国外某大型铜矿选矿碎磨工艺设计优化
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碎磨流程是选矿工艺设计中的关键性技术问 题，其不仅影响基建投资，而且在很大程度上决定了 生产的稳定性和生产成本［２］。因此，国外某世界级 超大型层状铜矿床选厂设计时，为了达到节能减排 建设绿色矿山的目的，同时降低矿山的投资和单位 生产成本，针对该矿石的特性对选矿厂的原碎磨工 艺进行优化，根 据 “多 碎 少 磨 “设 计 原 则，通 过 分 析 该矿山的矿石性质和现场条件考虑使用先进的高压 辊磨机来优化细碎工艺，再通过两系列两段球磨，使 用高压辊磨后降低磨矿的给矿粒度和矿石的邦德球 磨功指数的优点，在球磨产品粒度达到 Ｐ８０ ＝５３μｍ 不变的前提下，可以降低磨机的型号和功率，以使企 业获得更好的经济效益。
／％
破碎功 指数（ＣＷＩ） ／（ｋＷｈ／ｔ）
邦德棒磨功 指数（ＢＲＷＩ）
／（ｋＷｈ／ｔ）
邦德球磨功 指数（ＢＢＷＩ）
／（ｋＷｈ／ｔ）
ＪＫ试验 Ａ×ｂ值 （ＳＭＣ）
试验指数 性质判定
３００．００
２．８９
１．８１
５．００
７．８２～１０．８７ 易碎
１６．０８～２４．８７ １５．３５～１９．７７ ２２．６２～２３．３７
锌矿、黄铁矿等以次生硫化铜矿为主，氧化率极低。矿石中
的主要铜矿物为辉铜矿、斑铜矿和蓝辉铜矿，少量矿
物为铜蓝、黄铜矿及自然铜。脉石矿物主要是正长
石、白云母、石英和绿泥石。矿石中砷含量极低，且
未见其他对精矿品质有害的元素。原矿 Ｘ荧光光
谱半定量分析结果见表 １，各种铜矿物含量占比见
碎（ＣＷＩ＜１２ｋＷｈ／ｔ）；矿石单轴抗压试验表明矿石 １５３５～１９７７ｋＷｈ／ｔ，属于极难磨矿石。综上所述，
和 底 板 围 岩 均 属 于 中 等 抗 压 水 平；半 自 磨 磨 矿 该矿区采出的原矿单位磨矿能耗较高，应根据“多
表 ２。
表 １ 原矿 Ｘ荧光光谱半定量全分析结果 ％
成分
Ｃｕ Ｓ Ｆｅ Ａｌ２Ｏ３ ＳｉＯ２ ＣａＯ ＭｇＯ
低品位矿样 ４．０８ １．２０ ５．０７ １２．６６ ５５．４８ ２．１９ ４．７１
高品位矿样 ７．９１ ２．００ ４．９３ １３．３８ ５３．０２ ０．９５ ３．４８
表 ２ 铜矿物含量占比结果
样试验样品代号；ｄ为物料粒度，μｍ）。
－１０μｍ，平均粒度（中值粒径）为 ３３μｍ，因此要使
这部分铜矿物单体充分解离，以取得良好的铜回收
率指标，必须将 矿 石 磨 至 极 细 （－１０μｍ）粒 度。 上
述结果显示，该矿石需要在磨矿后再进行超细磨将
矿物磨至 －１０μｍ才能达到单体解离。因此根据流
程试验结果，设计破碎后的矿石两段球磨后先进行
难磨
难磨
难磨
注：邦德棒磨功指数 Ｆ８０：９１７３．７９～１１３２６．９１μｍ，Ｐ８０：７３２．２５～９０５．４μｍ；邦德球磨功指数 Ｆ８０：２３５７．８５～２７６２．４３μｍ，Ｐ８０：４８６７～ ８０６８μｍ。
由表 ３可知，邦德破碎功指数表明矿石较易破 １６０８～２４８７ｋＷｈ／ｔ，球磨功指数（８０６８μｍ）达到
关键词 高压辊磨 绿色矿山 邦德功指数 铜矿 ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４６０８２．２０１９．０５．０５４
高压辊磨机是近代发展起来的新型粉碎机械， 并于 １９８５年实现了工业应用。近年随着辊面技术 的改进，高压辊磨机得以在金属矿山行业推广。高 压辊磨机具有能耗低、破碎比大、产品粒度细、单台 处理能力大、设备运转率较高等优点，尤其是对电价 高，矿石硬度大且难磨的矿山将更有利于体现其优 越性。利用高压辊的挤压可增加矿石表面的微裂 纹，而产生的微裂纹也会增加矿石的易磨性［１］。
％
矿物 辉铜 蓝辉 斑
黄铜 自然 黄铁
铜蓝
合计
类型 矿 铜矿 铜矿
矿铜矿
含量 ６９．７９ １３．３８ １６．７０ ０．０７ ０．０３ ０．０１ ０．０２ １００．００
由表 １、表 ２可知，原矿中有用组分除铜外，其 他均不具有利用价值，脉石矿物主要为石英等化合 物类矿物。
２ 碎磨试验结果
对高品位 ３号样品的测定表明，该矿石的平均
ＳｅｒｉａｌＮｏ．６０１ Ｍａｙ．２０１９
现 代 矿 业
ＭＯＤＥＲＮＭＩＮＩＮＧ
总 第 ６０１期 ２０１９年 ５月第 ５期
国外某大型铜矿选矿碎磨工艺设计优化
彭 然
（紫金矿业建设有限公司厦门设计分公司）
摘 要 国外某超大型层状铜矿床选厂为了节能减排，建设绿色矿山的同时降低矿山投资和 单位生产成本，针对原设计方案中的碎磨流程，设计优化采用两系列高压辊磨流程替代原圆锥破碎 机作为细碎设备，破碎产品粒度达到 Ｐ８０ ＝４．５ｍｍ，再通过两系列两段球磨将矿石磨至 Ｐ８０ ＝５３ μｍ。最后通过对优化后的碎磨工艺进行经济评估，优化后矿山年经营费用可节省 ２６９７．３万元， 总费用现值节省 １５５７０．９万元，经济效益显著。
有正长石、石英，同时含少量白云母和绿泥石。矿石
结构主要有交代溶蚀结构、他形粒状结构、半自形晶
体结构、环带结构和草莓结构等。
铜矿矿石构造主要有浸染状构造、层理构造、角
砾状构造等。围岩样为复成分砂岩，与主矿体赋矿
岩石类型基本相同，不同之处是其砂屑较主矿体偏
细；金属矿物含量较少，仅含少量闪锌矿、菱锌矿、水
浮选作业，再进行再磨作业至 １０μｍ后，进行再选
作业得到最终浮选铜精矿产品。
图 １ 矿石中硫化铜细度比较
２０１７年，该矿山委托国外研究单位针对矿区矿 石综合样品进行了碎磨特性测试，结果见表 ３。
表 ３ 碎磨试验指数测试结果
指标
最大块度 矿石质量 松散密度 矿石含水率
／ｍｍ
／（ｔ／ｍ３） ／（ｔ／ｍ３）
１ 矿石性质
国外某大型铜矿矿石以次生硫化铜矿为主，含 量占 ９２．６８％，且主要以辉铜矿、斑铜矿及蓝辉铜矿 为主，含量分别为 ６９．７９％、１６．７０％、１３．３８％，这 ３
彭 然（１９８６—），男，工程师，３６１００６福建省厦门市湖里区泗水 道 ５９９号。
２１２
种铜含量占总铜含量的 ９９％以上。脉石矿物主要
彭 然：国外某大型铜矿选矿碎磨工艺设计优化 ２０１９年 ５月第 ５期
嵌布细度为 ９μｍ，需要超细磨才能解离。矿石中硫 由图 １可见，约 ３６．８５％的硫化铜矿物嵌布粒
化铜嵌布粒度比较结果见图 １（６ＡＤＣ、ＣＯＭＰ１为取 度在 －５３μｍ，甚至有部分硫化铜矿物嵌布粒度在
／％
破碎功 指数（ＣＷＩ） ／（ｋＷｈ／ｔ）
邦德棒磨功 指数（ＢＲＷＩ）
／（ｋＷｈ／ｔ）
邦德球磨功 指数（ＢＢＷＩ）
／（ｋＷｈ／ｔ）
ＪＫ试验 Ａ×ｂ值 （ＳＭＣ）
试验指数 性质判定
３００．００
２．８９
１．８１
５．００
７．８２～１０．８７ 易碎
１６．０８～２４．８７ １５．３５～１９．７７ ２２．６２～２３．３７
锌矿、黄铁矿等以次生硫化铜矿为主，氧化率极低。矿石中
的主要铜矿物为辉铜矿、斑铜矿和蓝辉铜矿，少量矿
物为铜蓝、黄铜矿及自然铜。脉石矿物主要是正长
石、白云母、石英和绿泥石。矿石中砷含量极低，且
未见其他对精矿品质有害的元素。原矿 Ｘ荧光光
谱半定量分析结果见表 １，各种铜矿物含量占比见
碎（ＣＷＩ＜１２ｋＷｈ／ｔ）；矿石单轴抗压试验表明矿石 １５３５～１９７７ｋＷｈ／ｔ，属于极难磨矿石。综上所述，
和 底 板 围 岩 均 属 于 中 等 抗 压 水 平；半 自 磨 磨 矿 该矿区采出的原矿单位磨矿能耗较高，应根据“多
表 ２。
表 １ 原矿 Ｘ荧光光谱半定量全分析结果 ％
成分
Ｃｕ Ｓ Ｆｅ Ａｌ２Ｏ３ ＳｉＯ２ ＣａＯ ＭｇＯ
低品位矿样 ４．０８ １．２０ ５．０７ １２．６６ ５５．４８ ２．１９ ４．７１
高品位矿样 ７．９１ ２．００ ４．９３ １３．３８ ５３．０２ ０．９５ ３．４８
表 ２ 铜矿物含量占比结果
样试验样品代号；ｄ为物料粒度，μｍ）。
－１０μｍ，平均粒度（中值粒径）为 ３３μｍ，因此要使
这部分铜矿物单体充分解离，以取得良好的铜回收
率指标，必须将 矿 石 磨 至 极 细 （－１０μｍ）粒 度。 上
述结果显示，该矿石需要在磨矿后再进行超细磨将
矿物磨至 －１０μｍ才能达到单体解离。因此根据流
程试验结果，设计破碎后的矿石两段球磨后先进行
难磨
难磨
难磨
注：邦德棒磨功指数 Ｆ８０：９１７３．７９～１１３２６．９１μｍ，Ｐ８０：７３２．２５～９０５．４μｍ；邦德球磨功指数 Ｆ８０：２３５７．８５～２７６２．４３μｍ，Ｐ８０：４８６７～ ８０６８μｍ。
由表 ３可知，邦德破碎功指数表明矿石较易破 １６０８～２４８７ｋＷｈ／ｔ，球磨功指数（８０６８μｍ）达到
关键词 高压辊磨 绿色矿山 邦德功指数 铜矿 ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４６０８２．２０１９．０５．０５４
高压辊磨机是近代发展起来的新型粉碎机械， 并于 １９８５年实现了工业应用。近年随着辊面技术 的改进，高压辊磨机得以在金属矿山行业推广。高 压辊磨机具有能耗低、破碎比大、产品粒度细、单台 处理能力大、设备运转率较高等优点，尤其是对电价 高，矿石硬度大且难磨的矿山将更有利于体现其优 越性。利用高压辊的挤压可增加矿石表面的微裂 纹，而产生的微裂纹也会增加矿石的易磨性［１］。
％
矿物 辉铜 蓝辉 斑
黄铜 自然 黄铁
铜蓝
合计
类型 矿 铜矿 铜矿
矿铜矿
含量 ６９．７９ １３．３８ １６．７０ ０．０７ ０．０３ ０．０１ ０．０２ １００．００
由表 １、表 ２可知，原矿中有用组分除铜外，其 他均不具有利用价值，脉石矿物主要为石英等化合 物类矿物。
２ 碎磨试验结果
对高品位 ３号样品的测定表明，该矿石的平均
ＳｅｒｉａｌＮｏ．６０１ Ｍａｙ．２０１９
现 代 矿 业
ＭＯＤＥＲＮＭＩＮＩＮＧ
总 第 ６０１期 ２０１９年 ５月第 ５期
国外某大型铜矿选矿碎磨工艺设计优化
彭 然
（紫金矿业建设有限公司厦门设计分公司）
摘 要 国外某超大型层状铜矿床选厂为了节能减排，建设绿色矿山的同时降低矿山投资和 单位生产成本，针对原设计方案中的碎磨流程，设计优化采用两系列高压辊磨流程替代原圆锥破碎 机作为细碎设备，破碎产品粒度达到 Ｐ８０ ＝４．５ｍｍ，再通过两系列两段球磨将矿石磨至 Ｐ８０ ＝５３ μｍ。最后通过对优化后的碎磨工艺进行经济评估，优化后矿山年经营费用可节省 ２６９７．３万元， 总费用现值节省 １５５７０．９万元，经济效益显著。
有正长石、石英，同时含少量白云母和绿泥石。矿石
结构主要有交代溶蚀结构、他形粒状结构、半自形晶
体结构、环带结构和草莓结构等。
铜矿矿石构造主要有浸染状构造、层理构造、角
砾状构造等。围岩样为复成分砂岩，与主矿体赋矿
岩石类型基本相同，不同之处是其砂屑较主矿体偏
细；金属矿物含量较少，仅含少量闪锌矿、菱锌矿、水
浮选作业，再进行再磨作业至 １０μｍ后，进行再选
作业得到最终浮选铜精矿产品。
图 １ 矿石中硫化铜细度比较
２０１７年，该矿山委托国外研究单位针对矿区矿 石综合样品进行了碎磨特性测试，结果见表 ３。
表 ３ 碎磨试验指数测试结果
指标
最大块度 矿石质量 松散密度 矿石含水率
／ｍｍ
／（ｔ／ｍ３） ／（ｔ／ｍ３）
１ 矿石性质
国外某大型铜矿矿石以次生硫化铜矿为主，含 量占 ９２．６８％，且主要以辉铜矿、斑铜矿及蓝辉铜矿 为主，含量分别为 ６９．７９％、１６．７０％、１３．３８％，这 ３
彭 然（１９８６—），男，工程师，３６１００６福建省厦门市湖里区泗水 道 ５９９号。
２１２
种铜含量占总铜含量的 ９９％以上。脉石矿物主要
彭 然：国外某大型铜矿选矿碎磨工艺设计优化 ２０１９年 ５月第 ５期
嵌布细度为 ９μｍ，需要超细磨才能解离。矿石中硫 由图 １可见，约 ３６．８５％的硫化铜矿物嵌布粒
化铜嵌布粒度比较结果见图 １（６ＡＤＣ、ＣＯＭＰ１为取 度在 －５３μｍ，甚至有部分硫化铜矿物嵌布粒度在