某大型金礦設(shè)計(jì)總結(jié)

趙健偉

(長春黃金設(shè)計(jì)院有限公司)

某金礦地處內(nèi)蒙古中部，海拔高程為1 550～1 750 m，區(qū)內(nèi)為典型的大陸型氣候，干旱少雨，冬季嚴(yán)寒、夏季炎熱，年平均氣溫5.9～7.1 ℃，最高氣溫37 ℃，最低氣溫-34 ℃。該金礦屬于低品位大型金礦床，入選品位為0.59 g/t，礦石為硫化礦，回收的目的礦物為金。礦山一期生產(chǎn)能力3萬t/d，二期擴(kuò)建新增生產(chǎn)能力3萬t/d，擴(kuò)建后采選聯(lián)合生產(chǎn)能力6萬t/d，是中國北方寒冷地區(qū)最大的堆浸法生產(chǎn)黃金的礦山。擴(kuò)建設(shè)計(jì)從2010年11月開始，選礦工程主要包括破碎站、堆浸場、金回收車間等。擴(kuò)建工程于2012年5月破土動(dòng)工，破碎站于2013年8月1日竣工，堆浸底墊、金回收車間于2014年8月1日建成，同年9月進(jìn)行負(fù)荷試車并順利投產(chǎn)，2015年12月通過工程驗(yàn)收。

1　設(shè)計(jì)工藝流程及主要設(shè)備

1.1　破碎站(新建3萬t/d)

設(shè)計(jì)采用三段一閉路破碎流程。汽車供礦，最大供礦粒度1 000 mm，粗碎選用54-75旋回破碎機(jī)，產(chǎn)品經(jīng)膠帶輸送機(jī)送入封閉的儲(chǔ)礦堆場。中碎選用2臺(tái)HP800圓錐破碎機(jī)，細(xì)碎選用4臺(tái)HP800圓錐破碎機(jī)。閉路篩分選用8臺(tái)TTHMSP8202振動(dòng)篩，篩下物料經(jīng)膠帶輸送機(jī)送至裝車倉，最終產(chǎn)品粒度P80=9 mm，破碎產(chǎn)品由自卸汽車運(yùn)輸至堆浸場地筑堆。

1.2　堆浸場

堆浸場采用汽車和推土機(jī)筑堆，底墊一次性建設(shè)，永久性堆場(不拆堆)、分層向上筑堆，共7層，每層臺(tái)階高度10 m，最終堆高70 m，按自然安息角堆放(1∶1.5)。浸金溶液通過埋在礦石下面的滴淋管滴淋到礦堆上，滴淋強(qiáng)度6 L/(m2·h)。底墊上設(shè)置了溶液收集導(dǎo)排系統(tǒng)，貴液經(jīng)溶液收集導(dǎo)排系統(tǒng)自流進(jìn)入貴液池，用泵揚(yáng)送到金回收車間。

1.3　金回收車間

貴液采用活性炭吸附工藝，共4個(gè)吸附系列，每個(gè)系列安裝炭吸附槽6臺(tái)，吸附槽規(guī)格為φ4 000 mm×7 000 mm，每個(gè)吸附槽裝2～3 t炭，每個(gè)系列處理貴液750 m3/h。溶液流動(dòng)的方向與炭串動(dòng)的方向相反。用空氣提升器按順序提炭，每天平均從炭吸附系統(tǒng)向解吸系統(tǒng)提8～10 t載金炭。第六槽(末槽)吸附后的溶液經(jīng)過安全篩進(jìn)入貧液池。浸出所需要的藥劑在貧液池添加。從第一槽(首槽)提出載金炭，炭平均載金量為1.0～1.2 kg/t，送到解吸電解系統(tǒng)。

1.4　解吸電解

選用無氰解吸同溫電積。系統(tǒng)作業(yè)溫度為150 ℃，壓力為0.5 MPa。解吸電解周期為12～16 h，貧炭品位小于50 g/t，貧液品位約0.03 g/m3，貧液返回堆場循環(huán)使用。解吸電解產(chǎn)出的金泥進(jìn)行冶煉，最終產(chǎn)品為合質(zhì)金。

2　設(shè)計(jì)優(yōu)化及技術(shù)創(chuàng)新

2.1　破碎站

2.1.1優(yōu)化破碎工藝流程

一期為中碎前設(shè)置預(yù)先篩分的三段一閉路流程，預(yù)先篩分的篩下產(chǎn)品給入檢查篩分。在二期擴(kuò)建論證期間，通過對一期生產(chǎn)實(shí)踐的充分總結(jié)，結(jié)合礦石性質(zhì)，得出了以下結(jié)論：

(1)礦石中金主要賦存于硫化物和石英-硫化物細(xì)脈中，除石英細(xì)脈外，主要由變質(zhì)程度較低的板巖、千枚巖、千枚狀片巖、片巖等淺變質(zhì)巖組成，礦石多為片狀，層狀解理發(fā)育，礦石易碎難篩。

(2)礦石干燥，含水率低，小于3%。

(3)一期中碎給礦中最終產(chǎn)品(P80=9 mm)粒級含量問題，通過測定約為10%～15%，一期粗碎使用C160顎式破碎機(jī)，若二期選用旋回破碎機(jī)，其含量應(yīng)有所提高，旋回廠家也給出了選定規(guī)格及工作排礦口下的含量，約為15%～20%。

(4)若采用中碎前設(shè)置預(yù)先篩分的三段一閉路流程，無論篩下產(chǎn)品給入何處，流程及配置均較為復(fù)雜。

綜合一期生產(chǎn)實(shí)踐，考慮上述原因，最終確定二期破碎工藝為三段一閉路流程。工藝流程優(yōu)化后，減少了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了投資和生產(chǎn)運(yùn)營成本。

2.1.2粗碎設(shè)備

對于此種規(guī)模的破碎廠，粗碎應(yīng)優(yōu)先選用旋回破碎機(jī)。其生產(chǎn)能力較高、穩(wěn)定性好，便于連續(xù)生產(chǎn)。可擠滿式給礦，破碎產(chǎn)品中過大塊少，粒度均勻，可為中碎提供較好的供礦條件。

一期粗碎選擇C160顎式破碎機(jī)2臺(tái)，設(shè)計(jì)最大給礦粒度1 000 mm。投產(chǎn)后，由于多為片狀礦石，破碎機(jī)一直處在允許的最小排礦口以下運(yùn)行，存在設(shè)備隱患，生產(chǎn)能力低，嚴(yán)重制約生產(chǎn)，投產(chǎn)后給礦粒度不得不降為650 mm，對采礦帶來一定的影響。據(jù)此二期設(shè)計(jì)選用旋回破碎機(jī)。

2.1.3篩分設(shè)備

破碎系統(tǒng)篩分設(shè)備的選型往往是設(shè)計(jì)成敗的關(guān)鍵[1]。

一期選用3種篩分設(shè)備：在顎式破碎機(jī)作業(yè)之前采用棒條篩，經(jīng)過棒條篩篩分后，篩上產(chǎn)品給入破碎機(jī)，選擇64″×24″棒條篩2臺(tái)；中碎前預(yù)先篩分選擇8′×20′圓振篩2臺(tái)；閉路篩分選擇10′×24′香蕉篩4臺(tái)。使用過程中棒條篩強(qiáng)度低，事故多；圓振篩效果較好；閉路篩分能力不足，后又增加1臺(tái)，處理能力仍不夠。

二期設(shè)計(jì)時(shí)，強(qiáng)化了閉路篩分作業(yè)，選擇TTHMSP8202振動(dòng)篩8臺(tái)(用6備2)。

2.1.4除鐵裝置

要保證中細(xì)碎破碎機(jī)的運(yùn)行，必須重視除鐵。二期設(shè)計(jì)時(shí)分析了鐵的性質(zhì)及來源，采取了相應(yīng)的除鐵方案。

中碎的鐵主要來源于采場，除鐵的難點(diǎn)在合金材質(zhì)；細(xì)碎的鐵主要來源是中碎排礦到細(xì)碎給礦前的過程中，混入的襯板碎塊等，主要材質(zhì)為普通鋼材。通過分析，確定了相應(yīng)的除鐵方案：中碎圓錐破碎機(jī)除鐵采用智能除鐵系統(tǒng)，選用智能除鐵器、金屬探測器、自動(dòng)噴漆著色器，自動(dòng)與人工手動(dòng)相結(jié)合方式除鐵；細(xì)碎圓錐破碎機(jī)除鐵選用常規(guī)電磁除鐵器。

2.1.5 膠帶輸送機(jī)

(1)適當(dāng)降低膠帶輸送機(jī)運(yùn)行速度。二期擴(kuò)建設(shè)計(jì)膠帶輸送機(jī)運(yùn)行速度控制在2.0～2.8 m/s，降低了膠帶的磨損，節(jié)約了生產(chǎn)成本。

(2)全自動(dòng)膠帶輸送機(jī)糾偏裝置的選用。生產(chǎn)中由于卸料的不均勻，常引起運(yùn)行的膠帶輸送機(jī)跑偏，對大型長距離膠帶輸送機(jī)一旦發(fā)生跑偏，糾偏較難，停車時(shí)間長，二期擴(kuò)建設(shè)計(jì)選用了全自動(dòng)膠帶輸送機(jī)糾偏裝置，杜絕了膠帶輸送機(jī)跑偏的現(xiàn)象，應(yīng)用效果良好。

2.1.6漏斗

對于大型破碎廠，漏斗等構(gòu)件工作的可靠與否、維修更換是否方便快捷等，往往是制約破碎篩分作業(yè)率的關(guān)鍵，對生產(chǎn)的影響不可低估。此類破碎廠，因單位時(shí)間內(nèi)礦石通過量大，漏斗等構(gòu)件的重量及幾何尺寸較大，承載的沖擊強(qiáng)度大，磨損劇烈，損壞失效頻繁，必須保證漏斗等構(gòu)件有一個(gè)合理的使用壽命，并兼顧維修方便、更換快捷，才能保證破碎廠生產(chǎn)持續(xù)穩(wěn)定地進(jìn)行。

一些關(guān)鍵部位的漏斗一旦損壞，須立即停車修復(fù)。如不能在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)，稍一滯后，常發(fā)生堆礦而導(dǎo)致設(shè)備事故，引起連鎖反應(yīng)，造成被迫停產(chǎn)檢修。

二期破碎漏斗設(shè)計(jì)時(shí)，針對上述問題采取了以下措施：

(1)盡量采用死角式漏斗，以期達(dá)到料打料、料磨料的作用，將沖擊磨損降到最低，如重板排礦漏斗、膠帶輸送機(jī)給、排礦連接漏斗等。

(2)采用隔板式漏斗結(jié)構(gòu)，在漏斗內(nèi)壁間隔一定距離設(shè)置隔板，這些隔板能滯留部分小粒度礦石，相當(dāng)于給漏斗內(nèi)壁增加了保護(hù)層，緩解了大塊礦石的沖擊強(qiáng)度，大大降低了對漏斗的磨損。如振動(dòng)篩篩下漏斗等。

(3)可更換內(nèi)襯式漏斗，在漏斗內(nèi)壁加裝厚度適當(dāng)?shù)目筛鼡Q襯板，定期更換，可保證一定的使用壽命。如緩沖分配礦倉下漏斗等。

2.2　堆浸場

(1)埋管滴淋技術(shù)。選用滴淋管，采用機(jī)械化埋管作業(yè)，滴淋管間距1.0 m，埋管深度0.6 m，滴淋強(qiáng)度6.0 L/(m2·h)[2]。采取埋管滴淋技術(shù)，一是防凍，實(shí)現(xiàn)冬季連續(xù)生產(chǎn)，二是減少由于蒸發(fā)造成的溶液損失，節(jié)省藥劑消耗，節(jié)水效果更明顯，有利于環(huán)境保護(hù)。該技術(shù)屬國內(nèi)首創(chuàng)，為國內(nèi)高寒地區(qū)黃金礦山堆浸場設(shè)計(jì)開創(chuàng)了先例，是堆浸技術(shù)領(lǐng)域的一次重大技術(shù)進(jìn)步。

(2)螯合劑阻垢技術(shù)。當(dāng)?shù)厮|(zhì)屬于中硬度水質(zhì)，且系統(tǒng)溶液的pH值為10～12，新水在堿性條件下反應(yīng)生成鈣鎂沉淀，在滴淋管口富集，堵塞管口，為此需對新水進(jìn)行處理，采用螯合劑阻垢法解決管路堵塞問題。其原理是：利用螯合劑的特殊性質(zhì)，對新水水質(zhì)中鈣鎂離子進(jìn)行預(yù)先絡(luò)合。在新水添加至貧液池前設(shè)置管道混合器，使新水與螯合劑充分混合均勻后加入貧液中，減少生成鈣鎂沉淀的量，不再堵塞滴淋管。

(3)貴液收集導(dǎo)排系統(tǒng)。貴液收集導(dǎo)排系統(tǒng)鋪設(shè)在整個(gè)堆浸場底墊600 mm厚的級配碎石中，多孔的貴液收集管間距15 m、直徑100 mm。收集到的貴液匯集到直徑300～610 mm的集液管[2]，其作用為收集、導(dǎo)排堆體內(nèi)的貴液。

(4)貴液池防寒技術(shù)。貴液池設(shè)計(jì)成礦堆內(nèi)的池子，貴液池內(nèi)有礦石，用于冬季阻止貴液結(jié)冰。貴液池的容量是礦石之間的孔隙提供的，同時(shí)夏季時(shí)可減少貴液的蒸發(fā)。

2.3　金回收車間

(1)無動(dòng)力吸附槽。貴液選用無動(dòng)力吸附槽，其規(guī)格為φ4 000 mm×7 000 mm，槽底設(shè)置隔炭篩網(wǎng)。通過貴液的壓頭使炭處于沸騰狀態(tài)，與貴液充分混合，實(shí)現(xiàn)吸附。無動(dòng)力吸附的優(yōu)點(diǎn)是大大減少炭的磨損，避免金屬流失。

(2)粉炭回收。金回收車間產(chǎn)生的粉炭可隨貧液返回礦堆中，對于永久性堆場，更應(yīng)給予足夠的重視。粉炭回收一方面選用先進(jìn)設(shè)備，強(qiáng)化吸附后的安全篩作業(yè)；另一方面選用濃密機(jī)和板框壓濾機(jī)從生產(chǎn)廢液里回收。上述措施，大大減少了進(jìn)入貧液中的粉炭量，減少金的損失，提高金的回收率。

3　實(shí)際生產(chǎn)情況

該項(xiàng)目擴(kuò)建投產(chǎn)后，生產(chǎn)能力、技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到或超過設(shè)計(jì)指標(biāo)，并穩(wěn)產(chǎn)至今。礦山生產(chǎn)3 a來，年產(chǎn)金約6 t。生產(chǎn)實(shí)踐證明：通過設(shè)計(jì)優(yōu)化和技術(shù)創(chuàng)新，破碎站降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間；堆浸場冬季實(shí)現(xiàn)了連續(xù)生產(chǎn)，節(jié)水約39.6×104t/a，多產(chǎn)出黃金約1 500 kg/a，效益明顯。

礦山擴(kuò)建投產(chǎn)1 a后，設(shè)計(jì)成果質(zhì)量高，廠址選擇及總體布置合理，確定的工藝流程及指標(biāo)可靠，生產(chǎn)穩(wěn)定，主要設(shè)備選型先進(jìn)合理、操作管理方便，設(shè)計(jì)優(yōu)化和技術(shù)創(chuàng)新環(huán)節(jié)減少了投資，降低了生產(chǎn)成本，收效顯著[3]。

4　結(jié)　語

對于大型礦山設(shè)計(jì)項(xiàng)目，高質(zhì)量的設(shè)計(jì)，對加快礦山建設(shè)速度、節(jié)約建設(shè)投資、確保工程質(zhì)量起著決定性作用，技術(shù)創(chuàng)新和優(yōu)化是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。某大型金礦設(shè)計(jì)項(xiàng)目生產(chǎn)實(shí)踐表明：設(shè)計(jì)優(yōu)化和技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用效果顯著，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益最大化。該礦的生產(chǎn)實(shí)踐為大規(guī)模低品位黃金礦的開發(fā)與生產(chǎn)起到了良好的示范作用。

[1]中國恩菲工程技術(shù)有限公司.GB 50782—2012有色金屬選礦廠工藝設(shè)計(jì)規(guī)范[S]:北京:中國計(jì)劃出版社，2012.

[2]長春黃金設(shè)計(jì)院.內(nèi)蒙古某礦業(yè)有限公司擴(kuò)建工程初步設(shè)計(jì)說明書[R].長春：長春黃金設(shè)計(jì)院，2014.

[3]趙健偉.內(nèi)蒙古某礦業(yè)有限公司擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)回訪報(bào)告[R].長春：長春黃金設(shè)計(jì)院，2014.