澳大利亚某富含自然铜硫化铜矿石选矿工艺

摘要澳大利亚某拟开发的富含自然铜硫化铜矿石中主要有用矿物为自然铜、辉铜矿、黄铜矿、黄铁矿、硫铜钴矿、磁铁矿。根据矿石特点和澳大利亚方面的选矿试验结果，为避免选矿生产过程中具良好延展性的自然铜黏附在圆锥破碎机和磨机的衬板上造成破碎机的损坏和磨机的堵塞，中国瑞林工程技术有限公司为该矿石设计了有针对性的选矿工艺：在破碎过程中以对辊破碎机为第2、第3段破碎设备，使粒度大于40 mm的自然铜形成大的片状物，然后通过筛分将其与其他小块矿石分离;对于破碎后矿石中粒度小于40 mm的自然铜，采用高压辊磨机粉碎一圆筒洗矿机+圆筒筛和振动筛打散分级一跳汰+螺选溜槽+摇床重选工艺进行回收;最后通过磨矿一浮选一弱磁选，从重选尾矿中获得铜品位为32%，铜回收率为95%的铜精矿，钴含量为1%、钴回收率为65%的硫钻精矿和铁品位为 68%、铁回收率为42%的铁精矿。该设计为高效合理地开发利用富含自然铜的硫化铜矿石提供了新的思路。关键词富含自然铜硫化铜矿石对辊破碎片状自然铜筛分高压辊磨重选浮选中

Beneficiation of a Sulphide Ore with nigh Grade of Native Copper in Australia HU Genhua (China Nerin Engineering Co.，Ltd.，Nanchang 330031，China) Abstract The main valuable minerals of a copper sulphide ore with hi【gh grade of native copper are native copper，chal· cocite，chaleopyrite，pyrite，copper and cobalt sulfide and magnetite.According to the ore properties and the beneficiation tests from Australia，and in order to avoid the native copper with a good ductility from adhesion on the liners of the cone crusher and mill in dressing process to result in damage of the crusher and mill blockage，China Nerin Engineering Co.，Ltd.designs the targeted beneficiation process for the ore：In the crushing process，the roll crusher is used as the second and third crushing equipment，to make the native copper with size of greater than 40 mln be large flakes，and then separated from small one by sicving.The native copper ore in particle size of less than 40 rain after crushing are recovered by the process of the HPGR for comminution·drum washer+cylinder screen+vibrating screen for classification-jigging+spiral+table gravity separation. Then，through the process of grinding—flotation·low intensity magnetic separation，copper concentrate with Cu grade of 32%and Cu recovery of95%，sulfur-cobalt concentrate with cobalt content of l%and cobalt recovery of65%.and iron concentrate with Fe grade of 68%and Fe recovery of 42%are achieved separately from the gravity railings.7nlis process design provides a new idea for efficient and rational development and utilization of the copper sulfide ore with high grade of native copper. Keywords Copper sulphide with hiigh grade of native copper，Rolling，Screening of flake natural copper，HPGR，Gravity separation，Flotation

与大多数铜矿山不同，澳大利亚某拟开发的铜矿矿石类型从上而下依次为少量氧化矿石、富含自然铜硫化铜矿石、次生硫化铜矿石和原生硫化铜矿石。投产后的前3—5 a将主要处理富含自然铜硫化铜矿石，剥离氧化层后可见大块自然铜露头，局部矿段自然铜品位高达5%～13%。中国瑞林工程技术有限公司受澳大利亚矿方委托，根据矿石赋存特性和相关收稿日期2014—10-20 作者简介胡根华(1970一)，男，高级工程师。试验结果，为这些富含自然铜硫化铜矿石的回收设计了合理的选矿工艺。 1矿石性质根据矿方提供的资料，矿石的矿物组成较为复杂，有用矿物主要为自然铜、辉铜矿、黄铜矿、黄铁矿、硫铜钴矿、磁铁矿等，脉石矿物主要为方解石、石英等。原矿含铜4%～8%、含钴0.16%～0.30%、含硫 ·99· 万方数据总第462期 金 畿 砖 山 2014年第12期 10%一13%、含铁11%一13%。 2选矿工艺当硫化铜矿石中自然铜特别是大块和粗颗粒自然铜含量高时，原矿石的破碎和破碎后自然铜的回收都比常规的硫化铜矿石更为复杂。其原因是铜具有良好的延展性，采用传统的圆锥破碎机进行第2段破碎时，大块的自然铜容易被压成片状黏附于破碎机破碎腔内，造成破碎机的损坏，影响正常的生产运行，而在半自磨、球磨过程中，自然铜又可能附着在磨机衬板上排不出来，从而造成整个生产过程瘫痪。所以，应尽可能在磨矿前先回收自然铜，然后再进行其他硫化铜矿物的回收。针对自然铜延展性好，不易破碎和可能附着在破碎、磨矿设备上的特点，在设计时提出了大块自然铜的破碎一筛分回收工艺和粗、细粒自然铜的重选回收工艺，即对粒度大于40 mm的大块自然铜在破碎过程中通过筛分进行回收，对小于40 mm的粗、细粒自然铜采用重选方法进行回收，然后再进行硫化矿的磨矿一浮选回收以及磁铁矿的弱磁选回收。 2.1大块自然铜的破碎一筛分回收工艺采用3段开路破碎流程将块度为一800 mm的原矿石破碎至一40 mm。一段破碎设备采用传统的颚式破碎机，二段和三段破碎设备采用对辊式破碎机。具有良好延展性的大块自然铜经对辊破碎机碾压后形成大的片状物，而其他大块矿石则全部被破碎成小块矿石，通过振动筛筛分，就能将片状的大块自然铜与小块的矿石分开，从而达到回收大块自然铜的目的。大块自然铜的破碎一筛分回收工艺流程见图1。一800mrn原矿 —焉碎机一段振动筛碎机一40mm破碎产品 大块自然铜图l大块自然铜破碎一筛分回收工艺流程 Fig.1 Process of crushing and screening for massive native copper ore 原矿石经第1段颚式破碎机破碎后，用皮带运输机送人一段振动筛，一40 mm筛下产品为合格破碎矿石，筛上产品给人第2段对辊式破碎机;第2段破碎产品用皮带运输机送入二段振动筛，一40 mm筛下产品为合格破碎矿石，筛上产品给入第3段对辊式破碎 ·100· 机;第3段破碎产品用皮带运输机送入三段振动筛，一40 mm筛下产品为合格破碎矿石，筛上产品即为片状大块自然铜。

2.2粗粒自然铜的高压辊磨一重选回收工艺破碎至一40 mm的矿石需要进一步粉碎，以满足自然铜重选的给矿粒度要求。由于自然铜会对圆锥破碎机造成损坏，因此选择高效节能的高压辊磨机作为细碎设备。为了防止矿石中的铁块对高压辊磨机造成损害，在高压辊磨机给矿皮带运输机的给矿端和排矿端分别设置了金属探测器+除铁器和金属探测器+旁路系统。一旦有铁块通过了给矿端的金属探测器和除铁器，当排矿端的金属探测器报警时，安装在高压辊磨机给料漏斗上的电动液压翻板会自动翻起，将含铁块的矿石通过旁路系统排出。高压辊磨机的排料通常采用振动筛进行筛分，筛上产品返回高压辊磨机。但振动筛即使在湿筛的情况下也不能将高压辊磨机的饼状排料充分打散，筛分效率很低。为此，本设计采用了圆筒洗矿机+圆筒筛 +振动筛的联合打散分级工艺，利用圆筒洗矿机和圆筒筛的转动，可大大提高打散、筛分效率，为粗粒自然铜的重选创造有利条件。粗粒自然铜的高压辊磨一重选回收工艺流程见图2。一40mm破碎产品去细粒自然铜重选 去磨矿 租粒自然铜图2粗粒自然铜高压辊磨一重选工艺流程 Fig.2 HPGR-gravity process of coarse native copper ore 储存于缓冲矿仓中的一40 mm合格破碎矿石经振动给料机和皮带运输机送至高压辊磨机进行粉碎，粉碎产品用圆筒洗矿机打散，再通过圆筒筛和振动筛分成40～8 mm、8～4 mm、4—1 mm和一1 mm 4个粒级。40～8 mm、8～4 mm、4—1 mm 3个粒级分别进入粗粒、中粒和细粒跳汰机前的缓冲矿仓，然后用振动给料机给入相应跳汰机，一1 mm粒级则经水力旋流器脱水后进入后续细粒自然铜重选回路。所有跳汰机的重产品经直线振动筛脱水后合并成粗粒自然万方数据胡根华：澳大利亚某富舍自然铜硫化铜矿石选矿工艺 2014年第12期铜精矿，粗粒和中粒跳汰机的轻产品经直线振动筛脱水后合并用皮带输送机返回至高压辊磨机，细粒跳汰机的轻产品经直线振动筛脱水后用皮带输送机转运至球磨机进行磨矿。 2.3细粒自然铜的重选回收工艺一1 mm的细粒自然铜采用图3所示螺旋溜槽+ 摇床重选工艺流程进行回收。一1 mill物料 —下二] 粗选螺旋溜槽厂———广———] 粗选摇床 扫选螺旋溜槽I I精胛E到 f] 去喜矿细粒目然铜图3细粒自然铜重选工艺流程 Fig.3 Gravity process for fine native copper ore 一1 mm的分级产品由矿浆分配器给至粗选螺旋溜槽。粗选螺旋溜槽尾矿经泵送至矿浆分配器后给入扫选螺旋溜槽，得到的精矿返回粗选螺旋溜槽，粗选螺旋溜槽精矿经泵送至矿浆分配器后给入粗选摇床。粗选摇床精矿给至精选摇床，得到的细粒自然铜精矿经带式过滤机过滤后用皮带运输机运至精矿库堆存，精选摇床尾矿返回粗选摇床。扫选螺旋溜槽尾矿和粗选摇床尾矿与细粒跳汰尾矿合并，经水力旋流器和浓密机脱水后进入磨矿一浮选工序。 2.4硫化矿的磨矿一浮选回收工艺经过自然铜的重选后得到的重选尾矿中主要有用矿物为辉铜矿、黄铜矿、黄铁矿、硫铜钴矿、磁铁矿和少量的残余自然铜。澳大利亚方面完成的选矿试验报告表明，采用先浮选硫化矿后弱磁选的选矿工艺可获得铜精矿、硫钴精矿和铁精矿，且选别指标良好。根据浮选试验结果，设计的硫化矿磨矿一浮选工艺流程见图4。重选尾矿经水力旋流器和球磨机构成的磨矿分级回路磨至P∞=125斗m，自流进搅拌槽调浆后进行浮铜粗选，铜粗精矿经水力旋流器和立磨机构成的磨矿分级回路再磨至P∞=38斗m后经2次精选和1次精扫选得到最终铜精矿，浮铜粗选尾矿经浮硫钴1次粗选和2次精选得到硫钴精矿。 2.5浮选尾矿选铁工艺根据澳大利亚方面的选矿试验结果，确定的浮选尾矿选铁工艺如下：浮选尾矿经一段弱磁选后，所得弱磁选粗精矿进入水力旋流器和立磨机构成的磨矿分级回路再磨至P∞=38 I.Lm，再经3段弱磁精选得到最终铁精矿(见图5)。一0.125 ram80% MIBC 20 g/t A3894 509/! 硫氢化钠120 g/t 旋流器 _二!：坚竺翌J立磨机石灰5009/t木 MIBC 10 g/t{ A3894 20 g/t太硫氢化钠60 g/t木 广] 精选l 精选2 精扫选重选尾矿浮铜粗选 MIBC 20 g/t牛乙黄药1209/t木浮硫钴粗选善叫精选2 I ..口浮矗矿 I 铜精矿图4硫化矿磨矿一浮选工艺流程 Fig.4 Grinding and flotation process for sulphide ore j__●__-__-______I 浮选尾矿一段弱磁选铁精矿 尾矿图5浮选尾矿选铁工艺流程 Fig.5 Iron concentration process of flotation tailings 2.6浮选一弱磁选的设计工艺指标根据选矿试验结果，采用重选工艺回收自然铜的回收率大于70%，重选后的浮选一弱磁选设计工艺指标见表1。

3 结 论 (1)处理自然铜含量高的硫化铜矿石时，对粒度大于40 mm的大块自然铜和粒度小于40 mm的自然铜分别采用在破碎过程中用筛子隔出和跳汰一螺旋溜槽一摇床重选的方法先行进行回收，可以克服延展性良好的自然铜造成的破碎机损坏和在磨机内的累积，从而保证生产的正常运行。 (2)对高压辊磨机排矿采用圆筒洗矿机+圆筒筛和振动筛的联合打散分级工艺，可大大提高打散、分级效率。 (3)对回收自然铜后产生的重选尾矿进行浮选～弱磁选，可获得指标良好的铜精矿、硫钴精矿和铁精矿。 iP 万方数据总第462期 金 属 矿 山 2014年第12期铜精矿 8.9l 32.00 O，20 33.oo 26.00 95。00 7.10 30。60 16.30 硫钴精矿 13.00 O.74 1.00 50.oo 28.40 3.2l 65.00 67.70 26.oo 铁精矿 8.77 0.13 O.01 O.02 68.oo 0。38 O.44 0.02 42.00 尾矿 69.32 0.061 0.079 0.23 3.22 1.41 27.46 1.68 15.70 给矿 100.00 3.00 0.20 9，60 14。20 100.00 100.00 100.00. 100.00 [1] [2] [3] 参考文献孙玉波.重力选矿[M].北京：冶金工业出版社，1982. Sun Yubo.Gravity Separation[M].Beijing：metallurgical Industry Press，1982.《选矿设计手册》编委会.选矿设计手册[M].北京：冶金工业出版社，1988. The Editorial Board of Mineral Processing Design Handbook.Mineral Processing Design Handbook[M].Beijing：metallurgical Industry Press，1988.《中国选矿设备手册》编委会.中国选矿设备手册[M].北京：科学出版社，2006. The Editorial Board of China Mineral Processing Equipmem Hand- ·102· [4] [5] book.China Mineral Processing Equipment Handbook[M].Beijing： Science Press，2006.李成秀。王昌良，戴新宇，等.四川某铜多金属矿石选矿试验 [J].金属矿山，2013(4)：90-93. Li Chengxiu，Wang Changliang，Dai Xiuyu，et a1.Experimental study on mineral processing for a copper polymetallic ol'e in Sichuan[J]. metal Mine，2013(4)90-93.穆枭，王章鹤，刘旭，等.广西某铜镍硫化矿石选矿试验 [J].金属矿山，2013(9)：84.87. Mu Xiao，Wang Zhanghe，Liu Xu，et a1.Beneficiation experiment on a copper nickel sulphide ore in Guan四[J].metal Mine，2013(9)： 84-87. (责任编辑孙放) 万方数据