铜矿选矿设备探讨

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摘要：文章结合我国铜矿石选矿技术的发展，探讨了铜矿选矿设备选择、新工艺的研究和应用概况，指出了一些高效选矿设备和工艺的研究及应用，对于提高铜精矿产品质量、促进铜矿石的合理开发利用具有重要意义。

关键词：铜矿选矿；选矿设备；设备选择；新工艺；金属矿产 文献标识码：A

中图分类号：TD952 文章编号：1009-2374（2016）25-0158-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.25.077

铜矿是金属矿产中重要的矿种之一，为提高铜和伴生金属的回收率，降低生产成本，采用高效低毒选矿药剂，减少环境污染，优化工艺流程。对主要设备的选择，除立足于成熟的铜矿选矿设备外，应根据实际情况选用近年生产出来的先进高效、节能环保的选矿新设备、采用新工艺。

1 选矿的工艺及流程

选矿在碎磨工艺作业时都是以“多碎少磨”为原则，研发和优先采用具有高效节能功能的最新工艺流程和市场推出的绿色环保新设备。通常在采用这些高效、节能、环保的新设备时，在碎磨作业工艺流程这道工艺时，应该对设备进行适合矿场矿产的相应改进：确定好合理的破碎时间、磨矿粒度的大小，对破磨作业时间可做相应的调整、调整磨机的转速与磨矿介质相配，使用最新研发的新材料钢球、衬板、助磨剂等。

例如：矿场是浸染状铜矿石，常采用的是一段磨细度-200网目约占50%～70%，1次粗选，2～3次精选，1～2次扫选的基本流程。如果铜矿物的浸染粒度比较细，就可以考虑使用分阶段磨选流程。在处理斑铜矿时通常采用粗精矿再磨―在精选阶段的磨选流程，先进行一段的粗磨、粗选、扫选后，再将粗精矿再磨、再精选，将得到高品质的铜精矿和硫精矿。致密的铜矿石由于是黄铜矿和黄铁矿致密共生，而黄铁矿往往被次生铜矿物活化，黄铁矿含量较高，难于抑制且分选困难。在分选的过程中要求同时得到铜精矿和硫精矿。通常选铜后的尾矿就是硫精矿。矿石中如果脉石含量超过20%～25%，为得到硫精矿，需再次分选。在致密铜矿石处理过程中，通常采用的是两段磨矿或阶段磨矿，磨矿的细度要较细。

2 铜矿主要设备选择原则和依据

（1）设备选择应与选厂规模相适应，选择设备的形式应与矿石性质相适应，满足工艺流程的要求；（2）选用质量优良、节能高效、安全可靠、技术先进的国家定型产品或经过鉴定确认可以推广使用的新设备，并综合考虑设备的性能和价格；（3）选用工作可靠、操作方便、维修简单的国家定型产品；（4）设备选型时应考虑矿石性质变化所引起的处理量的波动；（5）选择备品备件来源可靠、供应方便的设备。

3 设备选择计算参数的依据

3.1 碎矿设备

原矿最大粒度450mm，矿石普氏硬度为5～7，为中硬矿石，矿石密度为3.7t/m3，松散密度为2.47t/m3，原矿含水为5%，含泥按少量不影响生产计，最终产品粒度为-12mm占95%。原矿处理量为1500t/d，工作时间为18h/d。

3.2 磨矿设备

3.2.1 参照业主提供的数据：一台2436格子型球磨机，N=280kW，处理量为35t/h，给矿粒度≤20mm，产品粒度为200目约55%。

3.2.2 无可磨度系数测定试验。磨矿分级循环负荷250%，原矿处理量为1500t/d，工作时间为24h/d。磨矿设计为-200目65%。

3.3 浮选设备

在选择浮选机时要根据矿场的实际情况来计算选择。

粗选和扫选工艺在通常情况下都使用的同规格浮选机，精选时通常采用的浮选机比粗选规格的要小，因为精选是在粗选后的精矿进行再精选，其数量比原矿量少很多。

浮选矿浆体积的计算方式：

W=[K1×Q（R+1/ρ）]/60

式中：W是计算矿浆的体积，m3/min；Q是指设计生产作业的流程量（也包括了返程量），t/h；ρ是矿石的密度，t/m3；R是代表生产作业时矿浆的液体和固体重量之比；K1表示处理量不均衡的系数。当浮选前为湿式自磨时，K1=1.3。

例如：某铜矿选矿厂设计的生产规模为30万t/a，工作时间为300d/a，24h/d，处理量为1000t/d，矿石密度为2074t/m3。

按照以上铜矿选矿厂的总体设计配置要求，采用单系列浮选作业生产。设计人员会同矿厂业主通过对相关机械设备厂家的考察及类似选矿厂的生产使用实际证明，HCF II/KYF II浮选机的机械性能好，生产耗能低，选矿指标好，推荐使用HCF II/KYF II浮选机。

3.4 脱水设备

铜精矿浓缩给入浓度为20%～25%，浓缩机底流浓度约为50%。硫精矿浓缩给入浓度为22%～25%，浓缩机底流浓度约为50%。尾矿直接排到尾矿库。

4 选矿新工艺

在传统选矿工艺流程的基础上，根据硫化铜矿的矿石性质和嵌布粒度特性不断调整磨浮工艺，是各大选矿厂提高铜精矿品位、回收率和降低生产成本的主要方法，其效果也最为明显。有的选矿厂为进一步提高铜的精矿品位和回收率，推出了快速浮选新工艺，并结合高效选择性捕收剂，实现了大部分铜矿物的快速浮选和早收。针对近年来原矿性质发生的变化，采用了铜分步优先浮选―中矿再磨再选，以石灰调浆，中咸度粗选、高咸度精选的流程，同时为了伴生金、银的综合回收和硫的选别利用创造了有利条件，或者根据高硫铜矿石中硫的可浮性多变的特点，采用优选浮选与等可浮浮选相结合，加上中矿再磨单独分选的流程获得合格铜精矿。对于含砷高、高氧化率、赋存状态复杂的难选铜矿石，采用了阶段磨矿、粗精矿再用球磨机磨、精尾再磨再选的工艺，以硫化纳为沉淀剂，硫代硫酸纳与氯化铵组合作砷的抑制剂，成功实现了铜砷分离，取得了良好的选别指标。

目前，各选矿厂的机械水平较高，除钢球添加等工序需要人工作业外，其他工序均是机械化作业，各车间都配置了检修、吊装所需的起重设备，故需配备较强的技术操作工人及检修力量，以确保工艺设备正常运转和企业生产效益。

很多企业的碎矿车间破碎设备采用进口设备，使碎矿产品细而均匀，实现多破少磨，减少磨矿能耗。圆锥细碎机前设置除铁装置间，保障细碎设备的正常工作。在细碎前设有缓冲仓，缓冲仓下设有调速的移动胶带机，可控制给矿量，以保证圆锥细碎达到挤满给矿。车间配置了检修、吊装所需的起重设备。积水地面配液下泵以防积水。各胶带转接处灰尘产生点设有除尘设备。

众多企业的磨浮车间都设皮带称，方便恒定给矿。粉矿仓下给矿设备为气动闸阀，给矿量由胶带调速控制，采用气动闸阀给矿，能减少粉尘。针对于原矿中有木渣的问题，设置有圆筒隔渣筛。药剂给药机为数控给药机，并设有药剂储存间、药剂配制给药间，各精矿、尾矿设有自动取样机。一部分浮选机为充气式，设有充气的风机，气量可按需调整。车间配置了检修、吊装所需的起重设备。药剂储存间配有所需的起吊设备，以方便存储、移动药剂，药剂配制给药间也配有所需的起吊设备，方便起吊药剂，车间地面设地沟和液下泵以防积水和矿浆流失。

脱水车间配置节能的陶瓷过滤机。车间配置了检修、吊装所需的起重设备。陶瓷过滤机清洗陶瓷片时，设有自动配酸及清洗设备。地面设地沟和液下泵以防积水和矿浆流失。精矿仓配抓斗吊，方便汽车装矿。

石灰乳制备车间配磨机和螺旋分级机组合成闭路系统，车间配置了检修、吊装所需的起重设备。地面设地沟和液下泵以防石灰浆外流污染环境。石灰乳扬送配泵自动扬送。

5 预期达到的目标（明确新见解及创新点）

设计中采用了高效节能的新工艺、新技术、新设备，严禁选用能耗高或国家公布的淘汰产品；选矿实行精料方针，尽可能提高精矿品位，降低精矿含水率；加强对各工序及主要能耗设备的计量和自动化仪表的控制措施。

设计注重主体方案，技术上可行，经济上合理，加快工程建设，使之符合投资省、周期短、见效快、经济效益好的原则；选择的设备在满足实用、可靠、高效、节能的前提下，优先采用国产优质设备，以降低投资。设备选用应使生产可靠并便于管理和操作，选矿厂装备水平必须达到国内先进水平。

6 结语

市场经济促进了我国铜矿石选矿机械设备的技术发展，提高资源利用率。高效低毒选矿药剂，减少环境污染。各铜企业可根据实际情况在生产工艺和设备选择中采用新工艺，节能环保的新设备。

开发矿产资源容易导致严重的环境问题，破坏土地植被，引起水土流失；三废排放的管理不善，也容易导致环境的严重污染。企业在进行选取系统设计时，要充分考虑对环境的破坏及采用相应的措施，解决项目可能导致的环境问题。设计中对选矿厂排放的废水、废气、粉尘、废渣及噪声等均采取有效的综合治理措施，各类污染物均能做到达标后排放，对生态影响采取必要的防范措施及补救措施后，将生态环境的影响降低到最小或恢复到建设前的水平，企业建成投产后，对该地区的大气、水、声以及生态环境不会产生明显的影响。同时选矿过程中的危险因素众多，对安全要求很高，为了确保安全生产，必须采用相应的安全评价，以确保设计的装置实现安全生产，不产生新的安全隐患。选矿工序中不安全因素主要是在设备运转地点及用电地点，包括破碎、磨矿、搅拌槽、变配电和电机等处以及设备检修中的吊装过程等。在设计中对自然危害安全因素、生产危害安全因素均进行了详细辨识，遵循“安全第一，预防为主”的方针。采用成熟的工艺和安全、可靠设备；选矿厂各生产设备操作点均为操作人员留有足够的操作空间；各操作平台、地坑以及其他需要到达而又有跌落危险的地点，均设有安全防护栏或盖板；对传动设备的运动部件设置安全防护罩；对电气设备都采用了相应的安全接地和防雷装置；各建筑物防震按基本烈度7度设防；设备检修应事先编制维修计划，检修人员要做好个人劳动保护。

参考文献

[1] 陈辉.德兴铜矿选矿设备的配置及工艺技术[J].采矿

技术，2007，（6）.

[2] 赵福刚.铜矿的选矿技术进展[J].铜业工程，2006，

（4）.

作者简介：胡坚强（1966-），男，湖南宁乡人，四川里伍铜业股份有限公司机械制造专业工程师，工商管理硕士，研究方向：企业经营管理。