复杂共生矿的难点不在铜品位高低,在铜矿物和脉石、铜矿物和其他金属硫化物的嵌布关系太紧密
工艺优化的核心是"能粗不细、能早不晚、能选不冶",尽量在粗粒级、早阶段把铜矿物分出来
没有一套工艺能通吃所有共生矿,方案要跟着矿石性质走,试验要走在前面
铜矿分选里,最简单的是单一硫化铜矿,粗磨粗选就能出合格精矿。最难的是复杂共生矿,铜矿物和黄铁矿、砷黝铜矿、方铅矿、闪锌矿紧密共生,嵌布粒度细到几十微米,磨到单体解离的粒度,矿泥已经泛滥成灾。回收率上不去,精矿品位压不下来,药剂消耗还居高不下。铜矿分选工艺优化解决方案要解决的,就是这类矿石的分离难题。
先把难点拆开看,才知道从哪里下手。
嵌布关系复杂。 铜矿物不是单独存在的,它可能包裹在黄铁矿里,可能沿着脉石矿物裂隙充填,可能和方铅矿、闪锌矿形成交代结构。磨矿时,铜矿物解离了,但表面被其他矿物污染,可浮性下降。
嵌布粒度细。 有的铜矿物嵌布粒度只有10到20微米,要磨到单体解离,磨矿细度得达到负400目甚至更细。磨到这么细,矿泥量剧增,浮选环境急剧恶化。
多种有价矿物共存。 铜铅锌共生、铜钼共生、铜砷共生,每种矿物的可浮性不同,要分开浮选,流程结构复杂,药剂制度互相干扰。
氧化率和次生硫化铜共存。 有的矿石上部是氧化带,下部是原生带,中间还有混合带。氧化铜矿和次生硫化铜矿的可浮性完全不同,用一套工艺处理,回收率肯定上不去。
脉石矿物干扰。 含滑石、绿泥石、云母多的矿石,天然可浮性好,会大量上浮进入精矿。含碳质页岩的矿石,碳会吸附药剂,恶化浮选环境。
这些难点单独看都有办法应对,但凑在一起就是系统性问题。铜矿分选工艺优化解决方案不能只盯着一个环节改,要从流程整体找突破口。
复杂共生矿的工艺优化,可以沿着三条主线走。
主线一:能粗不细。 在粗粒级条件下,把已经解离的铜矿物先浮出来,避免全部矿石都磨到很细。粗磨粗选,粗精矿再磨再选,这是阶段磨矿阶段选别的思路。好处是减少了过磨,降低了矿泥干扰。
主线二:能早不晚。 在流程的早阶段,把易浮的铜矿物先选出来,避免它在后续作业中被其他矿物污染或者被药剂抑制。快速浮选、闪速浮选,都是这个思路。
主线三:能选不冶。 如果浮选能做到的,不要留到冶金阶段。但反过来,如果浮选确实分不开,该用浸出或者焙烧的,也不要硬用浮选。工艺选择要看技术经济对比。
这三条主线不是独立的,可以组合使用。铜矿分选工艺优化解决方案的核心,是根据矿石性质选择合适的主线组合。

复杂共生矿最怕的就是一次磨到很细。矿泥多了,浮选指标全面恶化。
一段粗磨。 磨矿细度控制在铜矿物初步解离的粒度,一般是负200目占50%到60%。这个细度下,粗粒级的铜矿物已经解离,可以先浮出来。
粗选快速浮选。 粗磨后的矿浆,先进行快速浮选,把已经解离的粗粒铜矿物选出来。浮选时间短,一般是常规粗选的一半左右。泡沫产品就是粗精矿。
粗精矿再磨。 粗精矿中还有连生体,需要再磨才能进一步解离。再磨细度根据连生体的嵌布粒度确定,一般是负400目占80%以上。
再磨后精选。 再磨后的矿浆进行精选,把脉石和连生体分离出去。精选次数根据精矿品位要求确定,一般两到三次。
尾矿再磨再选。 粗选尾矿中还有细粒嵌布的铜矿物,需要再磨再选。再磨细度根据细粒铜矿物的嵌布粒度确定。
阶段磨矿阶段选别的好处是,粗粒级铜矿物在粗磨条件下就回收了,避免了过磨。细粒级铜矿物再磨再选,保证了回收率。
复杂共生矿中,总有一部分铜矿物是可浮性好的,嵌布粒度粗的。这部分铜矿物要尽早回收。
快速浮选。 在磨矿分级回路中,设置快速浮选作业。分级溢流先进行快速浮选,浮选时间短、药剂浓度高,把易浮的粗粒铜矿物快速选出来。快速浮选精矿品位可能不高,但回收率高,可以并入最终精矿或者单独处理。
闪速浮选。 在球磨机排矿处设置闪速浮选机,处理球磨机排矿中的粗粒单体解离铜矿物。闪速浮选时间极短,一般在几十秒到几分钟。回收的是粗粒铜矿物,避免了在分级和后续作业中的过磨和流失。
快速浮选和闪速浮选的差别。 快速浮选处理的是分级溢流,粒度较细;闪速浮选处理的是球磨排矿,粒度较粗。两者可以同时使用,也可以根据矿石性质选其一。
快速浮选和闪速浮选的核心逻辑是早收快收。在铜矿物还没被污染、还没被过磨的时候,先把它选出来。
铜铅锌共生、铜钼共生、铜砷共生,这些多金属共生矿,要决定是混合浮选还是优先浮选。
混合浮选。 把铜和伴生金属一起浮出来,得到混合精矿,再分离。混合浮选的优点是回收率高,流程简单,药剂制度不复杂。缺点是混合精矿分离难度大,分离药剂制度复杂。
优先浮选。 先浮铜,再浮其他金属。优先浮选的优点是精矿品位高,分离效果好。缺点是流程复杂,药剂制度互相干扰,回收率可能受影响。
怎么选。 看矿石性质和产品要求。如果伴生金属含量低、分离价值不大,混合浮选更划算。如果伴生金属含量高、分离价值大,优先浮选更合适。如果矿石性质复杂,可以先混合浮选再分离,兼顾回收率和品位。
铜砷分离是难点。 砷黝铜矿和铜矿物可浮性相近,分离困难。常用方法是氧化法或者石灰法,抑制砷矿物。具体方法要试验确定。
混合浮选和优先浮选的选择,没有标准答案。铜矿分选工艺优化解决方案要根据具体矿石性质做技术经济对比。
复杂共生矿的药剂制度,比单一铜矿复杂得多。
捕收剂要选择性强的。 复杂共生矿中,铜矿物和脉石、和其他硫化物的可浮性差异小。捕收剂要选选择性强的,比如硫氮类或者组合用药。黄药类捕收剂选择性差,容易把黄铁矿也浮上来。
抑制剂要精准。 含滑石、绿泥石的矿石,水玻璃或CMC是常用抑制剂。含黄铁矿高的矿石,石灰调浆配合氰化物替代品可以抑制黄铁矿。含砷矿物的矿石,需要专门的砷抑制剂。抑制剂用量要试验确定,多了抑制铜矿物,少了脉石上浮。
活化剂要用对地方。 氧化铜矿需要硫化预处理,硫化钠用量要控制好。次生硫化铜矿可浮性好,不需要活化。原生硫化铜矿可浮性差,可能需要活化。
分段加药。 复杂共生矿的浮选时间较长,药剂要分段添加。粗选前加大部分,扫选前补加,精选前调整。分段加药能提高药剂利用率,减少无效消耗。
药剂制度要跟流程匹配。 阶段磨矿阶段选别,每段磨矿后的浮选作业,药剂制度可能不同。快速浮选药剂浓度高,常规浮选药剂浓度低。药剂制度要跟着流程走。
XX省某铜矿,原矿为铜铅锌共生矿,铜品位0.6%左右,铅品位0.8%左右,锌品位1.2%左右。铜矿物嵌布粒度细,和黄铁矿、方铅矿紧密共生。
优化前,采用一段磨矿到负200目占75%,混合浮选得到铜铅混合精矿,再分离。铜回收率只有75%左右,铜精矿品位18%左右,铅锌回收率也不理想。
优化措施分三步。第一步,改一段磨矿为阶段磨矿。一段粗磨到负200目占55%,快速浮选选出粗粒铜矿物。粗选尾矿再磨到负200目占80%,再进行铜铅锌混合浮选。第二步,铜铅混合精矿再磨到负400目占85%,进行铜铅分离。第三步,调整药剂制度。捕收剂改用硫氮类加辅助捕收剂,抑制剂改用组合抑制剂,分段添加。
优化后,铜回收率提升到85%左右,铜精矿品位22%左右,铅锌回收率也有提升。药剂单耗略有增加,但综合效益明显改善。
这个案例说明,复杂共生矿的工艺优化,不是靠单一措施,而是流程结构、磨矿制度、药剂制度三方面同时调整。铜矿分选工艺优化解决方案的核心,是系统性思维。

问:复杂共生矿一定要阶段磨矿吗?
答:不一定。如果铜矿物嵌布粒度均匀且较粗,一段磨矿就能解离,不需要阶段磨矿。如果嵌布粒度不均匀,粗粒细粒都有,阶段磨矿优势明显。要做磨矿试验确定。
问:快速浮选和闪速浮选有什么区别?
答:快速浮选处理分级溢流,粒度较细;闪速浮选处理球磨排矿,粒度较粗。快速浮选浮选时间稍长,闪速浮选时间极短。两者目的相同,都是早收快收。
问:铜砷分离有什么好办法?
答:常用方法是氧化法或者石灰法。氧化法用漂白粉或者高锰酸钾氧化砷矿物表面,抑制砷矿物。石灰法调高pH值,配合抑制剂使用。具体方法要试验确定,没有万能方案。
问:混合浮选和优先浮选哪个回收率高?
答:通常混合浮选回收率高,优先浮选精矿品位高。选择要看矿石性质和产品要求。如果伴生金属价值高,优先浮选更合适。如果伴生金属价值低,混合浮选更划算。
问:工艺优化需要做哪些试验?
答:至少要做磨矿试验、浮选条件试验、流程结构试验、药剂制度试验。复杂共生矿还要做分离试验。试验矿样要有代表性,最好取不同矿段的矿样分别做。
铜矿分选工艺优化解决方案的核心逻辑,是针对复杂共生矿的嵌布特性,选择合适的工艺主线。能粗不细、能早不晚、能选不冶,阶段磨矿阶段选别、快速浮选闪速浮选、混合浮选优先浮选,这些手段组合使用,才能破解分离难题。没有一套工艺能通吃所有共生矿,方案要跟着矿石性质走,试验要走在前面。
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