CCF浮选柱在冬瓜山铜矿精选中的应用

李沛原 杨凌凌 伍红强 颜江渊 康怀斌 高德水

（1.铜陵有色金属集团控股有限公司冬瓜山铜矿；2.安徽铜冠（庐江）矿业有限公司；3.中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司）

冬瓜山铜矿选矿厂设计处理规模1.3万t/d，自2004年投产以来，根据矿石性质及生产实际，不间断地进行了工艺流程改造工作。目前，选矿流程为优先浮铜—选铜尾矿磁选回收磁铁矿及磁黄铁矿—磁尾浮选回收黄铁矿。近年由于矿石性质变化，目前的铜精选工艺难以满足生产要求。为稳定铜精矿品位，冬瓜山铜矿采用CCF逆流接触充气式浮选柱进行了铜精选半工业试验研究，并在半工业试验的基础上，完成了CCF逆流接触充气式浮选柱替代浮选机的技改工作［1-2］，并取得了满意的试验指标。

1 选矿厂原精选流程及存在的问题

冬瓜山铜矿铜精选系统采用8台XCF/KYF-24 m3机械充气式浮选机，精选第1槽为快速精选，泡沫直接作为铜精矿产出，快速精选尾矿按2+2配置经2次精选产出铜精矿，原精选系统工艺流程见图1，现场铜精选流程考查结果见表1。

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近年生产过程中存在铜精选作业处理能力难以满足矿石性质变化和处理量波动的问题，且精选富集比低，仅2.0。当原矿处理量较大且原矿含铜品位大于1%或原矿含滑石、蛇纹石等易浮脉石矿物较多，且铜粗精矿含铜低于8%时，难以产出合格铜精矿，且生产中铜粗选作业不能按生产需要正常浮选，最终影响铜精矿品位及回收率指标。

2 浮选柱半工业试验

浮选柱铜精选半工业试验采用1精1精扫浮选流程（图2），采用φ0.7 m×8.0 m CCF浮选柱，精扫浮选采用0.37 m3搅拌式浮选机，处理能力0.8 t/h，试验原矿为现场生产粗精矿，浮选柱最佳工艺参数见表2；生产进入稳定运行状态后进行24 h连班试验，稳定时间为30个班次，累计处理量193.2 t。由于生产中铜粗精矿含铜波动较大，为分析不同铜品位进料的精选效果及对铜精矿品位的影响，根据铜粗精矿品位高低按小于8%、8%～10%、10%～13%、大于13%进行半工业试验，试验结果与同期生产指标对比见表3。

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由表3可知，粗精矿平均含铜10.61%，浮选柱精选铜精矿含铜21.24%、铜作业回收率98.07%，现场铜精矿含铜17.50%、铜作业回收率98.66%；浮选柱精选铜精矿品位较现场铜品位高3.74个百分点，富集比为2.0，是浮选机精选的1.2倍；当铜粗精矿含铜小于8%时，浮选柱1次精选可得到铜品位大于18%的铜精矿；当铜粗精矿含铜大于8%时，浮选柱1次精选可得到铜品位大于20%的铜精矿。

生产中铜粗精矿及铜精矿含铜波动均较大，稳定性较差，浮选柱精选得到的铜精矿含铜波动幅度较小。由粗精矿品位统计结果可知，无论铜粗精矿含铜量高低，浮选柱精选得到的铜精矿铜品位均高于浮选机，说明浮选柱精选效果明显优于浮选机。

3 浮选柱的工业应用

3.1 CCF浮选柱性能特点

3.1.1浮选柱工作原理

CCF逆流接触充气式浮选柱（简称CCF浮选柱）是一种新型高效的柱型浮选设备，柱内无机械搅拌，上部给矿，底部排尾，矿粒与气泡在柱体中逆流碰撞，目的矿物上浮到泡沫区，经泡沫喷淋水的作用消除杂质夹带，二次富集后泡沫产品从泡沫槽流出，脉石矿物随矿流下降，经尾矿调节阀排出。CCF浮选柱主要技术参数有泡沫层厚度、给矿浓度、气体流量、供气压力等［3-4］。

3.1.2浮选柱性能特点

CCF浮选柱运行平稳、能耗低、泡沫层可根据需要进行调节，液位控制系统工作平稳，控制精度能满足选矿工艺铜精矿的品级要求；高压气体通过微泡发生器形成微纳米级气泡，气泡细小均匀，比表面积大，在静态逆流环境下，气泡与目的矿物碰撞机率高，有利于提高回收率；柱内富集区泡沫层更厚，二次富集充分，可显著提高精矿品位，具体表现如下。

（1）采用新型喷枪式微孔发泡器，气泡微细、弥散均匀、气体流量自动调节方便，具有气体加压或失压时自动开启、关闭的功能，可实现载流拆卸。

（2）浮选柱下部设有消能板，气体与矿浆混合充分，可有效避免浮选过程中的“翻花”现象。

（3）柱壁设置导流板，有效消除了柱壁矿浆的短路现象，使得改变方向的矿浆和气泡在柱壁附近也能达到在柱体中部相接近的碰撞接触概率，提高矿化效率，从而提高选矿指标。

（4）浮选柱的下部采用阶梯状布局，增加了整个柱体断面内空气弥散的均匀性，减少了紊流现象。

（5）尾矿控制采用中际山河自主研发的智能尾矿调节阀，具有调节性能好、减压耐磨、维修方便等特点［5-8］。

3.2 CCF浮选柱的应用概况

技改采用浮选柱+浮选机机柱联合工艺代替原24 m3浮选机精选系统，技改后精选设备联系见图3，技改精选系统配套相应的进浆池、尾矿泵池、供气储气罐及设备配件见表4。

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3.3 CCF浮选柱应用效果

浮选柱技改后，经工业调试φ4.0 m ×10.0 m浮选柱最佳工艺参数见表5，技改后浮选柱精选系统流程考查结果见表6，浮选柱技改前后生产指标见表7。

由表6可知，技改后在不影响精选作业回收率的条件下，当矿石含滑石、蛇纹石等易浮脉石时，铜精矿品位略低，精选系统对原矿含铜变化、处理量变化及粗精矿含铜变化的适应性明显增强。精选富集比约2.5，且当铜粗精矿含铜品位低于8%时，能有效保证铜精矿品位，从而保证铜粗选正常生产。

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由表7可知，浮选柱生产运行至今，得到的铜精矿含铜17.11%，较技改前采用浮选机铜精矿品位15.16%提高1.95个百分点；CCF浮选柱结构简单、能耗低、自动控制系统完善，便于操作及维护。

4 结论

（1）冬瓜山铜矿原浮选机精选系统难以满足生产要求，当原矿处理量较大且原矿含铜品位大于1%或原矿含滑石、蛇纹石等易浮脉石矿物较多时或铜粗精矿含铜低于8%时，难以产出合格铜精矿，且生产中铜粗选不能按生产需要正常浮选，最终影响铜精矿品位及回收率等生产指标。

（2）半工业试验结果表明，浮选柱精选铜精矿含铜21.24%、铜作业回收率98.07%，浮选柱精选铜精矿较现场铜品位高3.74个百分点，富集比为2.0，是浮选机精选的1.2倍；当铜粗精矿含铜小于8%时，浮选柱1次精选可得到铜品位大于18%的铜精矿；当铜粗精矿含铜大于8%时，浮选柱1次精选可得到铜品位大于20%的铜精矿。

（3）采用浮选柱+浮选机联合浮选工艺，在不影响精选作业回收率的条件下，精选系统对原矿含铜变化、处理量变化及粗精矿含铜变化的适应性明显增强，精选富集比约为2.5，且当铜粗精矿含铜品位低于8%时，能有效保证铜精矿品位，有利于提高选矿指标。

（4）半工业试验表明，无论铜粗精矿含铜高低，浮选柱精选得到的铜精矿含铜均高于浮选机的生产指标，说明浮选柱的精选效果明显优于浮选机。浮选柱技改后，得到的铜精矿含铜17.11%，较技改前浮选机铜精矿品位15.16%高1.95个百分点。

（5）CCF浮选柱可满足冬瓜山铜矿粗精矿粒度细、脉石含量高等特点的精选要求，且具有选别效率高、能耗低、自动控制系统完善、维修方便、操作简单、占地面积小及基建投资少等优点。