武山铜矿北矿带矿石含铜品位高,伴生元素多,储量大,是国内少有的富矿。但由于矿石性质复杂,自1977年选厂试产以来,选别指标一直很不理想。1981年5月江西铜业公司会同北京矿冶研究总院、南昌设计院、武山铜矿对北矿带选矿流程进行了验证工业试验,结果表明:原设计流程已不适应变化了的矿石性质,需对北矿带选矿流程进行改造。武山铜矿科研所何邦利同志著文认为,武山采用浮选—水冶联合流程,既可以使武山酸性废水得到综合治理,又可以使选矿回收率得到大幅度提高,能够取得显著的经济效益和社会效益。
北矿带矿石含铜品位高,伴生元素多(硫23.78%,金1.00克/吨,银55.00克/吨),投产初期,铜品位高达4%以上,是国内少有的富矿。矿石矿物组成复杂,铜矿物与黄铁矿的嵌布关系十分密切,矿物的嵌布粒度极不均匀;嵌布特征以充填交代结构为主;构造主要为松散状、星点状;含硫高;含泥多;次生硫化铜含量高,性脆、易碎、极易氧化成胆矾和水绿矾,造成水溶性铜性盐不断增加(入厂原矿中硫酸铜的占有率为10%左右)。
选矿碎矿采用三段闭路,粗碎后进行洗矿。磨浮分离、北两系统。北矿带原设计采用阶段磨矿,优先浮铜流程(原则流程见图1)。目前是由南矿带小系统处理北矿带次生富集带矿石,处理量400吨/日(原则流程见图2)。
图1
图2
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技术难点 武山铜矿地处长江中下游,气温高,温度大,雨水多,入厂矿石含水和硫酸铜高。在浮选作业中,以石灰調浆,铜离子几乎全部变成多种形式的难选氧化铜。由于矿石性质复杂多变,配矿又难以实施,现有工艺流程不能适应千变万化的矿石性质;生产指标也一直很不理想 ,铜回收率80%左右,尾矿含铜在1%左右,按此指标计算,投产后每年流失铜金属将等于丢掉了一个小矿。值得指出的是:近年来由于废水进入赤湖水系,致使鲑鱼、武昌鱼等名贵鱼类受害,沿作农田不同程度受到污染,因此对污水进行综合治理和回收,也是武山进行选矿工艺改进必须考虑的重要因素。
北矿带选矿工艺改进的研究 对武山铜矿选厂选铜尾矿进行镜下鉴定研究表明:损失在尾矿中的铜主要是Cu(OH)2,Cu(OH)•CuCO3,以及次生硫化铜和自由氧化铜。而在目前情况下,采用一般浮选方法很难将这部分铜矿物加以回收。针对矿石性质并结合武山现状进行系统研究之后,认为采用浮选—水治联合流程,系统安排进行武山选矿工艺改进是可以获得高经济效益的。
改进流程 若选铜部分基本维持不变,拟对铜尾矿用水力旋流器分极,溢流浓缩后用硫酸浸出,沉砂进行再选(原则流程图3)。
图3
铜尾矿经水力旋流器分级后,铜矿物在溢流得到相对富,而硫在沉砂中得到相对富集。这为我们用不同方法进行金属回收提供了有利条件。
旋流器溢流酸浸铜试验结果,当每吨干矿酸耗量为90公斤时,一次浸出率达70.48%浸出液铜离子浓度4.39克/升,若考虑加温、二段浸出,其浸出率还会进一步提高。沉砂浮铜试验流程见图4,试验结果为没砂含铜0.65%,含硫29.08%,粗精矿产率8.44%,粗精矿铜品位5.12%,硫品位37.87%,铜回收率66.48%,硫回收率10.99%。
图4
经济指标预测:技术指标为原矿铜品位4%,铜精矿品位15%,铜总回收率95%(其中原矿浮铜部分选矿回收率80%,旋流器溢流酸浸部分提高5%,沉砂浮铜部分提高3.5%,选矿水回收6.5%)。经济效益:以选厂处理量1200吨/日计,每年将多回收铜金属2466.71吨,扣除生产成本,每年可盈利六百多万元。