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技 术 奖 申 报 书(湖南金水塘矿业有限责任公司)

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湖南黄金集团科学技术奖申报书
一、项目基本情况
成果登记号 奖励号 会编号
项目名称
湖南省金水塘矿业有限公司选铅锌矿中伴生金属铜综合利用
研究与应用
主要完成人
黄才华、邹立、彭社成、贺伟宏、李国新、许昆、刘冬明、刘善国、雷爱国、刘月阳、赵潜远、李阳军

主要完成单位
湖南省金水塘矿业有限公司
申报单位
湖南省金水塘矿业有限公司
主题词
铅锌矿;伴生铜；综合利用；废水；循环利用
学科分类
代 码：
名 称：矿产资源开发与利用
专 业
评审组
选矿
任务来源
A国家计划 B部、委 ●C省、市、自治区 D基金资助
计划名称
和 编 号

研制起止时间
2013。4
用于生产时间
2014。6
奖励类别
●A新成果 B采用新技术 C推广 D标准、计量
E情报 F软科学 G理论 H其它
密级

专利情况
申请数 授权数
申报等级

专业组初评等级

授奖等级

二、项目简介

项目名称：湖南金水塘矿业有限公司选铅锌矿中伴生金属铜综合利用
研究与应用
（项目所属科学技术领域、主要内容、特点及应用推广情况)
该项目属于矿产资源开发利用中的矿物加工技术领域，其内容、特点、及推广情况分别如下：
1、 项目的主要内容
湖南金水塘矿业矿山资源的深部开采，矿石性质发生了变化，特别是原矿中伴生金属铜品位表现出了明显上升的趋势，据公司地质探矿中心提供的资料，矿山8＃、9#、10＃、12＃、16#等10条矿脉含铜均较高，最高的达到3％左右，最低的也有0。11%，据2012年底计算，矿山333级矿量为102万吨,含铜金属量4080吨,地质平均品位为0.4％,一直未得到综合回收原矿中的铜资源.公司自2012年起开始提出过回收方案建议,直到2013年4月进行组织科技人员自行攻关，综合回收铅锌原矿中的铜资源，并实现选矿废水循环利用。
2、 特点
该项目的特点主要有五。
2.1首先采用铜铅锌分离小型与工业试验研究,再采用铜铅锌混浮-—铜铅分离-—后续选锌技术方案，通过优化工艺流程与药剂制度，实现公司铅锌矿石中有价金属元素铅、锌、铜及伴生元素金、银的高效与综合回收。
2.2 选矿试验要求在处理铅、锌、铜原矿品位不低于铅2。5%、锌3％、铜0.15%的原生硫化矿（自产矿）的前提下，取得了铜精矿达到20％，铜回收率达到70%以上的效果。
2。3 该项目经过近两个月的小型试验研究工作，技术攻关小组对矿石性质进行了详细分析,对浮选药剂及浮选工艺进行了具体优化，获得了令人满意的小型试验结果，在原矿样品中铜、铅、锌含量分别为0.15%、2.43％、3。04%的情况下，试验获得了铜精矿含Cu22。80％、铜回收率74。15%；铅精矿含Pb75。34%、铅回收率92。40%;锌精矿含Zn57.45％，锌回收率93.97%的良好技术经济指标。
2。4小型试验阶段完成后,技术攻关小组根据试验的相关技术参数对综合回收铜项目进行初步设计，确定铜铅锌分离相关技术参数，进行了铜铅分离设备的选择及计算， 该项目真正做到了矿产资源的节约与综合利用，具有很强的推广价值。
2。5该项目经历了调试阶段、初步稳定阶段、指标优化阶段和稳定运行等阶段后，对药剂组合方案、药剂用量等进行了系统试验后，根据矿山实际生产情况确定了合理可行的技术路线和产品方案。选矿方案新颖、实用，并实实在在的形成了生产规模,2013年10月至12月累计新增铜精矿50。357吨,铜精矿品位25。31％,铜回收率73。55％,仅在2013年为公司新增经济效益60万元，通过现有指标进行估算全年生产情况，矿山综合回收铜项目年增收经济效益在240万元左右。
3、应用推广情况
项目已经过六个多月的生产运行。工艺运行稳定，各项技术经济指标优于设计要求,效果理想。矿山综合回收铜项目方案目前在湖南金水塘矿业有限责任公司范围内推进实施。
三、详细内容及申报理由
1、立项背景（相关科学技术状况及其存在的问题）
⑴、近些年来,随着矿山资源的深部开采,矿石性质发生了变化，特别是原矿中伴生金属铜品位表现出了明显上升的趋势,据公司地质探矿中心提供的资料，矿山8＃、9#、10#、12#、16#等10条矿脉含铜均较高，最高的达到3%左右，最低的也有0.11％,据2012年底计算，矿山333级矿量为102万吨，含铜金属量4080吨,地质平均品位为0。4％，即使采场贫化率按50％计算，出窿矿石铜品位也可达到0.20％左右，而且据统计,近几年矿山销售到冶炼厂的铅精矿中平均含铜2.2%，铜元素作为杂质不但未计价反而影响铅精矿产品的质量，由此可见，综合回收原矿中的铜资源,同时提高原矿产品的质量,将是提高矿山经济效益的有力措施，于是公司将综合回收铜项目列入“十二·五"发展规划，计划2013年实施。
⑵、湖南金水塘矿业有限责任公司矿石属多金属矿石，矿石结构构造主要包括自形、半自形、他形粒状结构、交代残余结构、乳浊状结构、压碎结构、揉皱状结构以及交插脉状结构，矿石中主要金属矿物方铅矿、闪锌矿和黄铁矿系粗粒，但黄铜矿嵌布粒度较细,0。074mm以下细粒铜占18。57%,0。2~0.10mm占49。44％，大于0.074mm的占81。43%，原矿多元素分析如表3—1所示。
表3—1 原矿多元素分析表
组分
Pb
Zn
Cu
Cd
TFe
Mo
Ni
Co
含量
2。43
3。04
0.15
0。031
2。42
0。001
0.002
0.001
组分
TiO2
MnO
SiO2
Al2O3
CaO
MgO
K2O
Na2O
含量
0。077
0.079
71.31
6.75
1。11
1。14
2.25
0.12
组分
S
As
P
I
Au
Ag
含量
3.89
0.075
0。014
2.88
＜0。01(g/t)
40.2（g/t）
⑶、由于公司生产的铅精矿中含有不利于铅冶炼的危害元素铜，造成铅精矿产品价格打折，对公司的利益造成了影响，于是金水塘矿业公司就如何综合回收利用铜资源作为生产工作的重点，于是组织技术人员外出学习，并请科研单位出谋划策，就研究和确定合理可行选别工艺流程及产品方案是技术关键之所在。
⑷、为提高矿产资源综合利用率和回收率，提升企业技术水平和环保水平,公司于2013年立项开展铅锌矿综合回收铜资源及选矿废水循环利用研究。

2、详细科学技术内容(总体思路、技术方案、实施效果）
⑴、选别工艺流程的选择与确定本着以铅锌提高金的回收率的基础上，并为铜的综合回收回收创造有利条件而进行.金水塘矿业原矿中铅锌氧化率均在6。5％左右，原生硫化铜含量占87%，次生硫化铜含量占10%左右，矿石中硫含量为3.89%，可暂不考虑浮选回收硫精矿，矿石中含有40.2g/t的银和微量的金,可伴生在铅精矿和铜精矿中加以回收利用，矿石中的脉石组分主要为SiO2和Al2O3，其次为K2OMgO和CaO，Na2O及砷、磷含 量均很低，可以认为该矿石属低磷低砷的铅锌硫共生矿石,为易选的铜铅锌硫化矿。
⑵、鉴于原矿中铜含量已达到综合回收利用的要求，试验推荐的产品方案为铜精矿、铅精矿和锌精矿三产品方案，采用铜铅混浮再分离、铅尾选锌的流程结构。
⑶、小型浮选试验的研究包括矿石性质和选矿艺试验研究，在矿石光谱分析、化学多元素分析、矿石的矿物种类和含量分析、主要目的矿物铅、锌的物相分析等研究基础之上，通过磨矿细度、矿浆PH值、捕收剂种类及用量、调整剂种类及用量、矿浆浓度、浮选时间、工艺流程结构、中矿返回地点以及用药方式等进行的系统研究，确定最佳工艺参数，得到最佳药剂制度及相应浮选指标通过浮选条件试验，得到如下结论:
①、考查磨矿产品中金属分布情况，发现当磨矿产品中－0。074mm（200目）含量达到60％以上时,处于硫化矿最佳浮选粒度范围－0。154mm（100目）产品内的铜、铅、锌金属的累积分布率均已达到95％以上，这一点为粗磨情况下实现铜、铅、锌矿物的浮选分离创造了条件，磨矿细度浮选试验结果表明，对金水塘矿业自产矿石,适宜的磨矿细度达到－200目占65％左右即可,后续铜铅混合精矿的浮选分离也不需要再磨。
②、考虑到后续铜铅混合精矿的浮选分离，一段铜铅混和浮选时的捕收剂选择以选择较强的苯胺黑药为主，辅以捕收能力较强兼有起泡能力的丁铵黑药，二者的合适比例是3：1,粗选合适用量为160g/t。以此混合捕收浮选得到铜铅混合精矿，后续分离过程可免去脱药作业。
③、一段铜铅混和浮选时的调整剂以选择单一ZnSO4（1000g/t）为宜，一方面对于金水塘矿业自产矿石,单一ZnSO4(即可胜任对闪锌矿和黄铁矿的抑制效果，另一方面Na2SO4的加入会降低铜的回收率，Na2CO3的加入会增加后续铜铅分离作业的难度。
④、闪锌矿浮选捕收剂、起泡剂的选择可以采用丁基黄药与2＃油组合方案,也可以采用苯胺黑药＋2#油组合方案，两种方案获得的浮选指标相近，前者在药剂成本方面略占优势,但如果考虑全流程回水返回使用，建议铜铅浮选的锌浮选采用一致的捕收剂方案，即均采用苯胺黑药＋丁铵黑药（3：1）的药剂制度.
⑤、铜铅混合精矿的浮选分离采用“抑铅浮铜”方案,抑制剂可以采用重铬酸钾与羧甲基纤维素（CMC)组合，也可以采用重铬酸钾与Na2SO4组合，无论是CMC还是Na2SO4，其用量必须严格控制，过量使用会降低铜回收率.在无毒抑制剂方面，可以采用水玻璃与CMC合剂作为铜铅分离抑制剂，但小型试验中铜铅分离指标不及重铬酸钾方案，故暂不推荐。
⑷、小型试验推荐浮选流程及药剂制度见下图3－1、图3－2，需要指出的是:工业生产中，铜铅混和浮选宜采用“一粗两扫四精”、锌浮选宜采用“一粗两扫两（或三）精”、铜铅分离宜采用“一粗两扫三精"的流程结构。
⑸、由于铜铅分离采用水玻璃与CMC合剂等无毒抑制剂在小型试验中的分离指标不及重铬酸钾方案，故工业试验中暂不推荐，采取的策略是工业试验中先采纳低用量的重铬酸钾方案,首先获得较好的铜铅分离指标,之后采用金水塘矿业曾经使用过的三元合剂方案逐渐降低重铬酸钾用量,并最终实现无毒抑制剂铜铅分离。
⑹、工艺流程的确定充分考虑了实现攻关目标可行性和矿山现可利用的设备、设施等依托条件，力求稳妥、实用。
⑺、鉴于在铜铅分离生产前期会使用约80g/t的重铬酸钾，产生的生产废水不能直接排放，根据其他矿山的成功经验，该部分废水完全可以在铜铅分离作业中返回使用，而且可以节省重铬酸钾用量，废水循环利用，不仅未造成新的费用,同时极大地降低了能耗,还实现了矿山废水循环利用.
⑻、项目实施后,铅精矿品位由原来的66％提高到75％,铅回收率提高到91。0%.铜回收率70％,铜精矿品位20%.2013年10月至12月年新增产值60多万元。如果按含铜矿石满负荷生产300天,公司每年生产铜金属量157。5吨，年增收700多万元，如果按现有的生产情况计算，则年增收240万元。铜同铅混浮选再分离综合利用流程图如图3—1所示，推荐浮选流程及药剂制度图如图3—2所示。

图3—1 铜同铅混浮选再分离综合利用流程图
原 矿

铜铅混合浮选

铜铅分离 锌浮选

铜精矿 铅精矿 锌精矿 尾 矿

3、该项目与当前国内外同类研究、同类技术的综合比较（包括存在的问题及改进措施）
经查铅锌矿中回收低品位铜的技术在国内属少有报导，但在云南的会理铅锌矿中回收铜也有这样的先例，但技术指标没有本项目先进，本项目为公司自主创新，技术上具有独创性和先进性。
在研究过程中发现XJK－0。23型浮选机对原矿品位的波动情况影响综合回，公司已经开展重新计算选择XJK－1。1型浮选机的试验研究，并取得了良好的效果，而且在各矿山的实际应用中也表现出了易控制、操作方便、备品备件易购买等优点。
4、创新点
1。 调整药剂，将铜铅作为混合浮选，提高铅回收率91%和铅精矿品位75%,铜回收率达到70％以上，铜精矿品位20％以上。
2。 采用尾矿中加入量亚硫酸钠将六价铬还原成三价铬，实现废水循环利用,而且可以节省重铬酸钾用量。使选矿工艺达到了清洁高效、环境友好.
5、保密要点
未经湖南金水塘矿业有限责任公司许可，不得将此技术对外传出.
6、应用、推广及论文引用情况(在国内外相关领域的作用影响及预期前景）
1. 应用概况
新技术作为一项可广泛应用于国内含低品位铜0.15%的铅锌共生矿中铜资源的回收、同时可实现清洁生产的共性技术，具有良好的环境、经济和社会效益。
推广应用的范围：铅锌矿中含有低品位铜矿的铅锌矿选矿厂。
推广应用的条件:矿石类型与铅锌、铜矿物嵌布关系复杂、铜品位低的难回收铜资源铜锌矿的选矿。
推广应用的前景：我国铅锌矿资源较为丰富，特别是在湖南、广西、云南州等地铅锌矿中都有伴生资源丰富。但同时我国在铅锌矿中含有的低品位铜的资源利用率较低,这主要是因为铅锌矿的浅部铜品位很低，许多铅锌矿在前期选矿设计时没有考虑到铜资源的回收，再加上多数伴生矿个别金属元素含量偏低,同时因嵌布关系复杂，彼此分离时难度较大，表现在生产上是铜资源的综合回收率偏低，甚至未被综合回收。随着铅锌矿的深部开采,许多铅锌矿的深部铜资源品位有上升的趋势，本研究可有效解决上述难题，并可在矿山企业实行清洁生产，推广应用前景非常广阔。
2. 应用单位
应用单位名称: 湖南金水塘矿业有限责任公司
联系人： 黄才华
联系电话： [phone]
应用起始时间: 2013年9月
应用技术： 铅锌矿铜资源综合回收铜及废水循环利用技术
经济效益： 至2013年10月至2013年12月累计新增产值60万元

单位：万元
7 经济、社会效益情况表
项目总投资额
70.24
经济效益总额
300
栏目
年份
新增产值
新增利税
创收外汇
增收（节资）总额
2013年

2014年

累计

11