1 概况
德兴铜矿地处江西省上饶德兴市境内，位于怀玉山脉孔雀山下，拥有“中国铜都”称号。该矿是世界第二、亚洲最大、中国第一的露天铜矿。德兴铜矿拥有丰富的铜资源，铜金属储量居全国第一位，矿藏特点是储量大而集中、 埋藏浅、 剥采比小、矿石可选性好、综合利用元素多。德兴铜矿现有铜厂、富家坞两个采场、大山选矿厂、泗洲选矿厂以及精尾综合厂、动力厂等29个子单位，职工16000余人。
德兴铜矿1958年建矿，1965年7月投产，生产能力为2500吨/天，经过多年的改扩建，至1994年已形成10万吨/天的生产规模，是我国第一大铜矿，也是世界大型斑岩铜矿之一。日前，德兴铜矿正在进行13万吨扩产项目，在扩产中将采用国内最先进的电铲、自磨机、浮选机、皮带运输机等设备。
大山选矿厂是德兴铜矿三期工程兴建的现代化大型选矿厂，设计日处理矿石6万吨。按照“一次设计、一次开建、分期投产”的建设方式，1987年10月开工建设，1991年第一个3万吨/天系统(以下简称“前三万”)建成投产，1994年又建成另一个3万吨/天系统(以下简称“后三万”)并投产，经过对外引进设备的消化吸收和大量的技术改造，于2002年实现6万吨/天的生产能力。2008年，大山选矿厂启动了3万吨/天扩建项目，预计选厂规模将增至9. 2万吨/天，从而达到世界一流选矿厂水平。
2 矿石性质
大山选矿厂所属德兴铜矿是大型斑岩铜矿，矿床中除铜矿物外，还伴生硫、 钼、 金、银等20多种有益元素。矿石类型以细脉一浸染状为主，主要有用矿物为黄铁矿、黄铜矿和辉钼矿。在原生矿石的铜矿物中黄铜矿约占90%，其次为砷黝铜矿、黝铜矿、辉铜矿。脉石矿物有石英、方解石和绢云母等。硫铁矿在矿石中分布最广，平均含量为21%，多呈浸染和脉状产出，主要呈不规则状嵌布于铜及脉石矿物中，自形、 半自形结构也较常见，也有呈细粒稠密浸染分布于脉石矿物中。黄铁矿与黄铜矿关系密切，与其共生，黄铁矿常为压碎结构，而黄铜矿也常充填于黄铁矿碎屑的间隙中，构成复杂的嵌布关系 。德兴铜矿现有铜厂和富家坞两个采区，铜厂以硫化矿为主，富家坞的矿石氧化率为15%左右，但生产原矿以硫化矿为主。
3 生产技术进步
2000年，为提高铜精矿品位，北京矿冶研究总院根据德兴铜矿矿石性质和大山选矿厂浮选工艺现状，提出优先一混合分步浮选工艺方案: 粗选段先用少量高选择性的铜矿物捕收剂，优先浮出单体铜矿物及富铜连生体，再用强捕收剂回收贫连生体、大部分硫及其他有用矿物。一步粗精矿直接进入精选，二步粗精矿再磨后进行铜硫分离，工艺流程如图25-5-1所示。经过充分的试验研究，2001年底投入生产应用，获得了较好的效果，见表25-5-1 。
图25-5-1 大山选矿厂优先一混合浮选流程
表25-5-1 原生产工艺和新工艺生产指标对比
①金、银单位为g/t。
采用优先一混合浮选工艺后，虽然铜精矿品位从24%提高到25% ，但二步精选作业受给矿品位低、嵌布粒度细、 浮选时间短等因素的影响，二步铜精矿品位偏低 (21%左右) ，2004年通过再磨旋流器换型改造和调整二段流程结构，促进了二步铜精矿品位的稳定和提高(见表25-5-2) 。改造方案为: 二步精选作业入选物料由一步精选尾矿和粗二精矿两部分组成，根据两种物料性质的差异，对二段流程结构进行调整，实施粗二精矿预先分级产品分别处理方案，即预先溢流与一步精选尾矿在低碱度环境中浮选，经一次粗选、两次扫选，抛弃大量脉石，精矿与预先沉砂再磨后进行铜硫分离。改造后二步精选流程如图25-5-2所示。
图25-5-2 大山选矿厂改进后的二段工艺流程
表25-5-2 流程结构调整前后生产指标对比 (%)
2002年，大山选矿厂从加拿大 CPT 公司引进了1台φ2.4m x10m浮选柱开展浮选柱应用研究。2008年，大山选矿厂完成浮选柱推广应用技术改造。浮选柱推广应用前后选矿指标对比见表25-5-3 。
表25-5-3 浮选柱推广应用前后选矿指标对比 (%)
4 生产工艺及流程
A 破碎筛分
破碎筛分采用三段一闭路的流程。原矿经粗碎后进行一次筛分，筛上部分进入中碎后二次筛分，两次筛分的筛下部分直接进入球磨机，二次筛分的筛上部分进入细碎闭路流程。
中碎采用振动放矿机。中碎圆锥破碎机选用 Sveda1a的 H8000型标准圆锥破碎机，电机功率600kW。设备考核指标为通过能力800t/h。排矿的粒度为-12.7mm大于45% ，设备完好率为90%。细石年机选用 Svedala的 H8000型短头圆锥破碎机，电动机功率为600kW，设备考核指标为通过能.力600t/h，排矿粒度-12.7mm大于71% ，设备完好率为90%。双层振动筛选用 Svedala的 Multi-Flo双层振动筛，筛孔尺寸上层40mm，下层12mm，筛子尺寸6000mm x2400mm，电机功率30kW，生产率大于450t/h，筛分效率为85% 。碎矿系统现已达到6万吨/天的规模。
B 磨浮流程
磨浮段采用优先-混合分步浮选工艺方案: 粗选段先用少量高选择性的铜矿物捕收剂，优先浮出单体铜矿物及富铜连生体，再用强捕收剂回收贫连生体、 大部分硫及其他有用矿物。粗一精矿直接进入精选; 粗二精矿预先分级溢流与精选一尾矿在低碱度环境中浮选，经一次粗选、两次扫选，抛弃大量脉石，精矿与预先分级沉砂再磨后进行铜硫分离。
磨浮流程结构特点:
(1)粗二精矿预先分级产品分别处理。粗二精矿矿物组成以黄铜矿、黄铁矿为主，具有硫高铜低的特点，铜品位为1%、硫品位为15% ~25%，浓度(质量分数)为29%，粒级组成+0. 074mm含20%、-0. 038mm含60% 。
(2) 粗二精矿预先分级特点如下:
1 ) 粗二精矿预先分级相对于闭路磨矿而言，给矿粒度明显较细，因而能获得较好的溢流细度，溢流中-0.038mm 粒级含量可达到85% ~90% ，能满足工艺需要。
2)分级过程中金、银、钼、铜及脉石在溢流中富集，黄铁矿在沉砂中富集，形成两部分不同性质的矿浆流。
3)粗二精矿经预先分级，溢流浓度(质量分数)为20%，沉砂浓度(质量分数)为70% -75%，大部分药剂进入溢流，沉砂中药剂残留量较少，有利于后续作业中石灰抑制黄铁矿。
(3 ) 对预先分级两种不同性质的产品分别处理，可提高再磨和分选过程的选择性和分选效率，有利于黄铁矿在后三万二段尾矿的富集。
(4) 一步精选尾矿不经再磨直接进入前三万二段粗扫选作业。一步精选尾矿脉石含量高(90% ±)、粒度较细、细粒级铜矿物单体解离较为充分，适合在低碱度环境浮选。一步精选尾矿与粗二精矿预先分级溢流(pH值为7. 5) 合并进人前三万二段粗扫选作业，可达到调浆效果。一方面入选矿浆的 pH值调整为10.5，另一方面预先分级溢流中黄药、起泡剂富余较多，强化了一步精选尾矿中有用矿物的回收。因而，前三万二段粗扫选作业可实现低碱度浮选，不需另加药剂 。
(5) 2004 年9月引进 G-max旋流器替代 KROBS标准旋流器，分级溢流中-0.043mm 粒级含量由70%提高至85%-90%，将再磨石灰添加点由泵池改为筒体以加速黄铁矿抑制，有利于铜硫分离。
C 产品脱水
德兴铜矿的两个选矿厂 (大山和泗洲) 生产出的精矿都送至精尾综合厂进行集中处理。精尾综合厂有2台陶瓷过滤机和33台压滤机，能够有效地对两个选矿厂的精矿产品进行脱水处理。
D 尾矿处理
尾矿送至精尾综合厂处理后运至尾矿库。共有4个尾矿库，其中1号尾矿库已经实现完全复垦。
E 过程检测与自动控制
大山选矿厂进行白动化系统改造，采用了 DCS+PLC自动化系统。DCS主要是模拟量过程自动控制与监测，选用了美国罗斯蒙特公司的 Delta-V系统。而 PLC则对单体设备或机组的离散量/开关量进行控制，选用了美国 A-B公司 SLC-500/04PLC。8台球磨机及其附属的润滑油站共设置8套PLC，每套PLC装置分别监控1台球磨机及附属设施的运行，如设备的启/停、越限报警、联锁、操作点的选择、阀门开关极限位置、压力、温度报警等。PLC负责向 DCS传送如下信息: (1)阀门开、关位置; (2)电机、阀门操作点的选择; (3)越限或事故报警; (4)设备间的各种联锁接点。PLC同时接受DCS的启/停、联锁、选择等指令。
F 工艺流程图
原设计采用混合一分离浮选工艺流程: 一段粗磨、混合浮选、粗精矿再磨、铜硫分离、铜尾矿选硫，金、银、钼富集到铜精矿中，工艺流程如图25-5-3所示。经过数次技术革新及流程改造，现在的工艺流程如图25-5-4所示。
图25-5-3 大山选矿厂原设计工艺流程
G 综合利用与环保
德兴铜矿生产用水实现了内部循环，冲洗水、 二段尾矿溢流水和设备冷却水都进入循环水泵房后作为球磨机的补加水。回水通过尾矿明渠至4号尾矿库，通过浮船泵站送回选矿厂作为冲洗水、前加水和消泡水。
在防尘方面，主要通过喷雾防尘、密封防尘、风机收尘和电子监控对粉尘污染进行控制 。
德兴铜矿在资源综合利用上做了很多工作。首先是在选矿过程中回收钼; 另外还开展湿法提铜工艺生产阴极铜，每年消耗100余万立方米的酸性水，从源头控制了大坞河污染; 2007年与加拿大百泰公司合资建立江铜百泰环保科技有限公司，兴建了硫化铜厂回收低浓度含铜酸性废水中的铜，铜金属产量超过500t/a，工业产値超过2000万元/年，有效地实现了发展循环经济与环境保护的双赢 。
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