宋念平,郝金朝,李聰顯
(洛陽欒川鉬業(yè)集團股份有限公司,河南欒川 471500)
洛鉬集團選礦二公司前身為洛陽欒川縣赤土店鄉(xiāng)原馬圈選廠[1],本廠老系統(tǒng)建于1980年,設(shè)計能力為500 t/d,經(jīng)過多次滾雪球式的發(fā)展,現(xiàn)生產(chǎn)能力為18 000 t/d,這其間,經(jīng)歷了選廠擴建,新工藝、新設(shè)備、新技術(shù)的引進、應(yīng)用和改造,目前,洛鉬選礦二公司已發(fā)展成為設(shè)備先進、管理先進、職工素質(zhì)較高的現(xiàn)代化鉬選廠。這是近些年來在工廠擴建過程中,在集團公司領(lǐng)導(dǎo)下,選廠全體干部職工及技術(shù)人員的共同努力下不斷技改創(chuàng)新的結(jié)果。其中取得的主要成果有:精選作業(yè)改造,增加CCF浮選柱作為精選后續(xù)作業(yè);全流程自動化應(yīng)用等。
選礦二車間于1998年9月建成投產(chǎn),各項技術(shù)指標(biāo)達到設(shè)計要求。[2]至2004年初,由于鉬市場持續(xù)走高,集團公司為滿足日益擴大的鉬精礦出口需要,對選礦二公司下達的51%高品位鉬精礦計劃不斷增加,但現(xiàn)有的精選工藝流程很難滿足生產(chǎn)計劃需要,為此集團公司決定對選礦車間精選工藝進行較大規(guī)模改造,采用CCF浮選柱作為精選后續(xù)作業(yè),改造后運行實踐表明,精礦品位得到了大幅度提高,達到了設(shè)計要求,取得了較為滿意的效果。
選礦二公司原有精選工藝流程為9次精選3次精掃選,精選Ⅰ和精選Ⅱ采用BF-4型機械攪拌式浮選機,精選Ⅲ至精選Ⅸ均采用BF-1.2型機械攪拌式浮選機,精掃選均采用BF-4型機械攪拌式浮選機,采用中礦循序返回工藝。
隨著市場形勢進一步好轉(zhuǎn),精選工藝暴露出許多問題,愈來愈不能適應(yīng)生產(chǎn)的需要,突出的問題是精礦品位難以提高,分析造成其問題的主要原因有:(1)精礦富集比不大;(2)浮選時間不足;(3)連生體、礦泥影響,精礦品位難以提高;(4)精選工藝回水中水質(zhì)成份十分復(fù)雜,對鉬精選工藝指標(biāo)造成十分不利的影響。
改進方案從完善浮選工藝和設(shè)備換型兩方面著手。選用CCF系列浮選柱作為精選后續(xù)作業(yè),柱精掃至柱精Ⅲ單獨構(gòu)成系統(tǒng)。由于浮選柱收率較低,仍保留原來精選Ⅰ至精選Ⅲ和精掃選部分,以強化精掃選作業(yè)。浮選柱給風(fēng)設(shè)備選用SA75A-7型雙螺桿空氣壓縮機(一臺工作,一臺備用)。選用GC系列高效攪拌槽,選用ZJ系列高效渣漿泵,直接采用清水調(diào)漿。
浮選柱無攪拌器,整個柱身高度11~12 m,直徑1.2~1.8 m,容積12.4~30 m3,礦漿由偏上部給入,尾礦由底部排出,給氣經(jīng)氣槍頭由偏下部給入柱體內(nèi),礦粒由上部向下沉降。經(jīng)過槍頭的微細氣泡由柱體下部向上部上升,在接觸碰撞過程中完成氣泡礦化,被礦化的氣泡升至柱體頂面,依靠自流作用進入下道工序。由于浮選柱本身無自吸給礦和中礦作用,在配置上各作業(yè)之間除泡沫產(chǎn)品靠自流外,其中礦產(chǎn)品必須由渣漿泵送至相應(yīng)作業(yè);浮選柱無自吸氣功能和攪拌器,柱內(nèi)所需微泡必須由外部供氣設(shè)備產(chǎn)生一定壓力的氣經(jīng)發(fā)泡裝置產(chǎn)生;浮選柱具有相當(dāng)?shù)母叨?,由于原主廠房空間有限,單獨建于主廠房外圍,選礦藥劑的添加、工藝操作相對自成一系統(tǒng)。操作工通過設(shè)定適宜的泡沫層厚度自動調(diào)整漿閥的開度大小以達到平衡礦漿的目的。
2005年1月完成對5 000 t/d選廠以CCF系列浮選柱取代精選作業(yè)BF浮選機的技術(shù)改造。改造后的精選工藝流程為:三次浮選柱精選和一次浮選柱精掃選作業(yè),為防止浮選柱精掃選尾礦跑尾過高,浮選柱精掃選的尾礦進入原精掃選系統(tǒng)再選。廢棄原9次BF浮選機精選系統(tǒng),新系統(tǒng)精選一選用一臺φ1 800 mm×12 000 mm浮選柱,精選二選用一臺φ1 500 mm×12 000 mm浮選柱,精選三選用一臺φ1 200 mm×11 000 mm浮選柱,精掃選用一臺φ1 500 mm×12 000 mm浮選柱。2005年2月投產(chǎn)試用,精礦品位可以達到51%以上。
改造后的生產(chǎn)實踐表明,新精選工藝更好地適應(yīng)了鉬礦石性質(zhì),鉬精礦富集比大,可以產(chǎn)出高質(zhì)量精礦且指標(biāo)穩(wěn)定,同時降低了生產(chǎn)成本,主要降低了電耗40萬元/月、浮選機備品,備件更換的維修成本,同時基本能保證精選回收率,達到了設(shè)計要求,經(jīng)濟效益顯著。
為了提高粗選、粗掃選浮選時間,彌補浮選柱對粗?;厥詹惶硐朐斐纱诌x回收率偏低的狀況以及提高攪拌槽的攪拌效果,2009年底及2010年初,將粗掃選攪拌槽(2臺,φ4.5 m×5 m)改造為充氣攪拌型KYF-70浮選機。其泡沫產(chǎn)品與萬噸選礦系統(tǒng)粗選φ4 m×12 m浮選柱泡沫產(chǎn)品合并,入φ15 m粗精濃密池,中礦由130 m3維姆科浮選機再選。
改造后,KYF-70立方浮選機的精礦品位7%~23%,對粗粒的回收成效明顯,+200目粒級的回收率較φ4 m×12 m浮選柱高出約13個百分點。萬噸選礦系統(tǒng)理論收率提高0.6個百分點,實際收率均提高0.9%。
2005年底,磨礦分級作業(yè)的自動化改造率先在選礦二公司5 000 t/d選廠實施。改造目的是提高磨礦處理能力、運轉(zhuǎn)率,改善磨礦分級效率,穩(wěn)定磨浮作業(yè)。利用可編程控制器PLC及多個計算機遞階構(gòu)成的集中與分散結(jié)合的控制方式,該系統(tǒng)主要引用了德國西門子自動化控制系統(tǒng),在通信協(xié)議方面采用國際公認的開放協(xié)議Profibus、工業(yè)以太網(wǎng)等。整個系統(tǒng)采用冗余容錯處理技術(shù),即某一節(jié)點損壞,不會影響整個系統(tǒng)的正常運行和控制,磨選自動控制系統(tǒng)包括過程控制、局部連鎖控制和多媒體監(jiān)控3部分組成。自動化控制系統(tǒng)采用的主要設(shè)備有PLC控制柜、變頻柜、溫度傳感器、壓力傳感器、磨機噪音頻譜分析儀、電耳、浮子液位計、DNS50濃度計、料位計、電動閥、電磁流量計、核子秤、自動加球機和工業(yè)計算機等,另外還有監(jiān)控設(shè)備攝像機和工業(yè)計算機。
磨礦過程中自動檢測的內(nèi)容有:磨礦機的新給礦量、分級的循環(huán)負荷、磨礦機的礦石填充度、磨礦回路中各加水點的水量等。此外還有磨礦機潤滑系統(tǒng)的油溫、油壓的檢測等。
⑴通過磨機功率參數(shù):反映磨機負荷,數(shù)值越小則負荷越大,磨機內(nèi)物料越多。
⑵通過磨機音頻參數(shù):反映磨機內(nèi)鋼球的聲響,數(shù)值越小則聲音越小,鋼球活動能力越弱,說明磨機有漲肚趨勢。
⑶通過分級電流參數(shù):反映分級機返砂量大小,數(shù)值越高則返砂越大。
以上參數(shù)都是通過設(shè)置上、下限值來實現(xiàn)自動控制。
5 000 t/d磨礦自動化控制系統(tǒng)投入運行后,在同等條件下,原礦處理量提高了8%~10%,運轉(zhuǎn)率提高了2%~3%,避免了重大設(shè)備如燒瓦事故的發(fā)生,從而有力地保證了生產(chǎn)的安全、高效,為企業(yè)創(chuàng)造了較大的經(jīng)濟效益。
選礦二公司3 000 t/d選礦系統(tǒng)自1998年9月建成投產(chǎn),至2004年擴建至5 000 t/d,但其碎礦系統(tǒng)仍采用原來的PYB-2200標(biāo)準(zhǔn)圓錐破碎機、PYD-2200短頭圓錐破碎機和YAZ-2160振篩機組成的二段一閉路碎礦篩分流程,產(chǎn)品粒度-20 mm,難以滿足選礦作業(yè)對供礦數(shù)量和粒度的需求。2005年5月20日對碎礦系統(tǒng)進行了較大規(guī)模的技術(shù)改造,改造方案為拆除原流程中細碎工段PYD-2200短頭圓錐破碎機,增加1臺H-6800EF山特維克破碎機,同時對圓振篩的篩網(wǎng)進行了相應(yīng)的改造,使碎礦產(chǎn)品粒度降低至-16 mm以下,技術(shù)改造于同年5月30日完成并投入使用。在此基礎(chǔ)上,2006年又對碎礦系統(tǒng)中碎工段及圓振篩進行了改造,將中碎工段的PYB-2200標(biāo)準(zhǔn)圓錐破碎機拆除,增加1臺H-6800EC山特維克破碎機,同時將圓振篩網(wǎng)孔進行進一步減小,使產(chǎn)品粒度降低至-14 mm,至此,5 000 t/d選礦系統(tǒng)原礦供應(yīng)的數(shù)量及粒度得以充分保證。
H-6800EF山特維克破碎機與原PYD-2200短頭圓錐破碎機相比:(1)處理量比同體積的圓錐破碎機效率高,可以最大限度滿足選礦系統(tǒng)的正常生產(chǎn);(2)排礦間隙自動調(diào)整,降低一線工人勞動強度;(3)故障停機不會卡死機器,由于破碎腔采用液壓原理,異物進入破碎腔后,排礦口自動增大,使異物可以順利排出,提高了設(shè)備運轉(zhuǎn)率;(4)設(shè)備重量輕,安裝維修方便;(5)油溫控制自動調(diào)整,杜絕了重大設(shè)備事故的發(fā)生,有力保證了設(shè)備的正常運行。
山特維克破碎機投入運行以來,充分保證了選礦系統(tǒng)對原礦的需求,而且設(shè)備故障率低,運行平穩(wěn),工作可靠,比改造前碎礦處理量增加了50萬t/d,解決了5 000 t/d選礦系統(tǒng)原礦供應(yīng)緊張的局面。每年增加效益幾千萬元,為洛鉬集團做大做強打下了堅實的基礎(chǔ)。
10 000 t/d系統(tǒng)碎礦車間于2006年4月投入生產(chǎn)。設(shè)計圓振篩孔尺寸為14 mm×30 mm,粗碎下料2#皮帶流量為1 400 t/h,篩上物返回料3#皮帶流量為950 t/h,原2#皮帶與移動小車皮帶為通帶,總長278 m(小車移動5個礦倉)。一旦給礦量加大后,流量增大致使分料小車自動滑跑,難以控制,不斷損壞。致使分料小車不能正常投入使用;2#、3#皮帶流量過大,驅(qū)動力偏小,不堪重負,經(jīng)常被礦料壓死、拉斷,直接影響正常生產(chǎn)。基于此,2007年2月對上述兩條皮帶進行改造,將2#皮帶至篩分工段入口處斷開,分為2條單獨的皮帶,改為中間驅(qū)動,稱為2#皮帶、2#分料小帶,并分別增加尾架驅(qū)動輥筒、頭架被動輥筒;原3#帶僅增加頭架驅(qū)動輥筒。
隨著萬噸選礦系統(tǒng)處理能力再次增加的需要,又將2#皮帶由中間傳動改為頭架傳動,轉(zhuǎn)速由1.6 m/s提高到1.86 m/s;把小車皮帶速度由原1.6 m/s提高到2.0 m/s;提高3#皮帶轉(zhuǎn)速,由原1.6 m/s提高到1.93 m/s。
經(jīng)過以上兩次改造后,設(shè)備運行平穩(wěn),皮帶未出現(xiàn)壓死現(xiàn)象,粒級完全控制在11 mm以下且合格率均達到95%以上,產(chǎn)量增加15%左右,萬噸選廠處理能力由10 000 t/d提高到13 000 t/d,并且大大降低了職工勞動強度,節(jié)約成本,效益顯著。
選礦二公司運礦車間原先采用的電機車運輸原礦石,運輸能力受其驅(qū)動力和軌道的坡度限制。運輸故障率高,維修成本高,安全系數(shù)低。
相比之下,皮帶運輸機結(jié)構(gòu)簡單,成本低,維護方便,運輸能力大,速度高,用電效率高,運輸費用低,對坡度的適應(yīng)性更強,尤其是對工人人身安全有了更高的保障。集團公司組織二公司研發(fā)人員對皮帶運輸機在原礦運輸中的應(yīng)用進行研究,特別是如何實現(xiàn)在較長礦洞、礦道中實現(xiàn)無人值守、遠程監(jiān)控進行探索,如何最大限度地加大運輸?shù)赖陌踩禂?shù),最大限度地保障了工人生產(chǎn)與生命安全,最大限度地保障了職工職業(yè)健康環(huán)境安全,杜絕如粉塵、潮濕、陰冷引發(fā)的職業(yè)病危害,如何確保實現(xiàn)企業(yè)信息化管理,進行研究探索。
先行完成了1#、2#、3#各一套皮帶運輸機的安裝、調(diào)試及運行。在整個運輸?shù)腊惭b攝像監(jiān)控設(shè)備,設(shè)置專門監(jiān)控室,采用PLC進行遠程控制,無需人工進入1 500 m運輸?shù)V洞作業(yè)。極大限度地加大了平洞運輸?shù)陌踩禂?shù),實現(xiàn)礦道內(nèi)無人操作,最大限度保障了工人生產(chǎn)與生命安全,保障了職工的職業(yè)健康環(huán)境安全,杜絕如粉塵、潮濕、陰冷引發(fā)的職業(yè)病危害,高度實現(xiàn)企業(yè)信息化管理,大大提高了運輸效率。
目前日運礦能力已增加到18 000 t/d,完全滿足選礦二公司的礦石供應(yīng)需要。設(shè)備故障率大大降低,極大提高了設(shè)備運轉(zhuǎn)率和運礦效率,節(jié)約了運礦成本。
6.1.1 2009年萬噸生產(chǎn)系統(tǒng)碎礦車間圓振篩改造
萬噸生產(chǎn)系統(tǒng)碎礦車間前期,圓振篩效率低,處理能力上不去,設(shè)備部件故障率高。為此,2009年進行了一系列改造調(diào)整振篩傾角、改前簸式為后簸式、將橡膠彈簧改為鋼性彈簧、振篩機由單臺密封改為多臺統(tǒng)一密封等。故障率大大降低,在降小篩孔尺寸的同時,又提高了處理量,為實現(xiàn)“多碎少磨”提供了有力的礦石供應(yīng)保障。
6.1.2 破碎作業(yè)自動手動雙控給水防塵裝置
2010年11月到2011年6月,萬噸碎礦車間為了改善碎礦車間的工作環(huán)境,降低粉塵污染,保護工人的身心健康,對圓錐給料口、皮帶頭等粉塵污染嚴(yán)重的部位進行噴霧除塵改造。改造部件的主要組成管道過濾器、穩(wěn)壓罐、控制箱、變頻水泵、壓力傳感器、氣動蝶閥、水霧噴頭、遠紅外開關(guān)、電磁閥(僅圓錐用)。實現(xiàn)了圓錐給料口、皮帶頭等灰塵污染較大部位的動態(tài)噴霧降塵,降低環(huán)境粉塵污染,保護職工身心健康,同時又節(jié)省用水量,防止物料泥化,降低工人勞動強度。
6.1.3 萬t/d生產(chǎn)系統(tǒng)圓錐破碎機正壓風(fēng)防塵裝置
2010年9月至2011年2月對圓錐部分進行降粉塵改造。原有的除塵系統(tǒng)是正壓風(fēng)從傳動部位途徑防塵筒內(nèi)密封圈至圓錐外部,以防止灰塵進入圓錐潤滑系統(tǒng)。該風(fēng)路系統(tǒng)的缺點是內(nèi)密封圈內(nèi)風(fēng)壓力較小且易將潤滑油吹出機體外造成油料損失。
為此碎礦一車間決定進行有效的改造,外加一扁平進風(fēng)管道引入機體一高壓正壓風(fēng),并在圓錐內(nèi)密封圈下部開一扁平孔洞。避免了灰塵進入機體和油料被吹出機體外部的損失。
6.1.4 萬t/d系統(tǒng)振動篩防翻大料改造
2011年5月,洛鉬集團選礦二公司針對振動篩上溜槽有大塊物料易堵塞的狀況,將篩上物溜槽上面加兩塊鋼板,溜槽側(cè)壁割兩個孔的方法,解決了碎礦車間的又一大難題。當(dāng)篩上物堵塞時,大塊物料可經(jīng)側(cè)壁新開口溢出至3#皮帶(振動篩上物料皮帶)。
6.2.1 2008年5 000 t/d選礦系統(tǒng)[3]
FLG-30分級機傳動部分改造
FLG-30分級機過橋軸支撐傳統(tǒng)設(shè)計為軸瓦支撐。在使用中發(fā)現(xiàn),軸瓦易磨損,且磨損后使過橋軸中線下沉,過橋齒輪與主傳動大齒輪嚙合錯位,直接導(dǎo)致齒輪磨損增加、傳動負荷加大、噪音大、分級螺旋抖動。為此,經(jīng)過論證,果斷將軸瓦更換為滾珠軸承。改造后效果良好。
6.2.2 2007年10 000 t/d選礦系統(tǒng)一段磨礦旋流器改造
選礦二公司萬t/d系統(tǒng)2007年采用3臺FX660-GT旋流器取代了原安裝的5臺WDS-500旋流器。徹底解決了原來旋流器沉砂嘴易堵塞,溢流跑粗現(xiàn)象[4],提高了設(shè)備運轉(zhuǎn)率和工藝指標(biāo)。磨礦循環(huán)負荷可控制到 300%,單系列處理量高于5 000 t/d,溢流濃度40%左右,溢流細度60% ~65%,-200目,分級效率53.76%。后又與生產(chǎn)廠家結(jié)合進行了NM材料耐磨沉砂嘴試驗,現(xiàn)使用耐磨沉砂嘴的使用壽命已由原來的月余提高到半年左右,避免了頻繁更換沉砂嘴對選礦工藝的不利影響,降低了工人勞動強度,同時,在一定程度上降低了生產(chǎn)成本。
6.2.3 2008年10 000 t/d選廠球磨機給料彎管改造
10 000 t/d選礦系統(tǒng)球磨機直徑較大,給料彎管比較長,彎管下部磨損重,上部磨損輕,一旦彎管磨損,將整體更換,成本較大,后經(jīng)過論證,將彎管直接加工成兩節(jié),中間以螺栓聯(lián)結(jié),在彎管磨損后只將下節(jié)予以更換。降低了生產(chǎn)成本,效果明顯。
6.2.4 2009年中礦再磨改造
10 000 t/d選廠中礦再磨采用φ2.1 m×4.0 m溢流型球磨機,分級設(shè)備為6×CZ300旋流器,旋流器溢流產(chǎn)品入中礦浮選柱浮選,。2006年4月19日運轉(zhuǎn)后,旋流器給礦細度95%~98%,-200目,溢流產(chǎn)品細度99%,-200目左右。為了更詳細地考察中礦再磨開、停中對礦作業(yè)選別指標(biāo)及整體作業(yè)指標(biāo)的影響,2006年10月,對各項指標(biāo)進行了全面考察。考慮到10 000 t/d生產(chǎn)系統(tǒng)給礦性質(zhì)變化頻繁,為保證取樣的代表性和可比性,確定5天時間為一取樣周期(停5天,開5天),三班連續(xù)取樣,以得出規(guī)律性的結(jié)論,確保考察指標(biāo)的準(zhǔn)確可靠。考察內(nèi)容為:中礦浮選循環(huán)的給礦品位、尾礦品位、精礦品、中礦的細度、作業(yè)回收率及中礦柱充氣量。
考察對比數(shù)據(jù)表明,中礦再磨分級處于開機狀態(tài)時,中礦的給礦細度變細 (約提高1.5個百分點),但是,中礦的回收率和整體作業(yè)收率,隨著中礦給礦細度的提高反而降低。針對這種情況,進行了認真的分析和論證,認為是中礦給礦經(jīng)再磨后生成了難以選別的微細粒子,造成中礦回收率和車間回收率下降。基于這種原因,從2007年1月份開始,選一車間停開了中礦再磨機,使中礦給礦不經(jīng)再磨,直接進入到中礦柱進行浮選,既避免了過粉碎現(xiàn)象導(dǎo)致的回收率下降,又省掉了再磨成本。為了提高設(shè)備利用率,避免設(shè)備資源浪費,擬將再磨系統(tǒng)通過改造,用于處理原礦。
6.3.1 2005年5 000 t/d選廠鉬精礦降鉛試驗
采用磷諾克斯代替重鉻酸鉀抑鉛,將磷諾克斯加入浮選柱精選三,有效地抑制了精礦中的鉛含量。運轉(zhuǎn)實踐表明,精礦中鉛雜質(zhì)明顯降低,消除了尾水中六價鉻離子,環(huán)保意義重大。
6.3.2 2006年5 000 t/d選廠浮選機放礦閘門改造
1998年5 000 t/d選礦系統(tǒng)安裝XCF、KYF系列浮選機,由于放礦閘門設(shè)計尺寸窄小,尾礦自閘門上沿溢出,浮選機內(nèi)粗礦粒難以及時排放,造成浮選槽內(nèi)礦漿沉槽,電機負荷急劇增加,頻繁燒毀,引起浮選過程惡化,選礦技術(shù)指標(biāo)下降。為此,對浮選機放礦閘門進行改造,將放礦閘門適當(dāng)加高,放礦絲杠作適度調(diào)整,改原來閘門上沿排尾形式為閘門下沿排尾。
經(jīng)過對全部浮選機排尾形式的改造,基本杜絕了沉槽現(xiàn)象,浮選過程通暢,技術(shù)指標(biāo)良好。
6.3.3 5 000 t/d粗選車間天車輸電滑線改造
天車采用傳統(tǒng)的壓電滾輪式輸電裝置,易發(fā)生卡槽斷電現(xiàn)象。由于輸電裝置位于駕駛對側(cè),檢修困難,十分危險。針對此問題,2011年6月將粗選車間天車的滑軌式輸電槽,從天車駕駛側(cè)對面改至駕駛側(cè)。改造后極大的提高了運行的穩(wěn)定性且一旦發(fā)生故障可以從人行天梯進行檢修,提高了檢修的的安全性。目前,洛鉬集團選礦二公司各項工藝和設(shè)備運行平穩(wěn),指標(biāo)合理,成本降低,工人的勞動強度和工作環(huán)境大大改善,實現(xiàn)了以人為本、安全第一、穩(wěn)抓生產(chǎn),提高效益的目的。
[1]宋念平,趙長中,張宗合,等.洛鉬集團5 000 t/d精選CCF浮選柱應(yīng)用[J].中國鉬業(yè),2011,35(3):22-25.
[2] 吳玉潔.洛鉬集團選礦二公司萬噸級選礦車間旋流器改造[J].金屬礦山,2010,(7):186-187.
[3] 趙長中.磨礦分級段自動控制在洛鉬的應(yīng)用[C].河南有色金屬學(xué)會優(yōu)秀論文集.2007,(9).
[4]孫玉波.淺談水力旋流器的工作原理和影響參數(shù)[J].礦業(yè)快報,2006,14-17.