水口山選礦廠碎礦及磨浮系統(tǒng)優(yōu)化改造

顏順德　左昌虎　陽自霖　李懋

摘要：針對(duì)水口山選礦廠金選車間原礦含泥含水高、破碎產(chǎn)品粒度大、球磨機(jī)給礦不連續(xù)、磨礦粒度大小不穩(wěn)定、設(shè)備能耗高及維修量大等一系列問題，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，通過對(duì)破碎系統(tǒng)開展技術(shù)改造，解決了破碎系統(tǒng)工作效率低的問題，同時(shí)降低了破碎產(chǎn)品粒度，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。對(duì)磨浮系統(tǒng)開展技術(shù)改造，在不增加磨礦分級(jí)設(shè)備的前提下對(duì)工藝流程進(jìn)行改造，使最終磨礦產(chǎn)品細(xì)度-0.074 mm由原來的80 %提高至90 %，尾礦金品位由0.41 g/t降低至0.30 g/t。將浮選系統(tǒng)選金作業(yè)兩次精選合并為一次精選，增加粗選的浮選能力，有效穩(wěn)定了選礦技術(shù)指標(biāo)，取得了良好的效益。

關(guān)鍵詞：金礦；節(jié)能降耗；破碎系統(tǒng)；磨浮系統(tǒng)；流程改造

中圖分類號(hào)：TD921.2文章編號(hào)：1001-1277（2023）07-0101-05

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Adoi：10.11792/hj20230716

巖金礦床是主要的金礦開采礦床，金礦物常以包裹狀或者細(xì)粒浸染狀賦存于黃鐵礦、毒砂、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等硫化礦物中［1-2］。隨著高品位易選金礦的枯竭，含金硫化礦的高效利用開發(fā)備受關(guān)注。由于黃鐵礦的晶體結(jié)構(gòu)和自然金最相近，因此，黃鐵礦是最主要的載金礦物，因黃鐵礦具有良好的天然可浮性，浮選成為處理黃鐵礦最有效的方法之一［3-5］。水口山選礦廠金選車間處理的金礦石類型為黃鐵礦包裹金，年處理原礦量7萬t，目前生產(chǎn)金精礦和硫精礦2種產(chǎn)品。破碎采用兩段開路工藝流程，磨礦采用“球磨+螺旋分級(jí)機(jī)+旋流器”組成的兩段閉路磨礦流程。受金礦泥化嚴(yán)重、場地大小等限制，破碎系統(tǒng)目前只有2臺(tái)顎式破碎機(jī)，2臺(tái)設(shè)備開路碎礦，造成破碎產(chǎn)品粒度大、給礦不連續(xù)，磨礦系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，選礦經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不理想等問題。為此，對(duì)破碎及磨浮系統(tǒng)開展工藝技術(shù)改造，以提高選礦指標(biāo)。

1 礦石性質(zhì)

金礦石中主要金屬礦物為黃鐵礦，其次為閃鋅礦、方鉛礦，其中黃鐵礦是自然金的主要載體礦物，金礦物主要以次顯微金或晶格形式均勻地分布在黃鐵礦中，其余則以自然金及脈石礦物包裹金的形式出現(xiàn)。脈石礦物主要包括石英、絹云母、綠泥石、透輝石、方解石、白云石等。礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1。

2 原工藝流程

2.1 原破碎工藝流程

井下原礦經(jīng)皮帶運(yùn)輸至粗礦倉，粗礦倉下料口接PEF400 mm×600 mm破碎機(jī)進(jìn)行一段破碎，礦石經(jīng)過一段破碎后通過波狀擋邊環(huán)形帶運(yùn)輸至PEF250 mm×1 000 mm破碎機(jī)進(jìn)行二段破碎，最終產(chǎn)品進(jìn)入細(xì)礦倉，細(xì)礦倉下料口接運(yùn)輸皮帶，礦石經(jīng)過皮帶進(jìn)入球磨機(jī)。破碎系統(tǒng)改造前工藝流程見圖1，主視圖見圖2。

破碎系統(tǒng)存在問題：

1）由于場地限制，只能采用開路破碎工藝，無法增加洗礦篩分作業(yè)。

2）原礦含水較高（大于7 %），泥礦多，黏度大，泥礦與塊礦無法分離，顎式破碎機(jī)排礦口極易被黏附，導(dǎo)致破碎作業(yè)困難。

3）排礦口難以控制在最佳范圍，若控制在最佳范圍內(nèi)則破碎效率低，現(xiàn)場破碎機(jī)排礦口調(diào)節(jié)較寬，導(dǎo)致最終破碎產(chǎn)品粒度不均勻且粒度偏大，產(chǎn)品最大粒度可達(dá)50 mm。破碎產(chǎn)品粒度嚴(yán)重影響球磨機(jī)處理能力和磨礦細(xì)度指標(biāo)，并且造成磨礦電耗增加。

4）原有的粗礦倉和細(xì)礦倉容積偏小，如遇破碎設(shè)備故障等情況，嚴(yán)重制約后續(xù)磨浮系統(tǒng)連續(xù)生產(chǎn)。

2.2 原磨浮工藝流程

磨礦工藝采用預(yù)先分級(jí)及檢查分級(jí)、兩段閉路磨礦流程。一段磨礦為 MQG2 400 mm×3 000 mm球磨機(jī)與FG1 500 mm 螺旋式分級(jí)機(jī)構(gòu)成的閉路，分級(jí)機(jī)溢流產(chǎn)品經(jīng)過FX-150水力旋流器預(yù)選分級(jí)，溢流產(chǎn)品進(jìn)入浮選作業(yè)，沉砂進(jìn)入二段球磨機(jī)進(jìn)行再磨。二段磨礦為 MQG1 800 mm×3 000 mm球磨機(jī)與 FG1 500 mm螺旋式分級(jí)機(jī)組成的閉路。浮選工藝的粗選、精選、掃選作業(yè)均采用XJK-1.1機(jī)械攪拌式浮選機(jī)，浮選流程采用“優(yōu)先選金—再選硫”作業(yè)流程，優(yōu)先選金作業(yè)采用一粗二精四掃流程，再選硫作業(yè)采用一粗一精四掃流程，磨浮系統(tǒng)改造前磨浮工藝流程見圖3。

磨浮系統(tǒng)存在問題：

1） 磨礦系統(tǒng)最終產(chǎn)品細(xì)度為 -0.074 mm占80 % 左右，金礦物的單體解離度較低，造成尾礦含金指標(biāo)偏高。

2） 優(yōu)先選金作業(yè)采用一粗二精四掃流程，粗選配置4臺(tái)浮選機(jī)，精選一配置2臺(tái)浮選機(jī)，精選二配置2臺(tái)浮選機(jī)，粗選浮選機(jī)容積偏小，浮選能力偏低，對(duì)金精礦金回收率造成了一定影響。

3 選礦系統(tǒng)技術(shù)改造

3.1 破碎系統(tǒng)技術(shù)改造

1）在粗礦倉上方安裝一個(gè)無軸圓筒篩及一條細(xì)礦運(yùn)輸皮帶。將原礦運(yùn)輸皮帶減短約3.7 m，在減短的3.7 m內(nèi)安裝一臺(tái)直徑1.5 m、長4.0 m的無軸圓筒篩，圓筒篩可對(duì)粗碎前30 mm粒級(jí)的原礦進(jìn)行預(yù)先分級(jí)。原礦運(yùn)輸皮帶與圓筒篩中間裝下礦漏斗，圓筒篩下安裝一條寬650 mm、長13.2 m的細(xì)礦運(yùn)輸皮帶，細(xì)礦運(yùn)輸皮帶連至原有的細(xì)礦倉邊緣。原礦通過圓筒篩預(yù)先篩分后，小于30 mm粒級(jí)的原礦經(jīng)過新增細(xì)礦運(yùn)輸皮帶輸送至細(xì)礦倉，大于30 mm粒級(jí)的原礦通過圓筒篩直接進(jìn)入粗礦倉。

2）增加細(xì)礦倉?，F(xiàn)有粗礦倉與細(xì)礦倉之間有一個(gè)廢棄礦倉，對(duì)其重新利用，作為新增細(xì)礦倉。

3）安裝擋礦裝置。在新增細(xì)礦倉上方的細(xì)礦運(yùn)輸皮帶中間安裝活動(dòng)人形擋礦裝置，細(xì)礦經(jīng)擋礦裝置可以自由切換進(jìn)入新增細(xì)礦倉或者原有細(xì)礦倉中。破碎系統(tǒng)改造后工藝流程見圖4，主視圖見圖5。

3.2 磨浮系統(tǒng)技術(shù)改造

磨浮系統(tǒng)技術(shù)改造方案如下：

1）對(duì)磨礦系統(tǒng)開展技術(shù)改造，二段螺旋分級(jí)機(jī)由檢查分級(jí)改造為控制分級(jí)。二段磨礦采用閉路磨礦，二段磨礦產(chǎn)品與一段溢流產(chǎn)品合并進(jìn)入水力旋流器進(jìn)行分級(jí)，水力旋流器沉砂進(jìn)入二段磨礦，溢流產(chǎn)品進(jìn)入螺旋分級(jí)機(jī)進(jìn)行控制分級(jí)，螺旋分級(jí)機(jī)返砂進(jìn)入二段磨礦，溢流產(chǎn)品進(jìn)入浮選作業(yè)。通過對(duì)現(xiàn)場磨礦系統(tǒng)的改造，在不增加設(shè)備的條件下，磨礦細(xì)度-0.074 mm由原來的80 %提高至90 %，確保了礦物得到充分單體解離。

2）針對(duì)尾礦金品位偏高的情況，開展了磨礦細(xì)度試驗(yàn)，試驗(yàn)流程及工藝條件見圖6，試驗(yàn)結(jié)果見表2。由表2可知：隨著磨礦細(xì)度-0.074 mm從80 %提升至93 %，磨礦細(xì)度越高，礦石解離越充分，尾礦金品位逐步降低，考慮現(xiàn)場改造后磨礦細(xì)度只能達(dá)到-0.074 mm 占90 %及磨礦成本等綜合因素，最終確定磨礦細(xì)度為-0.074 mm 占90 %。

3）浮選作業(yè)，金粗選設(shè)備只有4臺(tái)浮選機(jī)，粗選作業(yè)時(shí)間短，將選金作業(yè)一粗二精四掃流程改為一粗一精四掃流程。原選金作業(yè)流程粗選為4臺(tái)浮選機(jī)配置，精選一和精選二均為2臺(tái)浮選機(jī)配置;粗選增加1臺(tái)浮選機(jī)，改為5臺(tái)浮選機(jī)，精選一和精選二合并為一次精選，配置3臺(tái)浮選機(jī)。

4）針對(duì)精選合并后金精礦質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)，開展了一次精選閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖7，試驗(yàn)結(jié)果見表3。由試驗(yàn)結(jié)果可知，一次精選金精礦質(zhì)量可以達(dá)到20 g/t以上的要求。

5）對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場的金精礦1和金精礦2樣品分別取樣化驗(yàn)，累計(jì)取樣7天，結(jié)果見表4。取樣結(jié)果表明：金精礦1和金精礦2品位差距不大，綜合來看，兩次精選可以合并為1次精選。磨浮系統(tǒng)改造后工藝流程見圖8。

4 生產(chǎn)指標(biāo)對(duì)比

改造前現(xiàn)場生產(chǎn)指標(biāo)見表5。

由表5可知：改造前現(xiàn)場生產(chǎn)可獲得金品位27.02 g/t，金回收率63.80 %的金精礦，以及含硫29.58 %，含金2.62 g/t的硫精礦。金精礦和硫精礦的總金回收率為88.76 %，尾礦金品位為0.41 g/t。

改造后現(xiàn)場生產(chǎn)指標(biāo)見表6。

由表6可知：改造后現(xiàn)場生產(chǎn)可獲得金品位22.50 g/t，金回收率71.78 %的金精礦，以及含硫29.12 %，含金2.30 g/t的硫精礦。金精礦和硫精礦的總金回收率為92.06 %，尾礦金品位為0.30 g/t。

5 結(jié) 論

1）針對(duì)金原礦含泥含水高，粗碎困難的情況，運(yùn)用無軸圓筒篩進(jìn)行預(yù)先篩分，原礦在進(jìn)入粗碎作業(yè)前經(jīng)篩分進(jìn)入細(xì)礦倉。在場地受限的情況下，對(duì)原礦中存在的細(xì)泥礦和粗礦預(yù)先分級(jí)，解決了破碎作業(yè)一直以來細(xì)泥礦黏附破碎腔、卡口的問題。

2）通過條件試驗(yàn)證明了提高磨礦細(xì)度對(duì)降低尾礦中金品位的重要意義，磨礦細(xì)度越高，礦物解離越充分，尾礦中金品位越低。

3）在現(xiàn)有磨礦分級(jí)設(shè)備的基礎(chǔ)上，對(duì)磨礦分級(jí)流程進(jìn)行改造，二段磨礦進(jìn)行閉路磨礦，將原來二段螺旋分級(jí)機(jī)的檢查分級(jí)變?yōu)榭刂品旨?jí)，進(jìn)一步提高磨礦細(xì)度。

4）選金作業(yè)兩次精選合并為一次精選，保證金精礦品位的同時(shí)快速選出金精礦，原來精選流程的一臺(tái)浮選機(jī)合并為粗選浮選機(jī)，增加了粗選的浮選時(shí)間，提高了金回收率。

5）通過現(xiàn)場生產(chǎn)指標(biāo)對(duì)比，改造后金精礦金品位比改造前降低4.52 g/t，但回收率提高了7.98百分點(diǎn)，金精礦與硫精礦的總金回收率由88.76 %提高至92.06 %。尾礦金品位由原來的0.41 g/t降低為0.30 g/t。

［參 考 文 獻(xiàn)］

［1］胡藝博，葉國華，蔣京航，等.中國含金黃鐵礦選冶研究進(jìn)展［J］.礦冶，2018，27（6）：1-5.

［2］王伊杰，文書明，劉丹，等.黃鐵礦包裹金的浮選試驗(yàn)研究［J］.稀有金屬，2015，39（6）：546-553.

［3］梁遠(yuǎn)琴，劉全軍，趙劉闖，等.貴州某低品位石英脈型金礦石選礦試驗(yàn)［J］.金屬礦山，2017（5）：89-92.

［4］紀(jì)婉穎，魏轉(zhuǎn)花，徐其紅，等.某微細(xì)粒含金硫化礦石選礦試驗(yàn)研究［J］.黃金，2021，42（7）：73-77.

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Research on optimization and transformation of the crushing and flotation system in Shuikoushan Concentrator

Yan Shunde，Zuo Changhu，Yang Zilin，Li Mao

（Hunan Shuikoushan Non-ferrous Metal Group Co.，Ltd.）

Abstract：In response to a series of problems in the crushing system of the gold beneficiation workshop of Shuikoushan Concentrator，such as high ore content of mud and water，large particle size of crushing products，discontinuous feeding of ball mill，unstable grinding particle size，high equipment energy consumption，and large maintenance workload，technical improvements have been carried out based on the actual site conditions.The crushing systems low working efficiency problem has been solved，and the particle size of the crushing products has been reduced，achieving the goal of energy saving.The grinding-flotation system has undergone technical transformations，improving the fineness? -0.074 mm of the final ground products from 80 % to 90 % without increasing the grinding classification equipment.The gold content in the tailings has been reduced from 0.41 g/t to 0.30 g/t.The gold separation operation in the flotation system has been merged from two-time cleaning to one-time cleaning，increasing the flotation capacity of roughing，effectively stabilizing the technical indicators of the beneficiation process，and achieving good results.

Keywords：gold ore;energy saving;crushing system;grinding-flotation system;process transformation

收稿日期：2023-01-10; 修回日期：2023-04-25

作者簡介：顏順德（1994—），男，工程師，從事有色金屬選礦工藝及生產(chǎn)工作；E-mail：1263232881@qq.com