選礦生產(chǎn)工藝流程中的問題及改進措施

王智超

河北金廠峪礦業(yè)有限責任公司 河北 唐山 064307

引言

當前礦山行業(yè)進入了轉(zhuǎn)型發(fā)展的新階段，選礦廠承擔著艱巨的選礦任務(wù)，其在具體的工作中必須優(yōu)化選礦生產(chǎn)工藝流程，以保障該流程符合經(jīng)濟性、技術(shù)性、環(huán)保性標準。許多選礦廠即使在當下發(fā)展的條件下依舊將自身的經(jīng)濟效益放在首要位置，未過多關(guān)注環(huán)保等要求，生產(chǎn)工藝流程落后，照此流程開展的選礦工作，效率偏低、成本較高、能耗較高，不利于長遠穩(wěn)定發(fā)展。未來各選礦廠需重視生產(chǎn)流程，立足實際問題制定改進措施，形成科學且合理的工藝流程。

1 選礦生產(chǎn)工藝流程分析

選礦工藝流程的復(fù)雜性高，涉及了多個步驟和各種專業(yè)化設(shè)備，一般在整個生產(chǎn)線中包含有磁選機、分選機、浮選機、破碎機、球磨機、濃縮機等設(shè)備，在不同流程有對應(yīng)的設(shè)備，經(jīng)由不同設(shè)備的相互配合，可高效完成選礦任務(wù)。選礦生產(chǎn)的工控系統(tǒng)中由PLC負責控制，其控制具有高效率、低能耗、高經(jīng)濟性的特點。

選礦工藝流程，大致包含分選前期的準備工作、分選作業(yè)和分選后的產(chǎn)品處理3個步驟。首先，在分選前的準備階段，主要包含處理原礦石、破碎涵蓋、篩分涵蓋、研磨、分級等操作，這些工藝流程是為了實現(xiàn)礦物與脈石礦物的單體分離，以確保礦物之間單體解離，為后續(xù)的選礦分離創(chuàng)造良好條件[1]。其次，分選環(huán)節(jié)是為了實現(xiàn)礦物與脈石的分離，涉及重選、磁選、電選、浮選等工藝流程。分選作業(yè)中首先應(yīng)粗選，粗選完成后再選別得到的產(chǎn)物，以通過此流程得到高質(zhì)量礦物，此過程為精選；粗選后的礦物需通過二次篩選，中礦進行粗選或單獨處理能提升礦物利用率，此過程為掃選，剩余產(chǎn)物為尾礦；分選流程應(yīng)配備專門的分選機，利用固體顆粒比重的沉淀速度差異，能完成礦石混合物的清洗、分級。最后，選后的產(chǎn)品處理，當經(jīng)由前期一系列選礦流程后，應(yīng)進一步處理精礦與尾礦，此環(huán)節(jié)一般應(yīng)用脫水、顆粒物沉淀、過濾與干燥工藝。

2 選礦生產(chǎn)工藝流程中的問題

2.1 設(shè)備落后

選礦生產(chǎn)涉及多個工藝流程，每一流程都有其對應(yīng)的工藝、設(shè)備，只有嚴格執(zhí)行工藝流程才能順利完成選礦任務(wù)。但因為每一工藝流程下都需要配備專業(yè)化設(shè)備，設(shè)備在選礦中的作用突出，選礦廠應(yīng)結(jié)合行業(yè)發(fā)展，不斷采用新的選礦設(shè)備。目前部分選礦廠在生產(chǎn)工藝流程中存在設(shè)備落后的問題，主要是因為這些選礦廠的實力有限，在長期的發(fā)展過程中并未意識到設(shè)備的作用，未投入較多的資金更新設(shè)備，導(dǎo)致選礦期間雖制定了相對合理的工藝流程，但其中卻存在諸多落后設(shè)備，這些設(shè)備的性能不穩(wěn)、功能不全[2]。另外，選礦廠在日常的工作中也未安排專業(yè)人員負責設(shè)備的檢修與維護，一些設(shè)備長期帶病工作，設(shè)備故障頻發(fā)，影響了相關(guān)工作的順利開展。

2.2 技術(shù)先進性不足

為保障選礦工作的順利開展，相關(guān)人員在日常的工作中需結(jié)合行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，并根據(jù)自身實際情況，引進先進的選礦工藝與技術(shù)，發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢。目前許多選礦廠在工作中未增大在工藝與技術(shù)方面的研發(fā)投入，即使在行業(yè)現(xiàn)代化的今天，依舊保留了傳統(tǒng)的選礦工藝與技術(shù)，工藝先進性不足，影響了選礦效率與效益。如在尾礦處理方面，選礦廠雖有這一工藝流程，但所采用的處理工藝較為落后，處理不符合經(jīng)濟性、環(huán)保性要求，造成了資源的浪費，不符合可持續(xù)發(fā)展的要求。

2.3 現(xiàn)場管理不到位

為加強不同工藝流程之間的銜接性，選礦廠應(yīng)建立專門的管理機構(gòu)，由該機構(gòu)分配專人負責選礦作業(yè)的現(xiàn)場管理，根據(jù)各工藝流程規(guī)定，合理調(diào)配資源，保障選礦作業(yè)的有序推進。但實際上，部分選礦廠在工作中過于追求選礦效率，并未意識到現(xiàn)場管理的重要性，不僅在廠內(nèi)未建立專門的管理機構(gòu)，也未成立專門的管理小組，沒有形成完善的現(xiàn)場管理制度，細分有關(guān)崗位人員的責任，導(dǎo)致現(xiàn)場管理有疏漏，后續(xù)執(zhí)行選礦工藝流程中經(jīng)常存在人員、設(shè)備調(diào)配不合理、工藝技術(shù)選用不當、流程銜接不暢等問題。

2.4 介質(zhì)消耗過高

選礦生產(chǎn)作業(yè)中重介質(zhì)消耗水平為關(guān)鍵指標，如選礦工藝流程中的介質(zhì)消耗過高，將導(dǎo)致選礦廠的成本過高。以某選礦廠為例，其介質(zhì)消耗高度原因如下：①脫介篩的脫介效果不佳，該選礦廠配備的是具有磁性的不銹鋼弧形脫介篩，其物料過厚篩孔小，隨著時間的延長篩上的介質(zhì)逐步積累，數(shù)量持續(xù)增多，出現(xiàn)跑介現(xiàn)象的概率較高，在選礦的同時帶走了重介質(zhì)，精礦帶介問題突出，造成了額外的成本。②懸浮液密度穩(wěn)定性不足，脫介過程中面臨諸多難題。如懸浮液密度較大，將有大量的介質(zhì)粉被黏附于礦粒，脫介困難，較多的介質(zhì)進入到了磁選機，該設(shè)備的運行負荷持續(xù)增大，可能出現(xiàn)較大故障[3]。③選礦過程中磁選機負責介質(zhì)的回收與凈化，如其運行效率偏低，意味著選礦期間的介質(zhì)損耗較大。該選礦廠的礦產(chǎn)資源質(zhì)量參差不齊，進入稀介磁選機的分流量較大，無法高效回收介質(zhì)。④弧形脫介篩技術(shù)參數(shù)設(shè)置不當。如脫介篩噴水壓力、水量低于正常值，一旦在選礦期間懸浮液密度較大，介質(zhì)極易與礦物粘連成團，脫介篩噴水壓力在0.3MPa以內(nèi)且水量較小的情況下，不能保障篩上物完全被噴透，洗選難以達到預(yù)期，跑介現(xiàn)象無法避免；脫介篩上所選配的噴頭型號不匹配，或者在安裝中未遵守操作規(guī)范，安裝角度不符合要求，實際的工作中選用的噴頭過小易發(fā)生堵塞現(xiàn)象，無法噴沖堵塞區(qū)的物料，消耗的介質(zhì)較多；入料礦物的顆粒度較小，導(dǎo)致總體表面積增大，與介質(zhì)混合相對嚴重，影響了正常的選礦工作。

3 選礦生產(chǎn)工藝流程問題的改進措施

3.1 加強設(shè)備管理

選礦生產(chǎn)工藝流程常常存在設(shè)備落后、管理不到位的情況，為符合高效選礦的要求，各選礦廠需根據(jù)自身的工藝流程及每一流程下的設(shè)備需求，不斷引進新設(shè)備，保障工藝流程中設(shè)備性能的穩(wěn)定性、功能的完善性，發(fā)揮設(shè)備優(yōu)勢。在選礦廠內(nèi)應(yīng)成立專門的設(shè)備管理部門，并給該部門配備專業(yè)的管理人員，這些人員在后續(xù)的工作中應(yīng)根據(jù)選礦要求及規(guī)定，合理選擇設(shè)備。在選擇設(shè)備時有關(guān)人員需提前了解每一工藝流程的設(shè)備需求，進入現(xiàn)場展開一系列調(diào)研，對同類型設(shè)備進行廠家、價格、性能、功能等的對比，從經(jīng)濟性、功能性等角度選擇最佳設(shè)備，與可靠的設(shè)備生產(chǎn)或者供應(yīng)廠家合作，保障其提供高質(zhì)量設(shè)備。設(shè)備進場之前相關(guān)人員必須檢查與驗收，對比設(shè)備質(zhì)量合格證書、技術(shù)參數(shù)等，確保其無任何外觀或者內(nèi)在的問題，檢查通過后方可進場，進場設(shè)備應(yīng)被放置在選礦廠的指定區(qū)域。后續(xù)使用設(shè)備時，必須對操作人員等開展使用培訓(xùn)，帶領(lǐng)這些人員熟悉操作規(guī)范，避免違規(guī)操作設(shè)備的情況。選礦廠內(nèi)配備的很多設(shè)備都為大型設(shè)備，這些設(shè)備在長期使用的過程中，可能因積灰、零部件損壞而影響其使用性能。為此，選礦廠的設(shè)備管理中不僅需更新設(shè)備，淘汰舊設(shè)備，還需在日常的工作中加強設(shè)備檢修與維護，成立專門的檢修維護團隊，由該團隊負責設(shè)備檢修、維護，及時消除各種設(shè)備在運行中存在的故障或者其他問題。

3.2 保持工藝技術(shù)的先進性

部分選礦廠在工藝流程方面存在技術(shù)落后的問題，針對這一情況，相關(guān)人員需結(jié)合其礦產(chǎn)資源類型、選礦要求等，優(yōu)選新技術(shù)、新工藝，構(gòu)建更為完善且先進的選礦技術(shù)體系。在選礦廠中應(yīng)由專人在日常的工作中負責工藝與技術(shù)管理，組建技術(shù)小組，細分小組成員的管理和工作責任，督促該小組在選礦工藝流程中密切監(jiān)督各工藝與技術(shù)的運用情況，并不斷了解市場情況，結(jié)合其選礦工藝流程現(xiàn)狀，引進新技術(shù)、淘汰舊技術(shù)。各項工藝與技術(shù)應(yīng)用期間，技術(shù)人員也需做好相應(yīng)的記錄，監(jiān)督技術(shù)應(yīng)用情況，發(fā)現(xiàn)其中存在的問題并在未來的工作中有針對性地改進和調(diào)整。在引進新的選礦工藝與技術(shù)之前，應(yīng)組織專業(yè)人員開展技術(shù)評估，分析技術(shù)可行性、經(jīng)濟性等，只有達到一致性意見方可在后續(xù)應(yīng)用和推廣該技術(shù)。如新工藝與新技術(shù)不符合選礦廠的實際情況，不同崗位人員之間應(yīng)相互交流與溝通，改進技術(shù)流程、優(yōu)化技術(shù)參數(shù)。

3.3 加強現(xiàn)場管理

選礦工藝流程現(xiàn)場涉及技術(shù)、人員、設(shè)備等要素，任何要素出現(xiàn)問題都會影響選礦效率、效果。為減少在選礦工藝流程中的諸多問題，選礦廠必須將現(xiàn)場管理作為重點，在日常的工作中形成完善的管理制度，在其中清晰規(guī)定現(xiàn)場管理流程、規(guī)范、方法等，劃分管理責任，督促相關(guān)人員在具體的工作中嚴格履行其職責，保障現(xiàn)場管理的全面性與有效性。一般來說，現(xiàn)場管理需根據(jù)選礦工藝流程情況，合理調(diào)配資源，確保每一環(huán)節(jié)選礦工作的高效開展，發(fā)揮選礦過程中的資源、技術(shù)、設(shè)備等優(yōu)勢，達到選礦目標。為保障選礦工作的規(guī)范性，選礦廠所建立的管理制度應(yīng)具有現(xiàn)實的可行性，如其中應(yīng)包含責任制度，細分相關(guān)人員在現(xiàn)場管理中的責任，使后續(xù)每個管理人員能各司其職，并加強相互之間的配合；包含獎懲制度，在該制度中應(yīng)有清晰且明確的考核與評估標準，全面評價有關(guān)人員在選礦現(xiàn)場管理中的表現(xiàn)，結(jié)合考評結(jié)果給予獎勵與懲罰，通過責任落實、獎懲機制提高各崗位人員對現(xiàn)場管理的重視程度，提高管理水平。

3.4 減少介質(zhì)消耗

3.4.1 重介系統(tǒng)。選礦廠中利用重介工藝系統(tǒng)時的介質(zhì)能耗較大，一般是因為入洗礦石的含泥量較大，針對這一問題，相關(guān)人員需改造原有洗選工藝，如通過脫泥篩、無壓三產(chǎn)品旋流器、TBS分選、浮選的聯(lián)合工藝，形成新的洗選工藝，如利用脫泥篩完成脫泥，在現(xiàn)場配備3臺1.2m重介旋流器，加裝單獨TBS分選機，保持重選與分選的獨立性[4]。

3.4.2 弧形篩。針對弧形篩導(dǎo)致的介質(zhì)消耗情況，在選礦過程中有關(guān)人員需調(diào)整弧形篩的相關(guān)參數(shù)。首先，優(yōu)化改造弧形篩，對物料完成預(yù)先脫泥，降低細顆粒入料。對原弧形篩噴頭與噴水壓力過小現(xiàn)象，應(yīng)適當增大噴水壓力，保持壓力在0.3～0.4MPa之間，噴水量應(yīng)參考弧形篩自身的處理能力、物料量等來確定，選用加壓分散性較好的噴嘴[5]。其次，操作期間應(yīng)由專人來負責，具體來說，這些人員需根據(jù)重介質(zhì)密度來控制入料，以避免弧形篩存在超負荷運行現(xiàn)象。第三，針對弧形篩入料部位懸浮液外溢或者噴濺現(xiàn)象，應(yīng)在現(xiàn)場設(shè)置隔板，利用該隔板分割開給料箱，減小物料進入給料箱的速率；依據(jù)物料進弧形篩的速率、切線放線等基本情況，合理布設(shè)引流裝置，適當更改入料角度，以調(diào)整物料的運動方向。最后，弧形篩應(yīng)選用150～200mm的噴頭，不僅能增大噴灑面積，還能提高沖洗效果。以某選礦廠為例，針對由弧形篩引發(fā)的介質(zhì)消耗過大問題，相關(guān)人員調(diào)整了噴頭高度，大大提高了噴沖效果，再加上配備有稀介質(zhì)回收沖水裝置，保障了稀介質(zhì)的高效回收。將脫介篩噴嘴高度調(diào)節(jié)到175mm，而噴頭間距控制在200mm左右，噴沖范圍內(nèi)的物料脫介效果相對理想，基本達到了介質(zhì)的最大化利用，減少了不必要的消耗。

4 結(jié)束語

現(xiàn)階段部分選礦廠在生產(chǎn)工藝流程中存在問題，為符合行業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的要求，選礦廠需結(jié)合其工藝流程現(xiàn)狀，不斷引進設(shè)備、更新技術(shù)、調(diào)整參數(shù)、優(yōu)化管理，以形成更為科學且合理的工藝流程，并在未來持續(xù)研究選礦工藝流程，采用新工藝、新技術(shù)，提高選礦效率與效益。