多碎少磨工藝在鉛硐山選礦廠的研究與應(yīng)用

茍敏剛，張 志，于興良，賀彩琴

（陜西鉛硐山礦業(yè)有限公司，陜西鳳縣 721707）

陜西鉛硐山礦業(yè)有限公司選礦廠于1996年10月投產(chǎn)，設(shè)計處理量為800 t／d，通過技術(shù)改造，2011年實際日處理礦石已經(jīng)達到1 080 t，年處理原礦石36.6萬t。碎礦系統(tǒng)為三段一閉路工藝流程，承擔主要破碎任務(wù)的中、細碎和篩分設(shè)備均已使用20多年，設(shè)備老化嚴重，性能下降，嚴重影響了破碎生產(chǎn)能力，浪費了能耗，成為制約生產(chǎn)的主要因素；加之隨著礦山資源日益貧化，選礦成本日益增高，在不改變現(xiàn)有工藝的情況下，“多碎少磨”就顯得尤為重要。針對設(shè)備陳舊老化現(xiàn)狀并結(jié)合生產(chǎn)工藝要求，堅持“多碎少磨”的選礦設(shè)計理念，走改造、挖潛增效之路，對碎礦主要設(shè)備進行更新改造，進一步強化“多碎少磨”效果，以達到提高選廠生產(chǎn)能力，降本增效的目的［1］。

1 礦石性質(zhì)

鉛硐山鉛鋅礦屬于沉積改造型層控礦床，主要金屬礦物為閃鋅礦、方鉛礦、菱鋅礦、白鉛礦、褐鐵礦、黃鐵礦，少量含銀硫化礦等；非金屬礦物有方解石、白云石、石英、碳質(zhì)等。礦石構(gòu)造主要為條帶狀、微層狀、團塊狀、網(wǎng)脈狀、扁豆狀、斑點狀等。結(jié)構(gòu)有他形粒狀、自形與半自形等，鉛鋅礦物屬微粒-微細粒不規(guī)則嵌布類型。原礦密度為2.97 t／m3，礦石硬度8～12，屬中硬度可碎性礦石。礦石多元素分析結(jié)果見表1，原礦粒度組成見表2。

表1 礦石多元素分析結(jié)果 %

2 碎礦工藝流程及存在問題

2.1 碎礦工藝流程

碎礦系統(tǒng)為三段一閉路工藝流程，如圖1所示，生產(chǎn)工藝中設(shè)置預(yù)先和檢查兩次篩分，具體流程為：≤500 mm的原礦經(jīng)過PE600×900顎式破碎機破碎，粗碎產(chǎn)品進入中碎YA1536振動篩預(yù)先篩分（篩孔18 mm×18 mm），篩上物料進入中碎PYYB1219圓錐破碎機，中碎后的物料進入細碎YA1842振動篩檢查篩分（篩孔18 mm×18 mm），篩下物料與預(yù)先篩分合格物料一并進入粉礦倉，篩上物料返回細碎PYYD1208圓錐破碎機循環(huán)破碎，最終產(chǎn)品粒度控制在-15 mm粒級≥90%。

表2 原礦粒度組成

圖1 碎礦工藝流程

2.2 存在問題

1.設(shè)備方面：一是中、細碎圓錐破碎機和篩分設(shè)備已使用20多年，設(shè)備老化，性能嚴重下降，處理能力滿足不了目前生產(chǎn)需要。尤其是從2008年開始，選礦廠原礦處理量逐年擴大，2011年選礦處理能力已經(jīng)達到1 080 t／d，在產(chǎn)能的提升過程中，原有的破碎設(shè)備面臨著破碎產(chǎn)品粒度偏大、小時處理能力偏小、設(shè)備生產(chǎn)效率低以及破碎系統(tǒng)開機時間長等制約生產(chǎn)的問題，特別是中碎、細碎和篩分設(shè)備已不能適應(yīng)處理量不斷增加的生產(chǎn)要求；二是中、細碎圓錐破碎機設(shè)備故障率高，檢修搶修頻繁，平均檢修時間為6～8 h，最長可達12 h，也影響了正常生產(chǎn)；三是篩分設(shè)備面積嚴重不足，篩分效率低，合格物料不能及時篩出，循環(huán)負荷量大，影響了圓錐破碎機的工作效率，增加了設(shè)備能耗。

2.對磨礦系統(tǒng)的影響：最終破碎產(chǎn)品粒度較粗，產(chǎn)品粒級中粗粒級含量較高，入磨粒度15～10 mm占37.97%，影響了球磨生產(chǎn)能力的提高，制約了生產(chǎn)。

綜合以上可以看出：破碎與篩分設(shè)備問題是碎礦流程的瓶頸，制約著流程的正常運行和處理能力的提高。因此，采用高效破碎與篩分設(shè)備，提高設(shè)備工作效率，降低破碎產(chǎn)品粒度成為必然選擇。

3 實現(xiàn)“多碎少磨”的措施

在不改變碎礦工藝的情況下，正確選用新型高效的破碎和篩分設(shè)備是實現(xiàn)多碎少磨最有效的方法。根據(jù)流程考察以及對存在問題的分析結(jié)果，選礦廠決定對目前使用的中、細碎圓錐破碎機和振動篩進行更新?lián)Q代，以增加碎礦作業(yè)的總破碎比與提高篩分作業(yè)效率，盡量減少破碎合格產(chǎn)品再循環(huán)進入破碎機，減少不必要的能耗和提高破碎機的生產(chǎn)能力，暢通破碎系統(tǒng)生產(chǎn)流程，為后續(xù)磨礦作業(yè)創(chuàng)造條件。

3.1 采用高效超細破碎機

選礦廠分別于2013年、2016年，將破碎車間兩臺服務(wù)年限到期的中、細碎單缸液壓圓錐破碎機，更新為高效節(jié)能的山特維克CH430圓錐破碎機。

山特維克CH430圓錐破碎機設(shè)計先進，機體緊湊，破碎能力強，產(chǎn)品粒形較好。其主要特點為：（1）按重型工況設(shè)計，主軸上下兩點支撐，受力條件好；（2）腔形變化較多，恒定破碎腔設(shè)計使襯板磨損周期內(nèi)給料和生產(chǎn)能力保持穩(wěn)定，可顯著降低運行成本；（3）偏心襯套可設(shè)置4種偏心距，使設(shè)備的靈活性和適應(yīng)性大大增強；（4）配備智能型排料口調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可使破碎機的性能達到最大化；（5）先進的襯板磨損量控制功能、自動補償功能、運行數(shù)據(jù)記錄查詢功能以及方便的網(wǎng)絡(luò)通信功能，能顯著提高設(shè)備的維護水平。

設(shè)備更新后，提高了中、細碎作業(yè)破碎比，均衡了中、細碎作業(yè)負荷率，解決了以前生產(chǎn)中排礦產(chǎn)品粒度粗、粒度不均等問題，破礦效果十分明顯。改造前后破碎生產(chǎn)運行參數(shù)對比見表3。

表3 改造前后破碎生產(chǎn)運行參數(shù)對比

3.2 采用高效振動篩

篩分系統(tǒng)承擔著整個碎礦流程的主要篩分任務(wù)，作用十分重要，篩分效率的高低直接影響著合格產(chǎn)品的多少和物料質(zhì)量。

1.2017 年9月將細碎振動篩更新為2YA1842振動篩，細碎振動篩設(shè)備性能參數(shù)對比見表4。

表4 細碎振動篩設(shè)備性能參數(shù)對比

經(jīng)過試運行，發(fā)現(xiàn)細碎圓錐頻繁出現(xiàn)堵塞溢礦且循環(huán)負荷偏大情況。針對此問題，對細碎振篩的給礦物料進行了取樣篩分，結(jié)果為70～10 mm粒級占67.37%，+25 mm粒級占12.86%，粗粒級含量占比較大。根據(jù)取樣考查結(jié)果和現(xiàn)場調(diào)查情況，分析主要原因為：一是振篩上、下層篩網(wǎng)負荷率不合理，上層篩網(wǎng)孔徑偏小，大部分物料下不去，含有大量粉礦的物料進入細碎圓錐，影響了設(shè)備處理能力和工作效率；二是篩網(wǎng)孔徑為方形孔，對扁平和條形礦粒的篩分效果較差，影響了篩分效率。

綜合以上，采取了調(diào)整篩網(wǎng)孔徑的優(yōu)化措施：一是將上層篩孔徑14 mm×14 mm變?yōu)?5 mm×25 mm，充分發(fā)揮上層大尺寸篩網(wǎng)對物料的疏松作用；二是將下層篩方形孔徑12 mm×12 mm變?yōu)榫匦慰讖?2 mm×20 mm，充分發(fā)揮下層篩子對細粒級的主要篩分作用，以及增強扁平和條形顆粒的透篩率，減小碎礦的循環(huán)負荷，最大化提高破碎效率和篩分效果。

經(jīng)過優(yōu)化改造，上、下層篩負荷率得到了合理分配，篩分效率提高到了89%以上，篩下產(chǎn)品中細粒級含量明顯增多。

2.2018 年6月將中碎振動篩進行了更新，仍為單層篩，孔徑確定為12 mm×20 mm，同樣也是增強扁平和條形顆粒的透篩率。改造后，中碎預(yù)先篩分工作效率由54%提高到了70%以上。

通過對篩分系統(tǒng)設(shè)備更新以及優(yōu)化改造，碎礦產(chǎn)品粒度控制到了12 mm以下，細粒級-10 mm含量由52.31%提高到了80.64%，既提高了細粒級的篩分效率，減少了進入中碎的細粒級含量，又減小了篩下產(chǎn)物的粒度，增強了篩分效果。改造前后破碎生產(chǎn)運行參數(shù)對比見表5。

表5 改造前后破碎生產(chǎn)運行參數(shù)對比

4 效果分析

改造后，碎礦產(chǎn)品粒度控制到了-12 mm占90.44%，碎礦產(chǎn)品粒度組成發(fā)生明顯變化，細粒級-10 mm含量提高了28.33%，達到80.64%；易磨粒級-5 mm含量提高了7.89%。在保證磨礦細度-0.074 mm 73%～75%的情況下，球磨機處理能力提高了 120 t／d，總動力成本降低了 1.57 kWh／t，球耗降低了0.04 kg／t，年增加經(jīng)濟效益約500萬元以上，有效控制了生產(chǎn)成本，給企業(yè)帶來了較好的經(jīng)濟效益。碎礦系統(tǒng)改造前后，最終產(chǎn)品粒度組成對比見表6、生產(chǎn)指標對比見表7（表中數(shù)據(jù)摘自生產(chǎn)統(tǒng)計報表）。

表6 改造前后碎礦最終產(chǎn)品粒度組成對比

表7 改造前后生產(chǎn)指標對比

另外，碎礦系統(tǒng)每天開機時間控制在9.8 h左右，與之前比較減少了約1.7 h，設(shè)備維護檢修有了時間保證，減少了設(shè)備故障，促進了設(shè)備的良好運行。

5 結(jié) 語

1.在沒有改變碎礦工藝的情況下，通過更新破碎、篩分主要設(shè)備以及對篩網(wǎng)孔徑的優(yōu)化改造，降低了碎礦產(chǎn)品粒度，大幅提高了-10 mm粒級含量，強化了“多碎少磨”效果，達到了增產(chǎn)降本，創(chuàng)造效益的目的。

2.針對設(shè)備陳舊現(xiàn)狀，走改造、挖潛增效之路，抓住制約生產(chǎn)的瓶頸，解決了困擾生產(chǎn)的難點。