刘 斌

（紫金（厦门）工程设计有限公司）

选矿厂经济技术指标的好坏不仅与矿石选矿工艺研究密切相关，而且与选矿工艺设计关系密切。选矿厂工艺设计的合理性将直接影响生产流程的稳定与系统作业率的高低。因此，重视选矿厂工艺设计非常必要。

1 矿石性质

塞尔维亚某铜金矿石自然类型为高硫浅成热液型硫化矿石，工业类型为高硫型铜金矿石。在矿体的上部圈出了块状硫化矿石、角砾状矿石富矿区，可单独开采。这部分可单独开采的矿石又可进一步划分为高硫铜金矿石、高硫富铜金矿石2种类型。

矿石中主要金属矿物为铜蓝，其他金属矿物有黄铜矿、斑铜矿、硫砷铜矿、辉铜矿、黄铁矿以及自然金等；非金属矿物包括石英、方解石、长石、角闪石、明矾石、高岭土、蛇纹石等。铜矿物主要为铜蓝，其次为硫砷铜矿，斑铜矿、黄铜矿、辉铜矿占比较少；金主要以自然金及与其他硫化物伴生的形式存在，主要被黄铁矿包裹，少量包裹在铜蓝和砷硫铜矿中。矿石主要化学成分分析结果见表1。

注：Au、Ag的含量单位为g/t。

2 工艺设计

选矿厂设计规模为1万t/d，井下破碎后的矿石（≤250 mm）经胶带斜井提升至地表，然后再通过带式输送机运至选矿厂原矿仓，选矿最终得到的产品为含金铜精矿。矿山总服务年限为13 a，年工作制度330 d，每天3班，每班8 h。

本设计选矿厂入选矿石平均密度为3.10 t/m3，入选矿石分高铜矿石和低铜矿石，高铜矿石Cu品位8.18%、Au品位6.75 g/t，供矿期为生产期的前3年；低铜矿石Cu品位2.68%、Au品位1.47 g/t，供矿期为第4～13年。

2.1 碎磨工艺

目前，国内外选矿厂碎磨工艺流程主要有2类：其一，粗碎+半自磨+球磨工艺流程［1］，该工艺流程在国外大型矿山应用较多，具有流程简单，占地面积小，建设周期短，湿式作业不产生粉尘，作业环境好等优点；其二，三段一闭路破碎+球磨工艺［2］，该工艺流程在国内矿山应用较多，流程成熟可靠，对矿石性质变化的适应性较强，适合处理含水含泥少的矿石。

本项目的粗碎设在井下，考虑到矿石含水、含泥量大的特点，并根据JK落重试验及Bond球磨功指数试验结果（A×b平均值为54.0，BWi平均值为12.0 kWh/t，矿石硬度中等），确定碎磨流程为半自磨+球磨+顽石返回工艺流程。

磨矿流程的处理量为1万t/d，按3班/d，8 h/班，则流程小时处理量为416.67 t。半自磨机给料F100=250 mm，排料P80=2.5 mm，半自磨机排料（-6 mm）和球磨机排料一并自流进泵池，然后用泵扬送至旋流器组（φ660 mm×10，6用4备）进行分级，分级返砂进入球磨机，最终分级溢流产品-0.074 mm含量占70%。半自磨用φ7.5 m×3.9 m型半自磨机（4 200 kW）1台，球磨用φ5.5 m×8.2 m溢流型球磨机（4 200 kW）1台。碎磨工艺流程见图1。

2.2 浮选工艺

根据浮选试验结果，高铜矿石和低铜矿石可浮性差别明显，不同的浮选方法有价金属回收情况具有较大的差异。高铜矿石采用全硫浮选工艺［3］，流程结构为1粗2扫1精浮选流程（图2），可得到铜品位22%、铜回收率94%、金回收率50%的铜精矿；低铜矿石采用铜快速优先浮选+铜硫混浮+铜硫混合精矿再磨浮选工艺，流程结构为1快浮1粗2扫、混合精矿再磨后2精2精扫浮选流程（图3），可得到铜品位18%、铜回收率90%、金回收率30%的铜精矿。

为了充分回收矿石中的有价金属，生产期的第1～3年采用全硫浮选工艺，第4年起采用铜快速优先浮选+铜硫混浮+铜硫混合精矿再磨浮选工艺。因高品位矿石生产期较快，浮选采用单系列配置，该配置设备数量少，投资少，运营费用低，占地面积小。粗、扫选选择130 m3浮选机，精、精扫选选择70 m3浮选机。2种浮选工艺的设备基础一次性建成，在生产期的第3年末开始安装低铜矿石浮选工艺设备，到生产期第4年高、低品位矿交替生产时，加强生产管理，做好高、低品位矿石的转换调度工作，确保生产指标稳定。

2.3 脱水工艺

精矿采用浓缩+压滤两段脱水工艺流程，浮选铜精矿自流进1台φ30 m精矿浓密机进行浓缩，溢流进回水池，浓度55%的底流矿浆泵送至压滤车间进行压滤作业，滤液进回水池，最终铜精矿含水率小于10%，精矿经打包后汽车外运销售。

浮选尾矿自流进1台φ30 m尾矿浓密机进行浓缩，最终底流浓度为55%，一部分泵送至充填站进行井下充填，剩余部分泵送至尾矿库堆存。

2.4 尾矿堆存

浮选尾矿堆存方式按湿排法［4］进行设计，湿排法具有输送相对简单、难度低、运行管理方便、初期投资少，维护运行成本低等优点。

浮选尾矿库采用一次性筑坝方式成库，拦挡坝为碾压土石坝。生产服务期内选矿厂送往尾矿库堆存的尾矿总干矿量14.25 Mt，尾矿堆积干密度1.4 t/m3，所需库容10.18 Mm3。

2.5 节能降耗

（1）厂房布置充分考虑了工艺流程要求与地形条件相结合，力争紧凑，节省占地面积，实现主流程矿浆自流，减少泵的扬送量，节约能耗。

（2）遵循矿山近期建设和长远发展相结合的原则，在满足工艺基本要求的前提下，做到技术可行、经济合理，最大限度地开发利用矿产资源，尽可能提高回收率。

（3）采用先进的节能生产技术和工艺，选择先进、可靠、高效、节能的设备和节能型电机。

（4）采用以高压深入负荷中心的供电方式，减少低压配电线路的损耗。

（5）推广应用变频调速技术，合理配置和装设无功补偿设备，降低线损和变损。

（6）提高生产过程的自动化，采用先进的节能控制技术，规范操作，尽量使设备保持最佳的运行状态，减少能量在使用过程中的损失。

3 结 语

（1）塞尔维亚某铜金矿石为高硫型铜金矿石，按铜金品位的差异可分为高硫铜金矿石、高硫富铜金矿石。矿石中铜矿物主要为铜蓝，其次为硫砷铜矿，斑铜矿、黄铜矿、辉铜矿少量；金主要以自然金及与其他硫化物伴生的形式存在，主要被黄铁矿包裹，少量包裹在铜蓝和砷硫铜矿中。

（2）选矿厂设计规模为1万t/d，年工作制度330 d，每天3班，每班8 h。服务年限为13 a，前3年处理高品位矿石，第4～13年处理低铜矿石。井下粗碎产品（F100=250 mm）进半自磨机（φ7.5 m×3.9 m型1台）磨矿，球磨机（φ5.5 m×8.2 m溢流型）排料和给料（-6 mm）一并经旋流器组（φ660 mm×10，6用4备）分级，分级返砂进入球磨机，最终分级溢流产品-0.074 mm含量占70%。

（3）高铜矿石采用1粗2扫1精浮选流程，低铜矿石采用铜快速优先浮选+铜硫混浮+铜硫混合精矿再磨浮选工艺，流程结构为1快浮1粗2扫、混合精矿再磨后2精2精扫浮选流程。

（4）精矿采用浓缩+压滤两段脱水工艺流程；尾矿浓密机浓缩至浓度为55%后一部分泵送至充填站进行井下充填，剩余部分泵送至尾矿库湿排法堆存。