選礦過程工藝指標確定方法及應用

蔡小勇，方 霖，熊 立

（1.江西省地礦資源勘查開發中心，江西 南昌 330030；2.江西省地礦資源勘查開發有限公司，江西 南昌 330030）

1 選礦工藝流程分析

對于礦產資源的選礦工藝流程進行分析，首先要了解選礦工藝中的生產線設備，生產線設備包括分揀機、磁選機、浮選機、破碎機、球磨機、濃縮機和烘干機等等，這些生產線設備與帶式輸送機、礦機、提升機等共同組成完整的選礦生產線。

在選礦生產線中的工控系統主要由PLC機進行控制，由PLC綜合控制選礦流程。PLC綜合控制的生產線特點主要包括高效率、低能耗、強經濟性，能夠保證選礦過程的順利開展[1]。

對于選礦工藝流程，主要可以分成分選前期的準備工作、分選作業、分選后產品處理作業這三道流程。

流程一，分選前期的準備工作。選礦過程的前期準備工作比較重要，是整個選礦過程的基礎，整個工作主要包括處理原礦石，破碎涵蓋、篩分涵蓋和研磨、分級等工序。準備工作階段的工作目的在于單體分離礦物與脈石礦物，這樣可以保證能作為用途的礦物之間單體的相互解離。通過開展分選前的準備工作，能夠有效保證下一步的選礦分離工作順利開展。

流程二，分選作業。這一階段的工作目的是為了分離礦物與脈石，分選方式包括重選、磁選、電選和浮選等，這些分選方式能夠起到很好地分離工作，然后借助礦物間的相互分離工作最終獲得礦產產品。在分選作業中，第一步首先是粗選，粗選完成后得到的產物應該再進行進一步的選別，這樣能夠獲得更高質量的礦物，這一步被稱之為精選；通過粗選出來的礦物要進行二次篩選，中礦進行粗選或是單獨處理可以有效的提升回收率，這一道工序又被稱為掃選，掃選之后的剩余產物為尾礦。具體分選作業是利用分級機借助固體顆粒的比重在不同沉淀速度的不同原理，實現礦石混合物的清洗以及分級。

流程三、選后產品的處理作業。獲得成品之后，要處理精礦、尾礦產品，主要用到的工藝是脫水、顆粒物沉淀、過濾和干燥等。其中脫水處理主要包括濃縮機，利用烘干機來對礦物質進行烘干處理。

2 選礦工藝指標間的關系及其確定過程

針對選礦廠的生產計劃，每日的計劃工作要將當日原礦種類及其數量進行選別，選擇依據要按照各種礦石的塊礦率，這樣可以就當日強、弱磁一系列的塊礦以及粉礦的總投入量和相對應的品位有效確定下來，一般情況下廢石品位與廢石率都是規定數值，利用物料平衡與金屬平衡的原則來獲取焙燒礦品位。一定要充分考慮綜合精礦品位、金屬回收率以及產量，才能確定入選的原礦。

對于選礦過程的工藝指標，主要包括四個指標，這四個指標分別是弱磁精礦與尾礦品位、強磁精礦與尾礦品位，這四項工藝指標決定了強磁與弱磁兩個系列之間選擇怎樣的配合方式，同時也決定了金屬回收率的貢獻比以及精礦品位和精礦產量。在將入選的原礦情況確定之后，一定要根據規范標準來選擇最佳的配合比例，這樣的做法是充分保證了精礦的品位，而且能夠獲得較高的精礦產量、高金屬回收率；再有就是，這四個工藝指標的最佳配合比例容易受到其他因素的影響，影響因素包括強磁與弱磁的磨礦粒束縛、預選前備好的一次溢流回收率，將這些因素考慮在內實現最佳的產量、金屬回收率。綜合分析可以了解到，入選的原礦確定以后，決定能夠完成多少綜合生產指標總量的因素就是各個工序具體的工藝指標，因此一定要確定好選礦過程的工藝指標。

當前階段，選礦廠的幾個重要工藝指標（豎爐、強磁與弱磁磨礦工序）都在一個具體的目標范圍以內被鎖定了，只要所有礦石能夠達到目標范圍的具體要求就可以。但是選礦工程師在開展實際的應用過程中，往往會憑借個人的經驗來決定磨礦的粒度。選礦廠工藝部門根據入選礦石的典型性質來選擇強磁與弱磁的工藝指標，原則底線為金屬最高回收率，這樣可以確定出在理想狀態下弱磁尾礦和精礦品位、強磁尾礦和精礦品位的配合方式。但這是理想狀態下的選擇方式，一旦實際中因為具體入選礦石的差異就會達不到設定的理想結果。因此，作為選礦工程師，一定要借助先進工藝系統，動態調控4個指標的配比方式，確保選礦工藝順利開展。

3 工業應用

針對A選礦廠的實際需要，對礦廠各工序工藝指標目標值的軟件系統進行開發確定，軟件系統是選礦企業實施MES的其中一個子系統，這一系統屬于過渡層，處在生產過程管理和生產過程控制中間，能夠實現過程管理系統的信息共享和對過程控制系統設定指標的下裝。

軟件系統初始案例庫數據主要從選礦廠2017和2018年兩年的數據記錄，入選礦廠的原礦一共4種，這4種分別是預選礦、未預選礦、黑溝礦和大堆粉礦。

第一步，對數據進行預處理并且刪除精礦總品位不合格的記錄，總共獲得650條記錄來組成數據挖掘的基礎；接下來，原礦分類利用自組織映射神經網絡，提取每一類入選礦石情況中具有最高金屬回收率的記錄，一共獲取48條初始案例。

分析軟件系統的特點考慮到使用系統的用戶不多，因此系統選擇交互性強、響應速度高的C/S模式，這一系統主要組成有界面前臺、數據庫后臺和輔助軟件實現功能，系統能夠兼顧上層管理和下層控制，能夠利用Oracle客戶端訪問管理層Oracle數據庫服務器，還能夠通過OPC通信實現對下層Rsview優化控制系統的數據傳送。

作為選礦工程師，通過輸入當日的綜合生產指標、入選原礦以后，系統能夠給出當天每一道工序需要獲得的工藝指標。

這一系統能夠同局部控制優化系統實現相互之間的配合，通過一段時間連續運行以后統計數據發現金屬回收率相比原先提高了2.01%，精礦品位相比原先提高了0.57%，經濟效益有了明顯的提高。

4 結語

礦產工業在國民經濟中有著非常重要的地位，對于礦產工業中的礦產資源要實現高利用率，必須要優化選礦過程工藝指標，作為選礦過程的各道工序一定要考慮工藝指標的最佳配合比，這些都會對選礦廠的經濟效益有著直接的影響。因此，一定要確定礦石的入選情況，對選礦工藝指標的配比關系進行準確掌握，確保選礦系統的持續穩定發展。