肖庆飞1，王国彬1，金赛珍1，骆忠1,2，田厚源1，周强1，刘向阳1,3，朱有军2，龚学东2
（1. 昆明理工大学国土资源工程学院，云南 昆明 650093；2. 玉溪矿业有限公司，云南 云溪 653100；3. 矿物加工科学与技术国家重点实验室，北京 102628）
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引用格式：
①肖庆飞,王国彬,金赛珍,骆忠,田厚源,周强,刘向阳,朱有军,龚学东. 提高大红山铜矿铜回收率及降低介耗的研究[J]. 铜业工程,2024(3):54-60.
②XIAO Qingfei, WANG Guobin, JIN Saizhen, LUO Zhong, TIAN Houyuan, ZHOU Qiang, LIU Xiangyang, ZHU Youjun, GONG Xuedong. Research on industrialization optimization of grinding system in Dahongshan copper mine [J]. Copper Engineering, 2024(3):54-60.
doi: 10.3969/j.issn.1009-3842.2024.03.005
针对玉溪矿业有限公司大红山铜矿一选厂浮选给矿产品中合格粒级含量过低、过磨粒级含量较高、铜选别回收率较低等问题，在研究选厂给矿性质的基础上，基于球径半理论公式推导了该段磨矿作业中钢球的最佳配比，并将该方案分别在实验室和现场进行验证。对于推导出的一段球磨机初装方案m（Φ70 mm）︰m（Φ50 mm）︰m（Φ40 mm）︰m（Φ30 mm）=15︰25︰35︰25，在实验室试验和工业试验中进行验证，结果表明：该方案能够提高-0.020+0.010 mm可选粒级及-0.074+0.018 mm易选粒级的含量，有效减少了过粉碎现象，降低了介质消耗，提高了铜精矿回收率，实现了降本增效。
玉溪矿业有限公司大红山铜矿（以下简称“大红山铜矿”）一选厂由3个系列组成， 除Ⅲ系列采用两组型号完全相同的磨矿—分级系统并联作业外（选矿流程见图1），其余两个系列均采用二段闭路磨矿工艺流程，磨矿分级最终产品进入常规硫化铜矿选别工艺。其中，Ⅲ系列磨机型号为Φ3.6 m×4.5 m溢流型磨机、旋流器型号为FX-600 mm，球磨机内介质配比为m（Φ80 mm）︰m（Φ70 mm）︰m（Φ60 mm）︰m（Φ50 mm）︰m（Φ40 mm）=25︰25︰20︰20︰10。然而，随着开采时间的延续，矿石性质发生了极大的变化，根据近三年的磨矿细度数据分析可知，入选浮选细度中-0.074 mm粒级产率从69%降低至64%，铜精矿回收率从92.28%降低至91.21%，且铜精矿中伴生金银含量也与磨矿细度呈正相关。
图1 现场一选厂Ⅲ系列流程图
图2 矿样力学性质：（a）密度和泊松比；（b）弹性模量和单轴抗压强度
图3 一段磨矿—分级系统中各产品负累积产率
图6 一段旋流器溢流产品各粒级产率明细
1）根据球径半理论公式和精确化装补球原理得到的推荐钢球初装尺寸及配比为m（Φ70）︰m（Φ50）︰m（Φ40）︰m（Φ30）=15︰25︰35︰25，实验室小型试验结果与实验室扩大试验结果证明了其合理性，在该配比下磨矿产品中+0.20mm过粗粒级、-0.074 mm合格粒级、-0.010 mm过磨粒级、-0.020+0.010 mm可选粒级及-0.074+0.018 mm易选粒级的含量均处于较佳的状态。
2）工业试验表明，-0.20+0.010 mm中间可选粒级产率比试验前增长了10.44%，-0.074+0.018 mm中间易选粒级产率比试验前增长了15.18%，-0.010 mm过磨粒级产率降低了10.22%，有效减轻了过粉碎现象。
3）工业试验表明，钢球单耗由464 g/t降低至418 g/t，降低幅度达10%。铜选矿回收率由试验前的89.6%提高至90.25%，提高了0.6个百分点。
4）优化后的磨矿介质配比应用到工业生产后，选厂每年可多回收40.058 t的铜金属量，可增加收入243.7万元，同时每年可节约钢球75.44 t，按照当前7018元/t的采购价格，每年可节约52.94万元。二者合计创收296.64万元，实现了降本增效的目标。
第一作者：肖庆飞，教授，博士生导师，现任昆明理工大学国土资源工程学院副院长兼科学技术院副院长，云南省万人计划“产业技术领军人才”“青年拔尖人才”，云南省高校选择性磨矿提质降耗科技创新团队带头人，云南省引进高层次人才政府购房补贴及工作经费资助，昆明冶金研究院科技创新顾问，伊莱特能源装备股份有限公司/铜陵有色金神耐磨材料有限责任公司/安徽省凤形耐磨材料股份有限公司首席技术顾问，中关村绿色矿山产业联盟青年技术委员，《黄金》/《铜业工程》编委、《有色金属（选矿部分）》中青年编委。担任国家自然科学基金、教育部科技评价、教育部学位中心、云南省/广东省/广西省/安徽省/江西省/河南省/河北省科技厅、云南省清洁生产行业及昆明市科技评审专家等。国内外十余家杂志论文审稿专家。国家精品课程《碎矿与磨矿》主讲教师，主要研究方向为选择性磨矿理论及工艺、颗粒离散元模拟仿真、新型耐磨衬板及钢球。主持国家自然科学基金面上/地区、国土资源部子课题、安徽省重点研发计划等纵向项目13项，主持企业委托技术开发项目62项。科研成果已成功产业化应用于江西铜业、铜陵有色、山东黄金、招远黄金、太钢集团等80多个矿山选厂，创造了巨大的经济效益。发表论文110余篇，出版5部教材及专著，其中副主编《碎矿与磨矿》（第三版）为“十二五”普通高等教育国家规划教材。获授权9项国家发明专利（均排名第1），另申请专利12项。获省部级科技进步一等奖1项（排名第1），二等奖5项（排1及2及3）,三等奖3项（排1及3）；获省部级教学成果一等奖1项（排名第13），二等奖1项（排名第2），“互联网+”大学生创新创业大赛云南省金/银奖各1项（排名第1），第一届云南省大学生节能减排社会实践与科技竞赛云南省三等奖（排名第1），第十八届伍达观教育基金优秀教师奖，2013年红云红河园丁奖。
《铜业工程》创刊于1984年，由江西铜业集团有限公司主管主办，是我国铜工业领域全面反映铜产业链技术进步和金属材料科技创新的双月刊。中国工程院外籍院士、加拿大工程院院士、加拿大皇家科学院院士徐政和为期刊特约主编。期刊为《有色金属领域高质量科技期刊分级目录（2023）》T3级别，同时被美国《化学文摘》、俄罗斯《文摘杂志》《中国核心期刊（遴选）数据库》《万方数据库》《维普中文科技期刊数据库》等国内外检索数据库平台收录。本刊主要刊登铜、铅锌、稀有金属、贵金属等有色金属在采选、冶金、加工、环保、分析测试等方面的最新科研成果及应用，以及有色金属领域产业数字化、“双碳”战略推进等研究论文和综述文章。
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