CN111974526A - 一种硫化铜矿石的高效、节能碎磨工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于铜矿处理技术领域，具体涉及一种硫化铜矿石的高效、节能碎磨工艺，该工艺具体包括如下步骤：对矿石进行常规的三段一闭路破碎工艺处理，从而得到破碎品(其中破碎品最大粒度为15mm，小于6mm粒级含量占全粒级总量的50至65％，小于3mm粒级含量占全粒级总量30至45％，小于1mm粒级含量占全粒级总量15至30％)。该硫化铜矿石的高效、节能碎磨工艺，通过在现有常规三段一闭路的破碎工艺基础上增加一段高压辊磨机超细碎环节，充分利用高压辊磨机的层压粉碎作用，大幅降低了入磨产品的粒度及优化了粒度组成，产品中‑6mm、‑3mm、‑1mm粒级含量均提高了20％以上，实现了“多碎少磨”。

Description

一种硫化铜矿石的高效、节能碎磨工艺
技术领域
本发明涉及铜矿处理技术领域，具体为一种硫化铜矿石的高效、节能碎磨工艺。
背景技术
目前处理硫化铜矿石的碎磨原则工艺流程为原矿经过两段或三段一闭路破碎后，然后全部进入球磨机。如德兴铜矿的铜矿石原矿经过常规的三段一闭路破碎后，控制破碎最终产品的粒度小于15mm后全部给入球磨机，多段磨矿，分级后，然后进行浮选回收有价金属铜。
球磨是选矿工艺中非常重要的一环，其目的是将有用矿物和脉石矿物解离开来，提供选别要求的粒度组成。在整个选矿工艺流程中，球磨的能耗占整个选矿厂的总能耗的60%左右。由于选矿时，破碎同样的粒度的矿石比磨矿所用的能耗少很多，因此在选矿工艺流程设计时有一个节能降耗的基本原则，就是多碎少磨，尽可能的减少破碎最终产品的粒度，从而降低磨矿成本。
由于高压辊磨机具有生产能力大、破碎比大、产品粒度细、适应性强等特点，能够提高球磨系统的处理能力，降低球磨能耗，以及节省磨矿介质消耗，改善分选指标，在选矿破碎系统中越来越受到人们的重视和认可。目前国内高压辊磨机应用领域主要是水泥、铁矿石及球团矿、铝土矿等。高压辊磨机在硫化铜矿石的研究目前还是集中在实验室基础理论研究，如文献“高压辊磨对邦铺钼铜矿石选择性碎解作用及机制”，“不同粉碎方式对含金铜矿石浮选的影响”等对比了高压辊磨（HPGR）和颚式破碎（JC）两种不同破碎方式的破碎及分选效果，但高压辊磨机在硫化铜矿山的实践应用很少见到报道。
在现有技术中，硫化铜矿石的碎磨工艺一般采用两段或三段一闭路破碎工艺，破碎最终产品粒度粗，粒度组成不合理。为了将有用的铜矿物与硅酸盐类脉石矿物最大限度的解离，提供符合硫化铜矿物浮选要求的粒度，选矿厂通常将破碎产品给入球磨机经过2至3段磨矿分级，以达到铜浮选粒度的要求，这样就出现了磨矿量大、磨矿能耗高、磨矿介质损耗大的问题，难以很好的在节约能耗以及磨矿介质损耗的前提下保证硫化铜矿物符合浮选要求的粒度。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种硫化铜矿石的高效、节能碎磨工艺，解决了在现有技术中，硫化铜矿石的碎磨工艺一般采用两段或三段一闭路破碎工艺，破碎最终产品粒度粗，粒度组成不合理。为了将有用的铜矿物与硅酸盐类脉石矿物最大限度的解离，提供符合硫化铜矿物浮选要求的粒度，选矿厂通常将破碎产品给入球磨机经过2至3段磨矿分级，以达到铜浮选粒度的要求，这样就出现了磨矿量大、磨矿能耗高、磨矿介质损耗大的问题，难以很好的在节约能耗以及磨矿介质损耗的前提下保证硫化铜矿物符合浮选要求粒度的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种硫化铜矿石的高效、节能碎磨工艺，该工艺具体包括如下步骤：
S1）对硫化铜矿石进行常规的三段一闭路破碎工艺处理，得到硫化铜矿石的破碎品；
S2）将S1）得到的硫化铜矿石的破碎品给入高压辊磨机进行超细碎，获得的细碎品，细碎品中-6mm、-3mm、-1mm粒级含量均提高了20%以上；
S3）将细碎品给入一段球磨—分级闭路作业，最终溢流产品的粒度控制在-0.074mm占60至70%。
进一步，所述S1）中的破碎品为最大粒度为15mm，小于6mm粒级含量占全粒级总量的50至65%，小于3mm粒级含量占全粒级总量30至45%，小于1mm粒级含量占全粒级总量15至30%。
进一步，所述S2）的具体步骤为：
S2.1）先将高压辊磨机工作的初始压力为4.5-6.0MPa，辊间隙为10-50mm，
S2.2）再向S1）得到的硫化铜矿石的破碎品中加水调节硫化铜矿石的碎产品的含水率，加入高压辊磨机中进行粉碎，过筛，即得到粒径小于8mm的硫化铜矿石的细碎品；
进一步，所述S3）的具体步骤为：
S3.1) 球磨机选取溢流型球磨机，加入调节粒径后的磨矿介质，磨矿介质的填充率为40-45%；
S3.2）将粒径小于8mm的硫化铜矿石的细碎品加入溢流型球磨机中进行球磨，即得到粒度控制在-0.074mm占60至70%的硫化铜矿石粉。
进一步，所述硫化铜矿石的碎产品的含水率为0.25-8%。
进一步，所述S2.2）中所述的过筛为高频振动筛，筛孔尺寸为3mm、4mm、6mm或8mm，所述的筛分是以水为介质的湿式作业，同时水也是料饼的打散介质。
进一步，所述S3.1）中所述磨矿介质为钢球或纳米瓷球。
进一步，当矿介质为钢球时，初装球的配比为φ80mm:φ70mm:φ60mm为x:y:(1-x-y)，其中x为15至25%，y为15至25%。
进一步，当矿介质为纳米瓷球时，初装球的配比为φ70mm:φ60mm:φ50mm为a:b:(1-a-b)，其中a为30至40%，b为30至40%。
本发明的有益效果是，由于采用上述技术方案，本发明具备以下有益效果：
（1）、该硫化铜矿石的高效、节能碎磨工艺，通过在现有常规三段一闭路的破碎工艺基础上增加一段高压辊磨机超细碎环节，充分利用高压辊磨机的层压粉碎作用，大幅降低了入磨产品的粒度及优化了粒度组成，产品中-6mm、-3mm、-1mm粒级含量均提高了20%以上，实现了“多碎少磨”（为了提高球磨机的处理能力，降低能耗，节省磨矿介质，实现“多碎少磨、节能降耗”，通过碎磨工业试验研究并综合控制步骤S1的高压辊磨机工作时初始压力、辊间隙、含水率、高频振动筛筛孔尺寸等参数；控制步骤S2的球磨机的初装球的配比、充填率等，在水力旋流器溢流产品粒度基本一致的情况下，使球磨系统的处理能力提高35至50%，能耗降低25至40%，钢耗节省20至35%，进一步采用纳米瓷球代替传统钢球作为磨矿介质，能耗降低40至50%，磨矿介质消耗节省70至85%）。
（2）、该硫化铜矿石的高效、节能碎磨工艺，根据高压辊磨机超细碎产品的粒度组成，通过球径半理论公式计算以及碎磨工业试验研究验证，合理的调整球磨机初装球的尺寸和配比，即降低大尺寸钢球比例，增加小尺寸钢球比例，对球磨系统处理能力的提高和能耗的降低产生了意想不到的积极效果。
（3）、该硫化铜矿石的高效、节能碎磨工艺，与现有常规三段一闭路破碎—球磨工艺相比，在球磨产品细度相当的情况下，球磨机处理能力提高了35至50%，吨能耗降低了25至40%，钢球单耗降低了20至35%。进一步采用硬度高、耐磨性能好，质量轻的纳米瓷球替代传统钢球作为磨矿介质，球磨机的吨能耗降低了40至50%，磨矿介质单耗降低了70至85%。
（4）、该硫化铜矿石的高效、节能碎磨工艺，只是在现有的常规三段一闭路破碎工艺的基础上增加了一段高压辊磨机超细碎环节，同时根据超细碎产品的粒度组成，合理的调整球磨机的初装球配比和充填率，就达到了高效、节能的目的，工艺流程简单，流程改造方便，适合于在硫化铜矿山的全面推广应用。
附图说明
图1为本发明一种硫化铜矿石的高效、节能碎磨工艺流程框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明一种硫化铜矿石的高效、节能碎磨工艺，该工艺具体包括如下步骤：
S1）对硫化铜矿石进行常规的三段一闭路破碎工艺处理，得到硫化铜矿石的破碎品；
S2）将S1）得到的硫化铜矿石的破碎品给入高压辊磨机进行超细碎，获得的细碎品，细碎品中-6mm、-3mm、-1mm粒级含量均提高了20%以上；
S3）将细碎品给入一段球磨—分级闭路作业，最终溢流产品的粒度控制在-0.074mm占60至70%。
所述S1）中的破碎品为最大粒度为15mm，小于6mm粒级含量占全粒级总量的50至65%，小于3mm粒级含量占全粒级总量30至45%，小于1mm粒级含量占全粒级总量15至30%。
所述S2）的具体步骤为：
S2.1）先将高压辊磨机工作的初始压力为4.5-6.0MPa，辊间隙为10-50mm，
S2.2）再向S1）得到的硫化铜矿石的破碎品中加水调节硫化铜矿石的碎产品的含水率，加入高压辊磨机中进行粉碎，过筛，即得到粒径小于8mm的硫化铜矿石的细碎品；
所述S3）的具体步骤为：
S3.1) 球磨机选取溢流型球磨机，加入调节粒径后的磨矿介质，磨矿介质的填充率为40-45%；
S3.2）将粒径小于8mm的硫化铜矿石的细碎品加入溢流型球磨机中进行球磨，即得到粒度控制在-0.074mm占60至70%的硫化铜矿石粉。
所述硫化铜矿石的碎产品的含水率为0.25-8%。
所述S2.2）中所述的过筛为高频振动筛，筛孔尺寸为3mm、4mm、6mm或8mm，所述的筛分是以水为介质的湿式作业，同时水也是料饼的打散介质。
所述S3.1）中所述磨矿介质为钢球或纳米瓷球。
当矿介质为钢球时，初装球的配比为φ80mm:φ70mm:φ60mm为x:y:(1-x-y)，其中x为15至25%，y为15至25%。
当矿介质为纳米瓷球时，初装球的配比为φ70mm:φ60mm:φ50mm为a:b:(1-a-b)，其中a为30至40%，b为30至40%。
实施例1
将现有常规三段一闭路破碎工艺的破碎产品，给入GM100/30型高压辊磨机，采用开路进行超细碎，高压辊磨机的初始压力为5.0MPa，辊间隙10mm，高压辊磨机超细碎开路产品中-6mm含量增加23.15%，-3mm含量增加25.71%，-1mm含量增加20.29%。高压辊磨机开路产品给入球磨机，磨矿介质为钢球，初装球的配比是：φ80mm:φ70mm:φ60mm为20:20:60，充填率为42%，球磨机产品进入检查分级的水力旋流器，沉砂返回球磨机，最终溢流产品进入下一作业。工艺流程见图1。球磨机的处理能力由60.82t/h提高到82.95t/h，磨矿吨能耗12.84kWh/t下降至9.59kWh/t，磨矿介质钢球单耗由0.951kg/t下降至0.711kg/t，球磨处理能力提高了36.39%，磨矿吨能耗降低了25.31%，钢球单耗降低了25.23%。
实施例2
将现有常规三段一闭路破碎工艺的破碎产品，给入GM100/30型高压辊磨机，采用开路进行超细碎，高压辊磨机的初始压力为5.5MPa，辊间隙16mm，高压辊磨机超细碎开路产品中-6mm含量增加23.56%，-3mm含量增加30.25%，-1mm含量增加24.62%。高压辊磨机开路产品给入球磨机，磨矿介质为钢球，初装球的配比是：φ80mm:φ70mm:φ60mm为25:25:50，充填率为45%，球磨机产品进入检查分级的水力旋流器，沉砂返回球磨机，最终溢流产品进入下一作业。工艺流程见图1。球磨机的处理能力由60.82t/h提高到86.58t/h，磨矿吨能耗12.84kWh/t下降至9.15kWh/t，磨矿介质钢球单耗由0.951kg/t下降至0.699kg/t，球磨处理能力提高了42.35%，磨矿吨能耗降低了28.74%，钢球单耗降低了26.50%。
实施例3
将现有常规三段一闭路破碎工艺的破碎产品，给入GM100/30型高压辊磨机，采用闭路进行超细碎，高频振动筛的筛孔尺寸为4mm，高压辊磨机的初始压力为5.5MPa，辊间隙16mm，高压辊磨机超细碎闭路产品中-6mm含量增加26.10%，-3mm含量增加34.59%，-1mm含量增加27.27%。高压辊磨机闭路产品给入预先分级的水力旋流器，沉砂进入球磨机，初装球的配比是：φ80mm:φ70mm:φ60mm为25:20:55，充填率为40%，球磨机产品进入检查分级的水力旋流器，最终溢流产品进入下一作业。球磨机的处理能力由60.82t/h提高到85.12t/h，磨矿吨能耗12.84kWh/t下降至8.93kWh/t，磨矿介质钢球单耗由0.951kg/t下降至0.683kg/t，球磨处理能力提高了39.95%，磨矿吨能耗降低了30.45%，钢球单耗降低了28.18%。
实施例4
将现有常规三段一闭路破碎工艺的破碎产品，给入GM100/30型高压辊磨机，采用闭路进行超细碎，高频振动筛的筛孔尺寸为6mm，高压辊磨机的初始压力为5.5MPa，辊间隙16mm，高压辊磨机超细碎闭路产品中-6mm含量增加25.78%，-3mm含量增加32.45%，-1mm含量增加25.67%。高压辊磨机闭路产品给入预先分级的水力旋流器，沉砂进入球磨机，初装球的配比是：φ80mm:φ70mm:φ60mm为20:25:55，充填率为45%，球磨机产品进入检查分级的水力旋流器，最终溢流产品进入下一作业。球磨机的处理能力由60.82t/h提高到84.27t/h，磨矿吨能耗12.84kWh/t下降至8.98kWh/t，磨矿介质钢球单耗由0.951kg/t下降至0.695kg/t，球磨处理能力提高了38.56%，磨矿吨能耗降低了30.06%，钢球单耗降低了26.92%。
实施例5
将现有常规三段一闭路破碎工艺的破碎产品，给入GM100/30型高压辊磨机，采用开路进行超细碎，高压辊磨机的初始压力为5.5MPa，辊间隙16mm，高压辊磨机超细碎开路产品中-6mm含量增加22.30%，-3mm含量增加26.94%，-1mm含量增加22.35%。高压辊磨机开路产品给入球磨机，磨矿介质采用纳米瓷球替代传统的钢球，初装球的配比是：φ70mm:φ60mm:φ50mm为40:40:20，充填率为42%，球磨机产品进入检查分级的水力旋流器，沉砂返回球磨机，最终溢流产品进入下一作业。工艺流程见图1。球磨机的处理能力由60.82t/h提高到84.16t/h，磨矿吨能耗12.84kWh/t下降至7.35kWh/t，球磨处理能力提高了38.37%，磨矿吨能耗降低了42.76%，磨矿介质单耗下降至0.18kg/t，磨矿介质单耗降低了81.07%。
对比例
现有常规三段一闭路破碎工艺的最终破碎产品最大粒度为15mm，其中-6mm含量为60.57%，-3mm含量为33.22%，-1mm含量为16.28%。破碎产品给入球磨机，球磨机的磨矿介质为钢球，初装球的配比是：φ80mm:φ60mm为50:50，充填率为42%，给入预先分级的水力旋流器，沉砂进入球磨机，球磨机产品进入检查分级的水力旋流器，最终溢流产品进入下一作业。球磨机的处理能力为60.82t/h，磨矿吨能耗为12.84kWh/t，磨矿介质钢球单耗为0.951kg/t。
该硫化铜矿石的高效、节能碎磨工艺，通过在现有常规三段一闭路的破碎工艺基础上增加一段高压辊磨机超细碎环节，充分利用高压辊磨机的层压粉碎作用，大幅降低了入磨产品的粒度及优化了粒度组成，产品中-6mm、-3mm、-1mm粒级含量均提高了20%以上，实现了“多碎少磨”（为了提高球磨机的处理能力，降低能耗，节省磨矿介质，实现“多碎少磨、节能降耗”，通过碎磨工业试验研究并综合控制步骤S1的高压辊磨机工作时初始压力、辊间隙、含水率、高频振动筛筛孔尺寸等参数；控制步骤S2的球磨机的初装球的配比、充填率等，在水力旋流器溢流产品粒度基本一致的情况下，使球磨系统的处理能力提高35至50%，能耗降低25至40%，钢耗节省20至35%，进一步采用纳米瓷球代替传统钢球作为磨矿介质，能耗降低40至50%，磨矿介质消耗节省70至85%）。
同时，根据高压辊磨机超细碎产品的粒度组成，通过球径半理论公式计算以及碎磨工业试验研究验证，合理的调整球磨机初装球的尺寸和配比，即降低大尺寸钢球比例，增加小尺寸钢球比例，对球磨系统处理能力的提高和能耗的降低产生了意想不到的积极效果。
并且，与现有常规三段一闭路破碎—球磨工艺相比，在球磨产品细度相当的情况下，球磨机处理能力提高了35至50%，吨能耗降低了25至40%，钢球单耗降低了20至35%。进一步采用硬度高、耐磨性能好，质量轻的纳米瓷球替代传统钢球作为磨矿介质，球磨机的吨能耗降低了40至50%，磨矿介质单耗降低了70至85%。
同时，只是在现有的常规三段一闭路破碎工艺的基础上增加了一段高压辊磨机超细碎环节，同时根据超细碎产品的粒度组成，合理的调整球磨机的初装球配比和充填率，就达到了高效、节能的目的，工艺流程简单，流程改造方便，适合于在硫化铜矿山的全面推广应用。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种硫化铜矿石的高效、节能碎磨工艺，其特征在于：该工艺具体包括如下步骤：
S1)对硫化铜矿石进行常规的三段一闭路破碎工艺处理，得到硫化铜矿石的破碎品；
S2)将S1)得到的硫化铜矿石的破碎品给入高压辊磨机进行超细碎，获得细碎品，细碎品中-6mm、-3mm、-1mm粒级含量均提高了20％以上；
S3)将细碎品给入一段球磨—分级闭路作业，最终溢流产品的粒度控制在-0.074mm占60至70％。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述S1)中的破碎品为最大粒度为15mm，小于6mm粒级含量占全粒级总量的50-65％，小于3mm粒级含量占全粒级总量30至45％，小于1mm粒级含量占全粒级总量15至30％。
3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述S2)的具体步骤为：
S2.1)先将高压辊磨机工作的初始压力设为4.5-6.0MPa，辊间隙设为10-50mm；
S2.2)再向S1)得到的硫化铜矿石的破碎品中加水调节硫化铜矿石的破碎品的含水率，加入高压辊磨机中进行粉碎，过筛，即得到粒径小于8mm的硫化铜矿石的细碎品。
4.根据权利要求3所述的工艺，其特征在于：所述S3)的具体步骤为：
S3.1)球磨机选取溢流型球磨机，加入调节粒径后的磨矿介质，磨矿介质的填充率为40-45％；
S3.2)将粒径小于8mm的硫化铜矿石的细碎品加入溢流型球磨机中进行球磨，即得到粒度控制在-0.074mm占60至70％的硫化铜矿石粉。
5.根据权利要求3所述的工艺，其特征在于：所述硫化铜矿石的破碎品的含水率为0.25-8％。
6.根据权利要求4所述的工艺，其特征在于：所述S2.2)中所述的过筛为高频振动筛，筛孔尺寸为3mm、4mm、6mm或8mm，所述的筛分是以水为介质的湿式作业，同时水作为料饼的打散介质。
7.根据权利要求4所述的工艺，其特征在于：所述S3.1)中所述磨矿介质为钢球或纳米瓷球。
8.根据权利要求7所述的工艺，其特征在于：当磨矿介质为钢球时，初装球的配比为φ80mm:φ70mm:φ60mm为x:y:(1-x-y)，其中x为15至25％，y为15至25％。
9.根据权利要求7所述的工艺，其特征在于：当磨矿介质为纳米瓷球时，初装球的配比为φ70mm:φ60mm:φ50mm为a:b:(1-a-b)，其中a为30至40％，b为30至40％。
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