驗(yàn)研究

王 飛 王俊浩 林圓圓

（安徽省廬江龍橋礦業(yè)有限公司）

某礦山為含銅高硫磁鐵礦，采用階磨階選工藝回收磁鐵礦后，磁選尾礦進(jìn)入浮選回收銅、硫，浮選工藝流程為銅硫混浮、精礦再磨、最后銅硫分離的工藝流程。此前，再磨段采用MQY2740球磨機(jī)，球磨機(jī)處理能力遠(yuǎn)高于實(shí)際給礦量，存在磨礦效果不理想，能耗及球耗偏高的問(wèn)題［1］，不利于銅回收率的提高［2］。因此，試驗(yàn)探索塔磨與陶瓷球組合的可行性，達(dá)到降本提質(zhì)的目的。

1 礦石性質(zhì)

1.1 礦物組成

礦石中的主要工業(yè)金屬礦物為磁鐵礦，含有少量的磁赤鐵礦、穆磁鐵礦、赤鐵礦、鏡鐵礦及褐鐵礦等，還含有微量的閃鋅礦、藍(lán)輝銅礦、白鐵礦、輝銅礦、斑銅礦、輝鉬礦、毒砂、硫砷鈷礦、方鉛礦、鐵閃鋅礦、銀金礦等；礦石中的脈石礦物成分復(fù)雜，以長(zhǎng)石-石英、綠泥石-綠云母、透輝石、透閃石-陽(yáng)起石等為主，其次為多種碳酸鹽礦物，還有少量的石榴石、綠簾石、電氣石、石膏等；可綜合回收的礦物主要為黃鐵礦和黃銅礦［3］。

1.2 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造及礦物嵌布特性

礦石主要是塊狀構(gòu)造和浸染狀構(gòu)造，脈狀構(gòu)造分布較廣，但規(guī)模小，團(tuán)塊狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造和角礫狀構(gòu)造在局部地段偶有出現(xiàn)。礦石結(jié)構(gòu)主要有自形晶、半自形晶、他形晶結(jié)構(gòu)和交代結(jié)構(gòu)，還有乳濁狀結(jié)構(gòu)、放射狀、束狀、架狀結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、膠狀結(jié)構(gòu)等。磁鐵礦及磁鐵礦-磁赤鐵礦-赤鐵礦組合以單晶或集合體形式浸染于脈石中，呈毗鄰嵌布或包裹體嵌布。脈狀磁鐵礦等早期磁鐵礦和脈石互相穿插。

磁鐵礦單晶粒度一般為30～200μm，少量為10～30μm，最大為200～500μm，甚至更大，但實(shí)測(cè)粒度小于單晶粒度，更小于集合粒度。

黃銅礦呈細(xì)粒狀或不規(guī)則碎粒狀，銅黃色，弱非均質(zhì)性，多呈單晶粒獨(dú)立分布，或呈細(xì)小乳滴狀分布在閃鋅礦晶粒中，構(gòu)成固溶體分離結(jié)構(gòu)，以及呈不規(guī)則細(xì)粒狀分布在閃鋅礦晶粒邊緣，脈石礦物中少見(jiàn)，偶見(jiàn)分布在磁鐵礦晶粒間隙中，粒徑大小為0.01～0.10 mm。

黃鐵礦多呈不規(guī)則狀、條帶狀、透鏡狀、脈狀集合體與脈石和磁鐵礦毗鄰嵌布，也包裹交代鐵礦物和脈石。黃銅礦多數(shù)與黃鐵礦呈不規(guī)則狀互嵌且嵌布緊密，與鐵礦物呈浸染狀、星點(diǎn)狀嵌布，與脈石多呈浸染狀、脈狀嵌布，閃鋅礦中普遍有乳濁狀黃銅礦微粒分布其中［4-5］。

1.3 礦石化學(xué)多元素及物相分析

原礦化學(xué)多元素及鐵、硫物相分析結(jié)果見(jiàn)表1～表3。

注：Ag含量單位為g/t。

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2 鋼球與瓷球比較

2.1 鋼球與瓷球單位磨礦功耗測(cè)定

試驗(yàn)設(shè)備采用馬鞍山市天工科技股份有限公司研制的TGTM-5.5型塔磨機(jī)，有效容積50 dm3，鋼球介質(zhì)堆密度約5.2 g/cm3，陶瓷球堆密度約2.1 g/cm3，磨礦細(xì)度使用篩子和激光粒度分析儀測(cè)定。

對(duì)銅硫混合精礦進(jìn)行粒度組成篩析，結(jié)果見(jiàn)表4。不同磨礦時(shí)間與磨礦細(xì)度測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖1、圖2。

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由圖1、圖2可見(jiàn)，采用相同的磨礦設(shè)備，在相同的磨礦時(shí)間內(nèi)，鋼球新生成的-43μm粒級(jí)含量略多于陶瓷球；當(dāng)磨至-43μm 75%時(shí)，鋼球介質(zhì)需磨礦6′55″，單位磨礦功耗為4.65 kW·h/t，陶瓷球介質(zhì)需磨礦7′50″，單位磨礦功耗為5.06 kW·h/t。

2.2 鋼球、瓷球磨礦時(shí)間與細(xì)度的關(guān)系

為進(jìn)一步了解鋼球與陶瓷球磨礦對(duì)銅硫分離效果的影響，將磨礦礦樣進(jìn)行細(xì)度篩析，篩析結(jié)果見(jiàn)表5。

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由表5可知，2種介質(zhì)磨礦5 min基本達(dá)到了現(xiàn)場(chǎng)分離粒度要求，進(jìn)一步延長(zhǎng)磨礦時(shí)間，會(huì)大幅度增加-38 um粒級(jí)含量，會(huì)影響銅硫分離效果。此次對(duì)比試驗(yàn)，主要以2種不同介質(zhì)磨礦5，10 min的礦樣進(jìn)行相關(guān)對(duì)比研究。

2.3 分離浮選試驗(yàn)

將礦樣進(jìn)行過(guò)濾脫水，稱取1 100 g濕樣進(jìn)行1粗1掃開路分離浮選試驗(yàn)，并對(duì)所有礦樣取樣烘干進(jìn)行粒級(jí)篩析，由于對(duì)藥劑單耗未知，故以鋼球磨礦20 min礦樣進(jìn)行藥劑探索試驗(yàn)，探索試驗(yàn)流程見(jiàn)圖3。

2.3.1 藥劑用量試驗(yàn)

為了對(duì)比2種磨礦介質(zhì)在相同浮選條件下的選別指標(biāo)，進(jìn)行1次條件探索試驗(yàn)，試驗(yàn)條件見(jiàn)表6，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。

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由表7可知，確定試驗(yàn)藥劑第4組試驗(yàn)條件為宜。

2.3.2 鋼球與陶瓷球5 min磨礦礦樣試驗(yàn)指標(biāo)對(duì)比

在相同的試驗(yàn)條件下，以鋼球和陶瓷球進(jìn)行磨礦時(shí)間為5 min的浮選對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)條件見(jiàn)表8，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表9。

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由表9可知，第1組、第4組試驗(yàn)數(shù)據(jù)與其他4組存在較大差異，故舍棄，其他4組試驗(yàn)條件基本一致，具備代表性。陶瓷介質(zhì)磨礦5 min第2組、第3組的粗選精礦銅品位分別達(dá)到10.38%，9.92%，回收率達(dá)到90%以上，且硫精礦含銅約0.10%。鋼球介質(zhì)磨礦5 min第5組、第6組的粗精礦銅品位只有2.71%，1.64%，而掃選精礦銅品位在8.79%和10.08%，粗選未表現(xiàn)出選別效果，且回收率低下，硫精礦含銅在0.5%以上，分離效果不理想。

2.3.3 鋼球與陶瓷球10 min磨礦礦樣試驗(yàn)指標(biāo)對(duì)比

在相同的試驗(yàn)條件下，進(jìn)行鋼球和陶瓷球磨礦時(shí)間10 min的浮選對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)條件見(jiàn)表8，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表10。

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由表10可知，各組試驗(yàn)條件基本一致，具備代表性；通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)2種磨礦介質(zhì)磨礦10 min與磨礦5 min分離浮選試驗(yàn)指標(biāo)基本一致，都是陶瓷球磨礦介質(zhì)遠(yuǎn)優(yōu)于鋼球磨礦介質(zhì)指標(biāo)。

2.4 補(bǔ)充驗(yàn)證試驗(yàn)

因前期試驗(yàn)礦樣存放時(shí)間較長(zhǎng)，可能存在影響分離浮選的因素較多。為了進(jìn)一步確定上述結(jié)論的正確性，再次分別以陶瓷球和鋼球介質(zhì)進(jìn)行磨礦浮選試驗(yàn)，磨礦時(shí)間5 min，試驗(yàn)條件見(jiàn)表8，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表11。

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由表11可知，礦樣存放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，對(duì)鋼球磨礦后的礦樣分離浮選存在較大影響，但在現(xiàn)磨現(xiàn)選情況下，陶瓷球磨礦后分離浮選粗選銅回收率達(dá)85%，而鋼球磨礦后分離浮選粗選銅回收率只有77%，故陶瓷球磨礦后分離浮選效果仍優(yōu)于鋼球磨礦。

3 結(jié)論

（1）通過(guò)試驗(yàn)得出，在相同條件下磨礦后，陶瓷球介質(zhì)磨礦后的分離浮選效果要遠(yuǎn)優(yōu)于鋼球磨礦介質(zhì)磨礦，說(shuō)明鋼球磨礦后，對(duì)礦樣存在影響分離浮選的因素。

（2）陶瓷球磨礦介質(zhì)磨礦5 min和10 min對(duì)比發(fā)現(xiàn)，磨礦5 min分離浮選粗選精礦回收率約90%，而磨礦10 min分離浮選回收率約80%，說(shuō)明隨著磨礦細(xì)度提高，分離效果變差，且能耗隨之提高，不符合節(jié)能降耗的原則，故磨礦5 min為較好的磨礦時(shí)間。

（3）塔磨機(jī)與陶瓷球組合相對(duì)塔磨與鋼球組合有著大幅降低能耗，提高銅回收率，增強(qiáng)銅硫分離效果的優(yōu)勢(shì)。