選礦節(jié)能降耗技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

宋友龍

摘 要：中國(guó)選礦技術(shù)水平隨著鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展不斷升高，國(guó)內(nèi)外先進(jìn)選礦企業(yè)在能源充分利用依然存在著較大距離。本文說明了有關(guān)選礦節(jié)能降耗的現(xiàn)狀與趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)選礦企業(yè)要到達(dá)節(jié)能降耗、減少成本的地步需采取科技進(jìn)步、新技術(shù)設(shè)備并改良工藝流程，從而加深管理等方法。

關(guān)鍵詞：節(jié)能降耗技術(shù);選礦;發(fā)展趨勢(shì)

本文主要研究了與礦山有關(guān)的為鐵精粉價(jià)格大降是否可以降低生產(chǎn)成本以及選礦廠需要更高水準(zhǔn)等工作。同時(shí)由于我國(guó)金屬礦選礦廠指標(biāo)在世界范圍的占比都比較高，為了有效降低生產(chǎn)成本，節(jié)能降耗，提高企業(yè)與社會(huì)的共同效益，所以選礦廠需利用各種節(jié)能降耗手段。希望通過對(duì)各種先進(jìn)的、高效的技術(shù)工藝的使用，能夠有利于我國(guó)在選礦工作方面的發(fā)展和進(jìn)步。以下主要圍繞著選礦廠能耗的基本情況展開簡(jiǎn)單分析與探討：

1 選礦廠能耗基本情況

直接生產(chǎn)成本中電耗擁有50%～60%，且其據(jù)有選礦廠耗能的90%?？傠姾闹?0%～70%為研磨作業(yè)電耗。研磨總電耗中磨礦能耗據(jù)有80%～90%;總電耗20%以上為尾礦輸送電耗，10%上下為脫水作業(yè)電耗。從有關(guān)數(shù)據(jù)來看，選礦廠總耗費(fèi)90%以上為磨機(jī)襯板和磨礦介質(zhì)的損耗費(fèi)礦山，運(yùn)輸與選礦總費(fèi)用80%為碎磨作業(yè)費(fèi)用。所以碎磨礦作業(yè)應(yīng)該作為重點(diǎn)內(nèi)容，其次是尾礦運(yùn)輸和脫水[1]。

1.1 強(qiáng)化預(yù)選拋尾技術(shù)

利用礦石進(jìn)行拋尾可以增加原礦水平并節(jié)約能源。廢石也可作充填建筑材料。將拋尾設(shè)置在井下來增加經(jīng)濟(jì)效果。拋尾也能讓低水準(zhǔn)外部礦石增強(qiáng)價(jià)值延長(zhǎng)礦山壽命[2]。

1.2 應(yīng)用循環(huán)流水作業(yè)技術(shù)

循環(huán)流水作業(yè)是在礦場(chǎng)進(jìn)行粗碎、使用干線運(yùn)輸機(jī)與高傾角皮帶運(yùn)輸機(jī)把礦石運(yùn)至選礦廠的方法實(shí)際操作顯示，循環(huán)流水作業(yè)比自卸汽車或鐵路運(yùn)輸方便8倍左右。

1.3 降低磨礦作業(yè)能耗

第一，使用大型、高效磨礦設(shè)備。液壓動(dòng)力，靜壓軸承、氣胎離合器、齒輪潤(rùn)滑等新技術(shù)主要用于大型磨礦機(jī)來提升磨機(jī)技術(shù)水平，節(jié)能降耗作用在大型球磨機(jī)作用更為明顯，并在穩(wěn)定磨礦細(xì)度和穩(wěn)定工藝方面更是性能突出[3]。第二，自動(dòng)控制。球磨機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)優(yōu)化磨礦控制模型，實(shí)現(xiàn)給礦自動(dòng)、濃度自動(dòng)、溢流粒度自動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)處理能力最大化。且由經(jīng)驗(yàn)表明，實(shí)行自動(dòng)控制后的磨機(jī)生產(chǎn)工藝更為穩(wěn)定和安全。第三，加強(qiáng)作業(yè)與效率。根據(jù)相關(guān)研究過表明，作業(yè)效率的穩(wěn)定提高會(huì)讓磨礦效率顯著提升且減少電能消耗。所以為了減少年能消耗，可以利用強(qiáng)化作業(yè)的方式來提高工作效率，從而讓降低電能消耗。在磨礦中，采用水力旋流器、細(xì)篩與磨機(jī)等組成來完成磨礦分級(jí)組節(jié)能降耗的重要舉措[4]。

1.4 強(qiáng)化破碎工藝，降低入磨粒度

使用機(jī)械能壓迫礦石為破碎，磨礦是利用機(jī)械能沖擊、剪切和研磨使礦石碎裂。同樣破碎比破碎消耗能量低于磨礦，因此減少產(chǎn)品粒度可降低總費(fèi)用。

1.5 完成選礦自動(dòng)化建設(shè)

當(dāng)前，自動(dòng)化技術(shù)信息科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展選礦全流程自動(dòng)控制技術(shù)也被廣泛使用于選取礦產(chǎn)地址工作中。該控制技術(shù)是由多媒體監(jiān)控系統(tǒng)、生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)、生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)等多個(gè)系統(tǒng)組成。這三個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)規(guī)劃和管理會(huì)讓整個(gè)選礦生產(chǎn)過程更加便利，能夠提高礦產(chǎn)產(chǎn)量和金屬回收率，即該技術(shù)的使用可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、節(jié)約人工成本、提高生產(chǎn)效率與提高礦物質(zhì)量的作用。

2 選礦廠節(jié)能降耗發(fā)展趨勢(shì)

我國(guó)在選礦能耗指標(biāo)方面與國(guó)際水平來講有較大差距，也因此我國(guó)的節(jié)能降耗空間和發(fā)展?jié)摿Χ挤浅＞薮?，所以需要?duì)選礦節(jié)能降耗方面的工作更加用心，努力鉆研新工藝、新技術(shù)與新設(shè)備，從而不斷提高我國(guó)選礦節(jié)能降耗的水平。

2.1 高效磨礦技術(shù)

磨礦作業(yè)的電耗能占1/2至2/3。為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗研發(fā)了各種節(jié)能型球磨機(jī)，比如LM系列立式球磨機(jī)，或ZQM節(jié)能錐形球磨機(jī)等。

在使用磨機(jī)的超臨界轉(zhuǎn)速工作時(shí)，根據(jù)礦石和介質(zhì)的流向結(jié)構(gòu)做出人為改變，讓普通磨機(jī)中礦石流和磨礦介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生變化，進(jìn)而讓其在超臨界轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)情況下仍然按照拋物線的軌跡運(yùn)動(dòng)。這時(shí)礦石和介質(zhì)的拋落速度非常大，從而使得物料在沖擊中被磨細(xì)，以此能夠提高磨礦的工作效率[5]。然后，注入助磨劑。所謂的助磨劑就是在細(xì)粉碎過程中可以有效提升粉碎速率以及減少能耗的化學(xué)物質(zhì)，利用助磨劑來提高磨礦速率。這一方式在煤礦生產(chǎn)中早就已經(jīng)被運(yùn)用，可是在礦石工作方面還應(yīng)用較少，因此利用助磨劑來完成高效選礦成為發(fā)展重點(diǎn)。最后，加大對(duì)半自磨和自磨工藝的使用。利用半自磨工藝或自磨工藝的方式相較于常規(guī)細(xì)磨工藝而言更能節(jié)省生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的效果。

2.2 高效破碎技術(shù)

礦石破碎最佳的情況就是沿著礦物的界面進(jìn)行選擇性的破裂，但我國(guó)當(dāng)前使用的粉碎方法主要采用機(jī)械破碎，因此致使礦石基本都是“穿晶破裂”，而并非“沿界面破裂”，根據(jù)我國(guó)所需的破裂理想狀況，再結(jié)合高效破碎技術(shù)，比如微波照射法、超聲波粉碎法、電照射法、熱力破碎法等，讓我國(guó)高效破碎技術(shù)進(jìn)一步提高。以上技術(shù)主要利用微波輻射或電磁能等，讓礦物界面發(fā)生變化，由于強(qiáng)度的改變致使內(nèi)部出現(xiàn)裂紋，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高效破碎以及節(jié)能降耗的目的。例如，將短頭圓錐破碎機(jī)替換山特維克破碎機(jī)，不但使破碎能力大大提高，還減少了能耗消耗使還讓入磨力度從18mm降到15mm，球磨機(jī)的處理能力也從本身的62t/h提升至67t/h。

2.3 低溫選礦藥劑

我國(guó)幅員遼闊，多數(shù)礦山的地理位置氣溫較低，比如我國(guó)北方地區(qū)或高原地區(qū)，比如部分礦漿的溫度大約在6攝氏度左右，但是礦漿必須加溫到30攝氏度左右，才能保持捕收劑良好的活性以及表面活性。所以從節(jié)約生產(chǎn)成本、提升浮選效果以及節(jié)能降耗的方面考慮，需要對(duì)低溫選礦藥劑進(jìn)行研究和分析。

2.4 研究新選別工藝

原地浸出工藝，在地表到礦層中間利用鉆孔的形式壓進(jìn)溶浸劑，讓周圍礦體由于溶浸礦石的運(yùn)動(dòng)而被迫運(yùn)動(dòng)，從而選擇性地轉(zhuǎn)化為液態(tài)，然后可以讓飽和金屬的溶液通過抽液鉆孔的方式抽到地表，然后通過管道運(yùn)輸?shù)狡渌b置中，這種方式與傳統(tǒng)的建筑工藝來講更加節(jié)約生產(chǎn)成本。第二，微生物選礦技術(shù)。該技術(shù)是利用化學(xué)工程學(xué)科、生物學(xué)學(xué)科等其他方面領(lǐng)域的學(xué)科運(yùn)用到礦物加工領(lǐng)域中，也就是說將某些微生物或其產(chǎn)物與礦物產(chǎn)生作用，比如溶解、還原、氧化、吸附等，讓礦石中不需要回收和利用的成分脫離開來。微生物選礦技術(shù)的耗費(fèi)成本偏低，產(chǎn)生污染較少，操作簡(jiǎn)單。因此，被大力運(yùn)用于選礦生產(chǎn)工作中。第三，選冶聯(lián)合工藝，該工藝的應(yīng)用對(duì)于回收多金屬礦的效率、減少礦山冶金總耗能有非常重要的意義，因此對(duì)該工藝的研究還應(yīng)進(jìn)一步深化和發(fā)展。例如，在磨礦回路中進(jìn)行分級(jí)閉路，選用的水力旋流器作為磨礦的分級(jí)設(shè)備，其分級(jí)效率相比于螺旋分級(jí)機(jī)來講高出15%到30%左右，極大的減少了磨礦成本。

2.5 精礦管道輸送

精礦管道運(yùn)輸這項(xiàng)技術(shù)在國(guó)外被廣泛使用。由于該方式技術(shù)成熟、效率極高、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，因此國(guó)內(nèi)在長(zhǎng)距離、高濃度運(yùn)輸時(shí)也會(huì)選用該技術(shù)，這對(duì)于提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益有重要功效。

3 結(jié)語

綜上所述，從我改革開放以來，我國(guó)社會(huì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，冶金行業(yè)也得到迅速發(fā)展。因此我國(guó)的礦產(chǎn)資源的需求量逐漸加大，但這對(duì)選礦企業(yè)來講，既是絕佳的發(fā)展機(jī)會(huì)，也是難得一遇的挑戰(zhàn)，所以為了讓選礦企業(yè)能夠立于市場(chǎng)的不敗之地，需要對(duì)產(chǎn)品開發(fā)、成本節(jié)能降耗等進(jìn)行研究，對(duì)國(guó)際使用的節(jié)能降耗新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備等進(jìn)行科學(xué)引進(jìn)和使用，從而推動(dòng)我國(guó)選礦技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，努力將我國(guó)選礦工作建設(shè)成為環(huán)境友好型、資源節(jié)約型。

參考文獻(xiàn)：

[1]甘德清，高鋒，陳超.我國(guó)鐵礦山采選工序節(jié)能降耗潛力與現(xiàn)狀分析[J].礦業(yè)研究與開發(fā)，2017，37（05）：112-118.

[2]謝興中.高壓輥磨機(jī)在某選礦廠碎磨系統(tǒng)升級(jí)改造中的應(yīng)用[J].湖南有色金屬，2017，33（03）：23-25.

[3]熊鋒.高壓輥磨的歷史、發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)展望[J].有色冶金設(shè)計(jì)與研究，2018，39（06）：20-24.

[4]雷存友，余潯，馮裕果.碎磨工藝現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].有色金屬（選礦部分），2019（05）：15-19.

[5]于國(guó)巍.依靠技術(shù)創(chuàng)新促進(jìn)選礦廠洗選加工健康發(fā)展[J].世界有色金屬，2018（09）：83-84.