選礦過程工藝指標(biāo)確定方法及應(yīng)用

蔡小勇，方 霖，熊 立

（1.江西省地礦資源勘查開發(fā)中心，江西 南昌 330030；2.江西省地礦資源勘查開發(fā)有限公司，江西 南昌 330030）

1 選礦工藝流程分析

對于礦產(chǎn)資源的選礦工藝流程進行分析，首先要了解選礦工藝中的生產(chǎn)線設(shè)備，生產(chǎn)線設(shè)備包括分揀機、磁選機、浮選機、破碎機、球磨機、濃縮機和烘干機等等，這些生產(chǎn)線設(shè)備與帶式輸送機、礦機、提升機等共同組成完整的選礦生產(chǎn)線。

在選礦生產(chǎn)線中的工控系統(tǒng)主要由PLC機進行控制，由PLC綜合控制選礦流程。PLC綜合控制的生產(chǎn)線特點主要包括高效率、低能耗、強經(jīng)濟性，能夠保證選礦過程的順利開展[1]。

對于選礦工藝流程，主要可以分成分選前期的準(zhǔn)備工作、分選作業(yè)、分選后產(chǎn)品處理作業(yè)這三道流程。

流程一，分選前期的準(zhǔn)備工作。選礦過程的前期準(zhǔn)備工作比較重要，是整個選礦過程的基礎(chǔ)，整個工作主要包括處理原礦石，破碎涵蓋、篩分涵蓋和研磨、分級等工序。準(zhǔn)備工作階段的工作目的在于單體分離礦物與脈石礦物，這樣可以保證能作為用途的礦物之間單體的相互解離。通過開展分選前的準(zhǔn)備工作，能夠有效保證下一步的選礦分離工作順利開展。

流程二，分選作業(yè)。這一階段的工作目的是為了分離礦物與脈石，分選方式包括重選、磁選、電選和浮選等，這些分選方式能夠起到很好地分離工作，然后借助礦物間的相互分離工作最終獲得礦產(chǎn)產(chǎn)品。在分選作業(yè)中，第一步首先是粗選，粗選完成后得到的產(chǎn)物應(yīng)該再進行進一步的選別，這樣能夠獲得更高質(zhì)量的礦物，這一步被稱之為精選；通過粗選出來的礦物要進行二次篩選，中礦進行粗選或是單獨處理可以有效的提升回收率，這一道工序又被稱為掃選，掃選之后的剩余產(chǎn)物為尾礦。具體分選作業(yè)是利用分級機借助固體顆粒的比重在不同沉淀速度的不同原理，實現(xiàn)礦石混合物的清洗以及分級。

流程三、選后產(chǎn)品的處理作業(yè)。獲得成品之后，要處理精礦、尾礦產(chǎn)品，主要用到的工藝是脫水、顆粒物沉淀、過濾和干燥等。其中脫水處理主要包括濃縮機，利用烘干機來對礦物質(zhì)進行烘干處理。

2 選礦工藝指標(biāo)間的關(guān)系及其確定過程

針對選礦廠的生產(chǎn)計劃，每日的計劃工作要將當(dāng)日原礦種類及其數(shù)量進行選別，選擇依據(jù)要按照各種礦石的塊礦率，這樣可以就當(dāng)日強、弱磁一系列的塊礦以及粉礦的總投入量和相對應(yīng)的品位有效確定下來，一般情況下廢石品位與廢石率都是規(guī)定數(shù)值，利用物料平衡與金屬平衡的原則來獲取焙燒礦品位。一定要充分考慮綜合精礦品位、金屬回收率以及產(chǎn)量，才能確定入選的原礦。

對于選礦過程的工藝指標(biāo)，主要包括四個指標(biāo)，這四個指標(biāo)分別是弱磁精礦與尾礦品位、強磁精礦與尾礦品位，這四項工藝指標(biāo)決定了強磁與弱磁兩個系列之間選擇怎樣的配合方式，同時也決定了金屬回收率的貢獻比以及精礦品位和精礦產(chǎn)量。在將入選的原礦情況確定之后，一定要根據(jù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)來選擇最佳的配合比例，這樣的做法是充分保證了精礦的品位，而且能夠獲得較高的精礦產(chǎn)量、高金屬回收率；再有就是，這四個工藝指標(biāo)的最佳配合比例容易受到其他因素的影響，影響因素包括強磁與弱磁的磨礦粒束縛、預(yù)選前備好的一次溢流回收率，將這些因素考慮在內(nèi)實現(xiàn)最佳的產(chǎn)量、金屬回收率。綜合分析可以了解到，入選的原礦確定以后，決定能夠完成多少綜合生產(chǎn)指標(biāo)總量的因素就是各個工序具體的工藝指標(biāo)，因此一定要確定好選礦過程的工藝指標(biāo)。

當(dāng)前階段，選礦廠的幾個重要工藝指標(biāo)（豎爐、強磁與弱磁磨礦工序）都在一個具體的目標(biāo)范圍以內(nèi)被鎖定了，只要所有礦石能夠達到目標(biāo)范圍的具體要求就可以。但是選礦工程師在開展實際的應(yīng)用過程中，往往會憑借個人的經(jīng)驗來決定磨礦的粒度。選礦廠工藝部門根據(jù)入選礦石的典型性質(zhì)來選擇強磁與弱磁的工藝指標(biāo)，原則底線為金屬最高回收率，這樣可以確定出在理想狀態(tài)下弱磁尾礦和精礦品位、強磁尾礦和精礦品位的配合方式。但這是理想狀態(tài)下的選擇方式，一旦實際中因為具體入選礦石的差異就會達不到設(shè)定的理想結(jié)果。因此，作為選礦工程師，一定要借助先進工藝系統(tǒng)，動態(tài)調(diào)控4個指標(biāo)的配比方式，確保選礦工藝順利開展。

3 工業(yè)應(yīng)用

針對A選礦廠的實際需要，對礦廠各工序工藝指標(biāo)目標(biāo)值的軟件系統(tǒng)進行開發(fā)確定，軟件系統(tǒng)是選礦企業(yè)實施MES的其中一個子系統(tǒng)，這一系統(tǒng)屬于過渡層，處在生產(chǎn)過程管理和生產(chǎn)過程控制中間，能夠?qū)崿F(xiàn)過程管理系統(tǒng)的信息共享和對過程控制系統(tǒng)設(shè)定指標(biāo)的下裝。

軟件系統(tǒng)初始案例庫數(shù)據(jù)主要從選礦廠2017和2018年兩年的數(shù)據(jù)記錄，入選礦廠的原礦一共4種，這4種分別是預(yù)選礦、未預(yù)選礦、黑溝礦和大堆粉礦。

第一步，對數(shù)據(jù)進行預(yù)處理并且刪除精礦總品位不合格的記錄，總共獲得650條記錄來組成數(shù)據(jù)挖掘的基礎(chǔ)；接下來，原礦分類利用自組織映射神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，提取每一類入選礦石情況中具有最高金屬回收率的記錄，一共獲取48條初始案例。

分析軟件系統(tǒng)的特點考慮到使用系統(tǒng)的用戶不多，因此系統(tǒng)選擇交互性強、響應(yīng)速度高的C/S模式，這一系統(tǒng)主要組成有界面前臺、數(shù)據(jù)庫后臺和輔助軟件實現(xiàn)功能，系統(tǒng)能夠兼顧上層管理和下層控制，能夠利用Oracle客戶端訪問管理層Oracle數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，還能夠通過OPC通信實現(xiàn)對下層Rsview優(yōu)化控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳送。

作為選礦工程師，通過輸入當(dāng)日的綜合生產(chǎn)指標(biāo)、入選原礦以后，系統(tǒng)能夠給出當(dāng)天每一道工序需要獲得的工藝指標(biāo)。

這一系統(tǒng)能夠同局部控制優(yōu)化系統(tǒng)實現(xiàn)相互之間的配合，通過一段時間連續(xù)運行以后統(tǒng)計數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)金屬回收率相比原先提高了2.01%，精礦品位相比原先提高了0.57%，經(jīng)濟效益有了明顯的提高。

4 結(jié)語

礦產(chǎn)工業(yè)在國民經(jīng)濟中有著非常重要的地位，對于礦產(chǎn)工業(yè)中的礦產(chǎn)資源要實現(xiàn)高利用率，必須要優(yōu)化選礦過程工藝指標(biāo)，作為選礦過程的各道工序一定要考慮工藝指標(biāo)的最佳配合比，這些都會對選礦廠的經(jīng)濟效益有著直接的影響。因此，一定要確定礦石的入選情況，對選礦工藝指標(biāo)的配比關(guān)系進行準(zhǔn)確掌握，確保選礦系統(tǒng)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。