南京栖霞山铅锌硫化矿中铜的综合回收可行性研究报告剖析.docx

资源描述

南京栖霞山铅锌硫化矿中铜的综合回收可行性研究报告剖析.docx

《南京栖霞山铅锌硫化矿中铜的综合回收可行性研究报告剖析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《南京栖霞山铅锌硫化矿中铜的综合回收可行性研究报告剖析.docx（38页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

南京栖霞山铅锌硫化矿中铜的综合回收可行性研究报告剖析.docx

南京栖霞山铅锌硫化矿中铜的综合回收可行性研究报告剖析

南京栖霞山铅锌硫化矿中铜的综合回收

可行性研究报告

北京矿冶研究总院

二OO七年六月

南京栖霞山铅锌硫化矿中铜的综合回收

可行性研究报告

一、项目名称：

南京栖霞山铅锌硫化矿中铜的综合回收

二、承担单位：

南京银茂铅锌矿业有限公司

三、项目工作范围及起止时间：

1、工作范围：

通过对铅锌硫化矿中铜的原矿性质、综合回收工艺、选矿药剂、选矿流程和选矿自动控制的研究，实现对铅锌硫化矿中铜的综合回收，最终通过新建铜综合回收系统和工业试验实现铜综合回收工艺的应用。

2、起止时间：

2006年7月——2008年6月。

四、项目立项依据

南京银茂铅锌矿业有限公司所属铅锌矿地处长江南岸，毗邻金陵名胜栖霞山风景区，是华东地区最大的铅锌硫银有色金属中型矿山。

矿山所属选矿厂处理矿石为高硫铅锌矿，日处理能力为1300吨。

选矿厂目前产出铅、锌、硫、锰四种精矿。

选矿厂处理矿石品位，铅3.8%左右、锌6.8%左右、硫26.0%左右、金1.1g/t、银为175g/t、锰4%。

此外，矿石中还含铜0.3％左右，目前尚未回收。

为了提高矿山资源的综合利用率，减少有价元素的浪费，为矿山创造新的经济增长点，提高矿山的综合效益，南京银茂铅锌矿业有限公司于2006-2007年6月委托北京矿冶研究总院对南京栖霞山铅锌矿样进行了铜综合回收的试验室小型浮选试验研究。

研究结果表明，在公司选厂现有的基础上，新增一个铜综合回收系统，即可实现对铜的高效综合回收。

本项目依据北京矿冶研究总院对南京栖霞山铅锌矿样进行的铅锌硫化矿中铜综合回收的实验室小型浮选试验研究结果予以立项，并委托北京矿冶研究总院进行本技术改造的可行性研究。

五、南京栖霞山铅锌硫化矿中铜的综合回收可行性研究

1、铜资源简介

南京栖霞山铅锌矿属于中低温热液型多金属硫化矿床，矿物组成较为复杂。

近年随着井下开采深度延伸，原矿中有价元素铜的含量呈逐年增加之势。

近几年井下原矿中铜的品位变化情况如表5－1所示。

表5-1近几年井下原矿含铜品位

时间

2000年

2001年

2002年

2003年

2004年

2005年

2006年

铜含量，％

0.21

0.20

0.22

0.25

0.30

0.32

0.36

2、历年铜在铅精矿中的分布情况

随着近几年生产工艺的不断改进，铅锌硫的生产指标不断提高。

尤其是自去年成功实施了“提高南京栖霞山复杂多金属铅锌矿伴生银回收率”的项目改造后，银在铅精矿中的回收率从55％大幅提高到了69％，同时铜作为杂质在铅精矿中的含量亦相应大幅提高。

近几年铜在铅精矿中的含量分布情况如表5－2所示：

表5—2近几年铜在铅精矿中的分布情况

时间

铅精矿产率，%

铅精矿品位，%

铅精矿回收率，％

铅精矿中铜品位，%

铜在铅精矿中分布率，%

2002年

6.69

63.25

88.82

1.59

39.63

2003年

6.29

62.04

88.32

1.66

41.63

2004年

6.55

58.80

88.98

1.95

45.39

2005年

6.53

59.69

89.35

2.15

48.35

2006年

6.47

58.58

90.00

2.60

67.69

总之，栖霞山铅锌矿随着井下开采的延伸，其铜的品位呈上升趋势，即含铜量呈增长之势，同时铜金属的市场价格近两年大幅度上扬，目前已由几年前的每吨两三万元涨到每吨七万元左右。

因此，加强其综合回收力度是非常必要的，也是提高矿山经济效益的重要增长点，同时可以提高资源的利用率，并且对缓解我国铜供需紧张也有积极意义，其经济效益和社会效益是明显的。

3、选矿厂现有生产情况简介

南京银茂铅锌矿业有限公司选矿厂生产能力为1300t/d，即选矿厂年处理原矿量达到35万吨。

原矿进入选矿厂的最大粒度小于400mm，破碎采用两段一闭路流程，原矿粗碎后进入振动筛，筛上产品给入细碎，筛下产品通过皮带输送到粉矿仓，选矿厂现有粉矿仓10个，最大储矿量1800吨，破碎最终平均粒度8.4mm左右。

磨矿系统分三个系列，采用一段闭路磨矿工艺，即球磨和分级机组成一段闭路流程，分级机溢流浓度35%左右，磨矿细度为占77—78%0.074mm。

浮选为一个系列，三台球磨的分级机溢流汇合进入浮选，采用铅－锌－硫顺序优先浮选工艺。

为节约生产成本，在选硫前进行了锌尾浓缩工艺，所产出的铅、锌、硫三种精矿进入脱水系统。

浮选尾矿通过磁选综合回收碳酸锰，最终尾矿的约70%加水泥用于井下充填、30%脱水外销做水泥；脱水系统采用两段一闭路流程，各种精矿先进入浓缩池中浓缩，然后进入陶瓷过滤机中过滤，各种精矿最终水分为8—10%左右，浓缩池各种溢流水通过管道进入选矿厂污水处理站处理，处理后的选矿废水全部再返回用于磨矿和浮选生产，真正实现了选矿废水废渣零排放，达到了清洁生产的要求。

选矿厂现工艺流程如图3－1所示：

图3－1选厂现总工艺流程简图

4、选矿试验研究

4.1试验总体方案

整个试验研究由两大部分组成，一是从现场含铜铅精矿中综合回收铜的试验研究；二是从原矿中综合回收铜的试验研究。

其中后者又分别试验了优先选铜和铜铅混选-铜铅分离两种方案。

4.2原矿中铜矿物工艺矿物学研究及现场含铜铅精矿化学成分分析

4.2.1光谱分析

现场含铜铅精矿和原矿的光谱分析结果分别见表5－3和表5－4。

表5－3现场含铜铅精矿光谱分析结果

元素

含量，％

0.04

0.41

<0.005

<0.01

0.17

0.36

0.042

元素

含量，％

<0.005

2.71

7.64

0.005

<0.005

0.091

元素

含量，％

0.24

<0.001

0.049

<0.005

>50

0.23

<0.01

元素

含量，％

<0.01

<0.005

0.005

<0.01

4.14

表5－4原矿光谱分析结果

元素

含量，％

0.21

0.11

<0.005

<0.01

7.26

0.053

元素

含量，％

<0.005

0.39

23.02

0.087

<0.005

0.63

元素

含量，％

2.82

<0.01

0.017

<0.005

4.39

0.10

<0.01

元素

含量，％

<0.01

0.007

<0.005

<0.01

7.99

4.2.2化学成分分析

对现场含铜铅精矿和原矿的化学成分分析结果分别见表5－5和表5－6。

表5－5现场含铜铅精矿化学成分分析结果

化学成分

Au,g/t

Ag,g/t

含量，％

2.71

60.57

4.04

9.19

0.20

3.00

3951

化学成分

SiO2

Al2O3

CaO

MgO

含量，％

17.62

0.42

0.19

0.05

0.32

0.066

1.99

表5－6原矿化学成分分析结果

化学成分

Au,g/t

Ag,g/t

含量，％

0.42

4.52

8.65

20.42

3.42

0.94

238

化学成分

SiO2

Al2O3

CaO

MgO

含量，％

25.77

0.077

10.34

0.40

10.84

1.26

3.49

4.2.3原矿铜物相分析

对原矿进行了铜矿物的化学物相分析，结果如表5－7所示。

表5－7原矿铜矿物化学物相分析结果

相别

原生硫化铜

次生硫化铜

自由氧化铜

结合氧化铜

总铜

铜含量％

0.285

0.09

0.03

0.02

0.425

占有率％

67.06

21.18

7.06

4.70

100

4.2.4原矿矿物组成

矿石的矿物组成比较复杂。

矿石中铅、锌、硫、铁、铜、锰、银、砷等都主要以独立矿物存在。

铅的独立矿物主要为方铅矿，尚有少量铅矾及白铅矿、硫锑铅矿；锌的独立矿物为闪锌矿；硫的独立矿物主要为黄铁矿，其次有少量的白铁矿和磁黄铁矿；铜矿物主要为黄铜矿，其次为锌锑黝铜矿、砷黝铜矿；铁矿物主要为赤铁矿，其次为磁铁矿和褐铁矿；锰矿物主要为菱锰矿；银的独立矿物主要为银黝铜矿、硫锑铜银矿，其次为辉银矿；砷的独立矿物为毒砂，有相当部分砷是赋存于砷黝铜矿、锌锑黝铜矿中。

脉石矿物主要为白云石、方解石、长石、石英等，其它脉石矿物还有绢云母、粘土矿物、白云母、碳质物、绿泥石、重晶石、黑云母、石榴石、滑石等。

4.2.5原矿中铜的赋存状态

4.2.5.1黄铜矿（CuFeS2）

矿石中铜品位不高，仅为0.42%，铜矿物主要为黄铜矿及锌锑黝铜矿。

黄铜矿主要呈不规则状嵌布于脉石矿物中（照片1），黄铜矿与锌锑黝铜矿关系密切，常紧密共生在一起，以集合体的形式嵌布于脉石矿物中。

黄铜矿与闪锌矿也较为密切，由于固溶体分离作用的结果，部分黄铜矿呈“乳滴状”嵌布于闪锌矿中，这部分黄铜矿由于难充分单体解离，故特别容易损失于锌精矿中。

有时还可见黄铜矿以包体的形式嵌布于粗粒黄铁矿中，包体粒度一般为0.0058mm～0.011mm。

黄铜矿的嵌布粒度一般为0.015mm～0.208mm，扫描电镜能谱分析结果表明，黄铜矿中铜的含量为35.32%，铁的含量为30.47%，硫的含量为34.21%，与黄铜矿中铜、铁、硫的理论含量十分接近。

照片1黄铜矿（Ch）与锌锑黝铜矿（Te）的嵌布特征

4.2.5.2锌锑黝铜矿Cu12（SbAs）4S13

锌锑黝铜矿是矿石中重要的铜矿物之一，主要呈不规则状嵌布于脉石矿物中（照片2）。

锌锑黝铜矿与黄铜矿关系密切，常以集合体的形式产出，黄铜矿也常可见呈包体的形式嵌布于锌锑黝铜矿中。

锌锑黝铜矿与闪锌矿、黄铁矿嵌布关系也比较密切，往往紧密共生。

闪锌矿有时也以包体形式嵌布于锌锑黝铜矿中，在黄铁矿中也可见锌锑黝铜矿包体，包体粒度很细，一般为0.002mm～0.011mm，这是造成黄铁矿中含铜较高的重要原因。

这部分微细锌锑黝铜矿难于单体分离，故将损失于硫精矿中，从而直接影响铜的浮选回收率。

锌锑黝铜矿的嵌布粒度一般为0.010mm～0.31mm。

锌锑黝铜矿的扫描电镜能谱分析结果见表5-8。

从表5-8可知，锌锑黝铜矿中铜平均含量为38.40%，硫为24.43%，锌为8.04%，砷为4.40%，锑为22.04%。

照片2锌锑黝铜矿（Te）与闪锌矿（Sp）的嵌布特征

表5-8锌锑黝铜矿扫描电镜能谱分析结果（%）

测点

序号

化学成分

合计

nj-1-1

25.45

39.62

7.64

7.84

2.00

17.46

100.00

nj-1-3

24.08

36.46

7.16

1.70

3.95

26.65

100.00

nj-1-5

25.12

40.53

8.34

7.62

2.13

16.26

100.00

nj-1-6

24.97

39.08

7.47

5.43

1.84

21.22

100.00

nj-1-7

24.30

37.53

7.97

4.19

3.12

22.89

100.00

nj-1-8

23.71

37.60

7.66

2.71

3.93

24.39

100.00

nj-1-9

23.53

37.71

8.95

3.44

3.04

23.33

100.00

nj-1-10

25.32

37.18

8.83

2.83

2.46

23.38

100.00

nj-8-1

24.37

39.14

9.06

4.40

2.01

21.02

100.00

nj-8-2

23.48

39.14

7.27

3.89

2.41

23.80

100.00

平均

24.43

38.40

8.04

4.40

2.69

22.04

100.00

4.2.5.3银黝铜矿

银黝铜矿是黝铜矿的变种之一，主要以不规则状产出。

银黝铜矿与锌锑黝铜矿、方铅矿、黄铁矿关系比较密切，常与锌锑黝铜矿紧密共生，在方铅矿及黄铁矿中多以包体产出（照片3），包体粒度很细，一般为0.002mm～0.010mm，这部分包体银黝铜矿在浮选流程中的走向取决于载体矿物的走向。

在方铅矿中呈包体产出的银黝铜矿在浮选作业中进入铅精矿，而呈微细包体赋存于黄铁矿中的银黝铜矿同样由于难以单体解离而损失于硫精矿中，从而直接影响铜的浮选回收率。

银黝铜矿的扫描电镜能谱分析表5-9。

从表5-9看出，矿石中银黝铜矿中铜的平均含量为24.49%，硫为24.60%，锌为5.61%，锑为28.31%。

表5-9银黝铜矿的扫描电镜能谱分析结果%

测点

序号

化学成分

总量

Nj-5-1

23.41

24.83

5.33

17.14

27.30

100.00

Nj-5-4

24.10

24.69

4.63

17.49

29.08

100.00

Nj-5-5

24.29

23.69

6.87

17.02

28.13

100.00

Nj-5-7

27.11

23.90

3.73

16.30

28.96

100.00

Nj-5-8

24.10

25.33

7.51

16.98

26.09

100.00

平均

24.60

24.49

5.61

16.99

28.31

100.00

照片3银黝铜矿（Te）呈包体嵌布于方铅矿（Ga）

4.2.6原矿中铜矿物粒度分析

4.2.6.1原矿中铜矿物粒度组成

原矿中铜矿物的嵌布粒度非常细，在+0.074mm粒级中，铜矿物的占有率仅为55.82%。

其粒度组成详见表5-10。

表5-10原矿中铜矿物的粒度组成（%）

粒级

铜矿物

含量

累计

+0.295

5.31

-0.295+0.208

11.62

16.93

-0.208+0.147

13.26

30.19

-0.147+0.104

15.02

45.21

-0.104+0.074

10.61

55.82

-0.074+0.043

18.15

73.97

-0.043+0.020

12.01

85.98

-0.020+0.015

9.98

95.96

-0.015+0.010

2.33

98.29

-0.010

1.71

100.00

4.2.6.2原矿不同细度下铜矿物的解离度

原矿不同磨矿细度下铜矿物解离度的分析结果见表5－11。

表5-11原矿中铜矿物解离度分析结果

磨矿细度

-0.074mm占％

单体％

连生体％

总计％

与方铅矿

与闪锌矿

与黄铁矿

60.4

6.6

25.1

7.9

100.00

67.5

5.0

20.7

6.8

100.00

由表中结果可以看出，原矿中铜矿物在常规的磨矿细度下解离度较低，尤其与闪锌矿的嵌布关系密切，且铜矿物又是以“乳滴状”嵌布于闪锌矿中，故此部分铜矿物极易损失于锌精矿中。

4.2.7工艺矿物学小结

原矿矿石中的铜、铅、锌、硫等矿物组成及结构构造比较复杂，对浮选工艺将会有较大影响。

本次试验研究要回收的铜矿物主要为黄铜矿、锌锑黝铜矿、砷黝铜矿、银黝铜矿和硫锑铜银矿等。

除黄铜矿外，其余铜矿物可浮性差，回收较困难；矿石中主要金属矿物嵌布粒度不均匀，尤其是铜矿物嵌布粒度最细，有部分锌锑黝铜矿和银黝铜矿等以固熔体形态存在于锌精矿中及呈细小包体存在于黄铁矿中，因此细磨是提高回收率的必要条件。

而原矿中砷除独立矿物毒砂外亦有相当部分存在于砷黝铜矿、银黝铜矿和锌锑黝铜矿中，因此在提高铜回收率的同时，将不可避免的造成铜精矿中含砷偏高。

4.3选矿试验研究

根据试验总体方案，主要进行了两部分的试验工作。

一是从现场铅精矿中综合回收铜的试验部分，对现场含铜铅精矿先脱水浓密至67％，然后加新鲜水调节浓度至25％后，应用新型、高效、无毒的铅抑制剂PMA和铜活化剂YC，经过一粗两精一扫，100％使用回水，可以获得如表5－12所示的试验指标，其中铜精矿铜品位31.43％，铜对现场含铜铅精矿回收率为84.86％，对原矿回收率为57.44％。

二是对从原矿中综合回收铜的试验部分，进行了优先选铜和铜铅混选－铜铅分离两种方案的对比试验研究。

研究结果表明，以上两种方案均能从原矿中对铜进行有效的综合回收，两种方案的试验指标分别如表5－13和表5－14所示。

其中采用铜铅依次优先浮选方案获得的铜精矿铜品位为19.66％，铜回收率为62.17％；采用铜铅混选－铜铅分离方案获得的铜精矿铜品位为21.62％，铜回收率为60.44％。

以上试验闭路流程分别见图5－1、图5－2和图5－3。

数质量流程分别见图图5－4、图5－5和图5－6。

表5－12对现场含铜铅精矿进行铜综合回收的闭路试验指标

产品

名称

产率

品位

回收率（对现场含铜铅精矿）

回收率（对原矿）

铜精矿

7.27

31.43

4.90

84.86

0.59

57.44

0.53

铅精矿

92.73

0.44

64.65

15.14

99.41

10.25

89.47

含铜铅精矿

100.00

2.69

60.30

100.00

67.69

90.00

注：

表5－12中的现场含铜铅精矿中铜、铅对原矿的回收率67.69％、90.00％均取自2006年平均值。

表5－13对原矿采用优先选铜方案进行铜综合回收的闭路试验指标

产品

名称

产率

品位

回收率

铜精矿

1.32

19.66

7.97

8.71

62.17

2.26

1.33

尾矿

98.68

0.16

4.61

8.67

37.83

97.74

98.67

原矿

100.00

0.42

4.65

8.67

100.00

表5－14对原矿采用铜铅混选－铜铅分离方案进行铜综合回收的闭路试验指标

产品

名称

产率

品位

回收率

铜精矿

1.18

21.62

6.81

7.63

60.44

1.72

1.04

铅精矿

7.20

0.41

59.41

6.21

6.99

91.43

5.18

尾矿

91.62

0.15

0.35

8.83

32.57

6.85

93.78

原矿

100.00

0.42

4.68

8.63

100.00

注：

表5－13与表5－14所示的试验用原矿铜品位0.42％略高于2006年平均原矿铜品位0.36％。

图5－1从现场含铜铅精矿中综合回收铜闭路试验流程

图5－2从原矿采用优先选铜方案综合回收铜

闭路试验流程

图5－3从原矿采用铜铅混选－铜铅分离方案综合回收铜

闭路试验流程

图5－4从现场含铜铅精矿中综合回收铜闭路试验数质量流程

图5－5从原矿采用优先选铜方案综合回收铜闭路试验

数质量流程

图5－6从原矿采用铜铅混选－铜铅分离方案综合回收铜

闭路试验数质量流程

应用如图5－1所示的从现场含铜铅精矿中综合回收铜闭路试验所得产品主要化学成分分析结果分别见表5-15和表5-16。

表5－15铜精矿主要化学成分分析

化学成分

Au,g/t

Ag,g/t

含量，％

31.36

5.02

6.94

14.59

0.18

9.16

17931

化学成分

SiO2

CaO

MgO

含量，％

28.45

0.19

10.08

0.27

0.21

0.046

0.53

表5－16铅精矿主要化学成分分析

化学成分

Au,g/t

Ag,g/t

含量，％

0.49

64.40

5.98

5.06

0.23

1.06

595

化学成分

SiO2

CaO

MgO

含量，％

18.98

0.077

0.14

0.58

0.20

0.048

0.59

应用如图5－2所示的从原矿应用优先选铜方案综合回收铜闭路试验所得产品主要化学成分分析结果分别见表5-17和表5-18。

表5－17铜精矿主要化学成分分析

化学成分

Au,g/t

Ag,g/t

含量，％

19.66

7.97

8.71

12.88

1.31

10.81

13006

化学成分

SiO2

CaO

MgO

含量，％

24.46

0.94

5.56

4.12

2.76

0.60

5.80

表5－18选铜尾矿主要化学成分分析

化学成分

Au,g/t

Ag,g/t

含量，％

0.16

4.61

8.67

22.14

3.03

1.03

85.80

化学成分

SiO2

CaO

MgO

含量，％

28.55

0.071

0.024

7.66

6.95

1.04

2.77

应用如图5－3所示的从原矿应用铜铅混选－铜铅分离方案综合回收铜闭路试验所得产品主要化学成分分析结果分别见表5-19、表5－20和表5-21。

表5－19铜精矿主要化学成分分析

化学成分

Au,g/t

Ag,g/t

含量，％

21.62

6.81

7.63

7.79

0.31

13.60

11933

化学成分

展开阅读全文