凤凰山铜矿充填尾砂再选的研究与应用

    凤凰山铜矿于1971年建成投产，是集采选于一体的中等规模的矿山。在矿山井下生产中，主要采用充填法采矿。而后期露天开采主要是回采1号、2号矿体－43m以上的矿柱及矿间。根据资料统计，其间充填的尾砂累计约30万m³，约57万t，在矿山开采初期，鉴于当时国际国内选矿水平以及对副产资源回收的重视程度限制，该充填尾砂未能进行充分选别，实验室小型试验结果为磁性铁产率8%～10%，铁精矿品位在65.3%，含硫在0.2%左右。如果将尾砂同露采矿石一起进入整个生产系统进行回收，势必影响运输、提升、破碎、磨矿及浮选一条龙生产过程，同时造成选矿技术经济指标下降。大风时会发生扬沙，雨雪天里会产生泥石流、塌方，造成环境污染和安全隐患。     一、充填尾砂可选性研究     （一）尾砂性质     样品由选矿车间、生产技术质量部取自露采矿体＋24m采场南沿、＋20m采场北沿和废石场三处，样品均匀混合后，进行主要化学成分分析，分析结果为铜0.32%、硫2.76%、铁25.56%。     （二）磨矿细度及磁场强度试验     由于尾砂中含有的铁有部分磁性铁，因此进行磁选回收磁铁矿。试验设备采用磁选管，尾砂磁选管磁选试验流程见图1，试验结果见表1。从试验结果得出：在磨矿细度－74μm粒级 占66.4%，磁场强度143.24kA/m时，采用磁选管一次选别即可获得含铁65.32%、含硫0.2%以下的合格铁精矿，全铁回收率为26.12%。

图1  充填尾砂磁选管磁选试验流程 表1  磨矿细度及磁场强度试验结果

磨矿细度/%－74μm	磁场强度/（kA·m－1）	产  品	产  率	铁品位	硫品位	铁回收率
66.4	143.24	铁精矿	10.22	65.32	0.117	26.12
	159.15	铁精矿	10.89	64.15	0.228	27.33
67.7	143.24	铁精矿	9.78	65.41	0.129	25.03
	159.15	铁精矿	10.11	65.05	0.115	25.73
74.5	143.24	铁精矿	9.67	65.39	0.237	24.74
	159.15	铁精矿	9.78	65.36	0.131	25.01

     （三）浮选试验     尾砂中的铜品位较低，而含硫相对较高，并且部分已氧化，如果单一选铜难以得到合格产品，故采用一次粗选、一次精选、铜硫混合浮选流程，获得的混合精矿进入大选厂的铜硫分离流程进行分离。工艺条件：磨矿细度－74μm粒级占66.4%，起泡剂松醇油60g/t，捕收剂异丁基黄药80g/t。尾砂铜硫混合浮选试验流程见图2，试验结果见表2。  图2  尾砂铜硫混合浮选试验流程 表2  尾砂铜硫混合浮选试验流程

项目	产率	铜品位	回收率
精矿中矿尾矿原矿	4.862.6392.51100.0	4.951.050.0430.308	78.118.9812.91100.0

     从表2看出，通过一次粗选、一次精选作业，可获得含铜4.95%、铜回收率78.11%的混合精矿，这部分精矿可进入大选厂的铜硫分离作业。     二、尾砂再选工艺流程     （一）原脱泥系统工艺流程     原脱泥系统工艺流程见图3。从脱泥系统流程可以看出，螺旋分级机的溢流被输入相思谷尾矿库，造成了资源浪费。其次凤凰山铜矿的矿石是通过主井箕斗从井下提升至破碎，露采矿必须先下到－40m的南风井，经二次倒运到破碎。由于分级机的返砂含有一定量的水，造成溜井、破碎、矿仓等多处漏矿，同时降低选矿指标，增加了职工劳动强度，影响正常生产。

图3  原脱泥系统工艺流程     （二）尾砂再选工艺流程     对原脱泥系统工艺流程进行改造，选别铁和铜硫有用金属矿物，尾砂再选工艺流程见图4。依附于脱泥系统对φ2400mm螺旋分级机的溢流只采用φ600mm×1800mm半逆流型湿式磁选机进行选铁，因为此处主要为充填尾砂和露采的黏性泥，铜品位很低，综合回收价值较小，故对分级机的沉砂采用φ1800mm×2100mm格子型球磨机与φ250mm水力旋流器构成一段闭路麻矿，采用4台XJ－11型浮选机，一次粗选、一次精选流程进行铜硫混浮，浮选尾矿采用φ600mm×1800mm半逆流型湿式磁选机选铁，同时考虑到实际生产诸多因素的影响，确保铁精矿品位在64%以上，对粗选的铁精矿进行一次精选。 图4  尾砂再选工艺流程     （三）设备安装及工艺本置     为了做到投资少、见效快，充分回收有限资源，我们进行了选铁、选铜试验研究、方案设计。建成的尾砂再选工程依附于1999年建成露采脱泥系统，主要设备均取自选矿车间闲置设备，供电、供水就近取自矿山生产系统，精矿均采用沉淀池自然滤水，铁精矿直接销售，铜硫混合精矿进入选矿生产系统进行分离，尾矿用泵直接输入大选厂尾砂管道中，进入相思谷尾矿库。     三、系统的生产     整个系统于2004年8月安装调试成功。2004年9～11月进行了3个月的实际运转，总计生产含铁64.2%的铁精矿1880t，含铜4.5%的铜硫混合精矿140t，工业产值130多万元。按此处理能力，全年可生产铁精矿6900t，混合精矿折合铜量23t，实现工业总产值460万元。露采区可回收尾砂累计约30万m³计57万t，可供该选矿厂生产7年以上，工业总产值达3220万元，经济效益十分明显。     四、结语     （一）完善了凤凰山铜矿原脱泥系统，改善了运提系统的条件，保证了生产环节的畅通，解决了泥砂对选矿指标的影响。     （二）实现了资源的综合回收，保护生态环境，消除安全隐患，体现了走清洁生产之路的良好经济和社会效益。     （三）为今后对凤凰山铜矿林冲库老尾砂的再选，确保资源枯竭矿山可持续发展，提供了实质性的依据。   李俊   盛忠义   桂训国             铜陵有色集团控股有限公司  安徽  铜陵244000