摘要：介绍了江西某地区铜矿区选矿工程设计，在分析了矿区矿床特征和矿石类型后，设计了一种选矿工程，先对矿物试样进行预处理，通过干式磁选工艺，采用高压辊磨机对矿样进行破碎筛分，结合矿区地理环境，采用了风-重-磁联合选矿工艺，通过反浮选试验进一步提高原矿中精铜矿的品位，结合整个选矿生产过程，制定了工程指标。
关键词：选矿工程; 设计; 分析;
Design and Analysis of Mineral Processing Engineering for Non-ferrous Metals in Jiangxi Area
HU Hong-fu
Jiangxi Province Coal Mine Design Institute
Abstract：This paper introduces the design of mineral processing engineering in a copper mining area in Jiangxi Province. After analyzing the characteristics and types of ore deposits in the mining area, a mineral processing engineering is designed. First, the mineral samples are pretreated. Through dry magnetic separation process, the ore samples are crushed and screened by high pressure roller mill. Combined with the geographical environment of the mining area, the wind-gravity-magnetic linkage is adopted. Through reverse flotation test, the grade of copper concentrate in raw ore was further improved by combined beneficiation process. Combining with the whole Beneficiation Production process, the engineering index was formulated.
随着有色金属行业的快速发展，矿产行业的要求越来越高，高品位、低杂质的精铜矿提炼是目前铜矿资源选矿的必然趋势。传统选矿破碎工程采用的研磨和破碎设备耗能大、效率低，破碎质量较差，采用的工艺相对陈旧和落后，无法满足快速增长的铜矿资源的需求。因此，科学制定和改进选矿工程设计对提高铜矿资源利用率和降低企业选矿成本具有重要意义。
1 有色金属矿矿床特征
选取的矿样来自江西省铜矿区。铜矿分布在江西、湖南省交接地带，地处华南加里东地槽褶皱带的北部边缘，呈条状分布，延伸越50km。铜矿区的矿层主要呈粒状晶体结构，沉积厚度在3m～8m范围内，全铜品位12%～30%，矿层沉积厚度在矿区分布与地层厚度呈正相关关系。
铜矿的矿层顶板大多是含铜孔雀石，距离矿层近的位置分布有细小铜矿微晶。矿层底板是含铜磁绢云岩，分布有肉眼可见的星点状铜矿。铜矿东段以芳洲向斜大构造为主，倒转地层层序，发育有柔软断层，规模在几十米到数百米不等[1]。
2 有色金属矿矿石特性
矿区矿石类型以黄铜矿、斑铜矿和辉铜矿为主，含有少量蓝铜矿和赤铜矿。矿物含铜最高的是绢云母，含量可达52%，绿泥石矿物含量18%，石英石、绿帘石等矿物含量均在10%以下。黄铜矿是铜元素回收的主要来源，多呈现粒状零散分布，颗粒孔径大多分布在0.08mm～0.15mm之间，最大可达0.2mm。绢云母一般在水平方向零散分布，具有定向性。绿泥石分布零散，形状不规则[2]。
3 选矿工程设计
(1）试样的采集及加工。实验采用的矿物试样来自铜矿矿区。根据矿物性质以及选矿工艺需要对矿物进行加工和预处理。通过初步手选后，将铜矿试样较大的晶体结构使用物理方法破碎至2毫米以下，进行手动挑选，去除大块杂质。筛选后的矿样装入研磨容器中进行进一步破碎，一般研磨10分钟即可达到实验精度，将研磨后的样品通过120目筛子进行过滤，筛下的物料再次通过一次蒸馏水的400目筛子进行湿筛，筛上的物料重复之前的操作。将得到的试样在稀盐酸溶液中浸泡30分钟后，用蒸馏水洗净，放置于干燥箱中进行烘干处理。干燥后的样品密封避光保存，用于后期的浮选试验。
(2）破碎筛分。矿区低品位铜矿主要来源于斑铜矿，可以通过弱化特性来获得高品位的铜矿。由于矿含量相对较低，因此需要对斑铜矿进行预筛选。设计的选矿工程采用的破碎机是高压辊磨机。相比于对辊式破碎机，高压辊磨机借助重力和给料装置可以向两个不同方向旋转辊子，两个辊子之间存在内向压力，矿物物料进入辊子时会受到很大的挤压力作用，形成紧密的饼状，不同矿物含水量不同，则形成的物料饼易打散程度不同。斑铜矿的铜质多以细粒形式存在，经过高压辊磨机打碎的颗粒比传统对辊式破碎机颗粒更细，铜富集更多，有利于后期的物料分选。由于试验中的斑铜矿铜品位较低，富集要求较高，因此需要处理大量矿石物料，研磨精度要求较高，采用高压辊磨破碎机可以很好的满足工程要求[3]。
(3）风-重-磁联合选矿。考虑到矿区处于干旱地区，采用风选处理能够解决常规湿式分选成本高的问题。在试验流程稳定后，确定矿物处理量为600kg/h，高压辊磨负荷约在115%，矿料粒度在30mm以下。将粗矿样加入分选系统中进行第一次循环，一次循环结束后将粗粒矿、风力分级粗粒矿和磁选矿作为下一次循环的输入样。每次循环前添加粗碎样，保证每次循坏的总质量相同。重复循环后最终达到循环平衡。风-重-磁分选各循环数据见表1。从表中可以推出，粗粒矿进入风选系统后可以减少物料的整体处理量，减少了原矿石混入精矿的可能性。
表1 风-重-磁联合选矿循环数据
(4）反浮选降杂。原矿在经过风-重-磁联合选矿工艺后，斑铜矿中的精矿品位仍然无法达到纯铜矿的精度标准，需要通过反浮选降杂试验去除残留的脉石矿物，提高铜品位。阳离子捕收剂反浮选试验主要测试PH环境、抑制剂、捕收剂三个因素的影响。在浮选试验中，使用NaOH调整PH，抑制剂采用苛化淀粉，捕收剂采用十二胺。通过多次试验可知，浮选品位随着PH值的增加而降低，因而确定PH值7.5；当抑制剂用量小于500g/t时，铜品位与抑制剂用量无关，抑制剂用量高于500g/t时，铜品位显着降低，因此确定抑制剂用量500g/t；当捕收剂用量小于50g/t时，铜品位随着用量的增加而增加，用量大于50g/t时，铜品位不再上升，切回收率有所下降，因此确定捕收剂用量为50g/t[5]。
(5）选矿生产过程及工程指标。对于矿区开采出的矿石进行粗选，小于800mm的矿石通过汽运至选矿厂进行初步破碎，经过粗碎后将小于200mm的粗碎矿运送至磨浮车间，经由皮带机输送到标准圆锥破碎机进行中度破碎。经过筛选过滤后，将筛上物料送至缓冲矿仓，再次进行中度破碎。筛下物料输送至高压辊磨破碎机进行精细破碎。结合选矿试验以及铜矿精度要求，拟定选矿工程指标：精铜矿产率10.5%，回收率96%，尾矿产率89.7%，回收率5%。
4 结语
设计的选矿工程结合了江西铜矿区的矿床特征和矿石特性，在保证了工艺要求的前提下，对矿物进行加工和预处理，采用了新型高压辊磨机进行研磨破碎，并创新性地结合了风-重-磁联合选矿和反浮选降杂工艺，有效地提高了选矿效率。
参考文献
[1]赵礼兵,郝鹏程,窦习章,等.柏泉铁矿选矿厂技改工程设计与实践[J].现代矿业,2018,34(3):179-180.
[2]褚立金.有色金属选矿过程中浮选药剂的合理使用分析[J].世界有色金属,2018,511(19):68-70.
[3]吴冬,高宏伟,刘伟,等.中条山有色金属集团磁选厂选矿工艺优化改进[J].矿冶,2017,26(5):36-40.
