銅綠山選礦新系統(tǒng)磁選流程優(yōu)化實(shí)踐

程國(guó)柱

（大冶有色金屬集團(tuán)控股有限公司，湖北 黃石 435005）

1 引言

銅綠山選礦新系統(tǒng)于2014年底建成投產(chǎn)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)規(guī)模4500t/d，設(shè)計(jì)工藝流程為：常規(guī)三段一閉路碎礦+一段閉路磨礦+先浮選選銅，后磁選選鐵流程。該流程經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的生產(chǎn)調(diào)試，選銅指標(biāo)基本能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求，但選鐵指標(biāo)不太理想，尤其表現(xiàn)在鐵精礦品位與設(shè)計(jì)指標(biāo)之間相差較大（鐵精礦品位設(shè)計(jì)為64%，而現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際鐵精礦品位只有60.20%），為了查找原因，對(duì)現(xiàn)有選鐵流程進(jìn)行了考查，并在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了不同流程的生產(chǎn)試驗(yàn)探索，提出了適宜選鐵流程方案，將鐵精礦品位由原來(lái)的60.20%提高到64%以上。

2 礦石性質(zhì)

銅綠山銅鐵礦床為大型矽卡巖礦床，銅礦物以黃銅礦居多，其次是黃鐵礦、斑銅礦、輝銅礦，再次是砷黝銅礦、閃鋅礦。鐵礦物主要是磁鐵礦，占總鐵含量的50%左右，其次是赤鐵礦和褐鐵礦，其它為硫化鐵、硅酸鐵、碳酸鐵。脈石礦物主要有方解石、白云石、石英、玉髓、石榴子石、透輝石、金云母等，次鈉長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、蒙脫石、綠泥石、多水高嶺石、石膏、重晶石等。

表1 原礦多元素化學(xué)成分分析結(jié)果

表2 鐵物相分析結(jié)果

3 選鐵工藝流程

選礦新系統(tǒng)設(shè)計(jì)選鐵工藝流程為“一粗一掃，掃選精礦再磨再選”流程，粗選精礦和再磨再選精礦合并為鐵精礦，掃選尾礦和再磨再選尾礦合并尾礦。粗選設(shè)備為2臺(tái)CTB1245磁選機(jī)，磁場(chǎng)強(qiáng)度為0.16T；掃選設(shè)備2臺(tái)CTB1245磁選機(jī)，磁場(chǎng)強(qiáng)度為0.35T；精選設(shè)備1臺(tái)CTB1024磁選機(jī)，磁場(chǎng)強(qiáng)度為0.16T；掃選精礦再磨設(shè)備為MQY1530球磨機(jī)，分級(jí)設(shè)備為1臺(tái)HGZS33-1207Z高頻振動(dòng)篩。流程圖如圖1所示。

圖1 設(shè)計(jì)選鐵工藝流程

4 生產(chǎn)運(yùn)行指標(biāo)

銅綠山選礦新系統(tǒng)經(jīng)過(guò)調(diào)試后，選鐵生產(chǎn)運(yùn)行指標(biāo)如表3。

表3 新系統(tǒng)選鐵生產(chǎn)指標(biāo)

從表3結(jié)果看：4～6月份，新系統(tǒng)鐵精礦品位在59%～61%徘徊，平均品位為60.20%，與設(shè)計(jì)品位64%相比，還存在較大的差距。

5 磁選流程考查分析

2015年6月份，對(duì)銅綠山選礦新系統(tǒng)磁選流程進(jìn)行了取樣考查分析，結(jié)果如表4。

表4 選鐵流程考查結(jié)果

流程考查結(jié)果分析：

（1）原礦鐵品位22.58%，其中磁性鐵含量為11.63%，非磁性鐵含量為10.95%。

（2）粗選精礦產(chǎn)出率較高，達(dá)到了21.21%，說(shuō)明大部分磁性礦物從粗選回收。

（3）掃選精礦產(chǎn)出率很低，僅為1.16%，導(dǎo)致磨礦負(fù)荷嚴(yán)重不足，基本處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)。

（4） 鐵精礦品位不達(dá)標(biāo)，粗選鐵精礦品位59.85%，精選為63.75%，混合鐵精礦僅為59.92%。

（5） 掃選尾礦磁性鐵含量0.89%，精選尾礦磁性鐵含量為1.65%，總尾磁性鐵含量為0.91%。

6 選鐵工藝優(yōu)化

6.1 粗選磁偏角優(yōu)化試驗(yàn)

為了降低粗選精礦產(chǎn)出率，提高粗選精礦品位，對(duì)粗選作業(yè)進(jìn)行了磁偏角調(diào)整試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果如表5。

表5 粗選磁偏角調(diào)整實(shí)驗(yàn)結(jié)果

從表5結(jié)果看，通過(guò)磁系偏角在-10°至5°調(diào)整，尾礦磁性鐵基本在0.76%～0.87%之間，作業(yè)回收率均較好，但鐵精礦品位在57%～60%范圍之間，其中磁系偏角在-5°時(shí)，鐵精礦品位60.44%為最高，品位有所提高，但提升不明顯。

6.2 增大礦粒距磁級(jí)表面距離試驗(yàn)

為了降低粗選精礦產(chǎn)出率，提高粗選精礦品位，不增加新設(shè)備的條件下，在筒體基座處加墊片抬高磁選機(jī)，增大礦粒距磁級(jí)表面距離試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果如表6。

表6 粗選磁滾筒墊片實(shí)驗(yàn)結(jié)果

從表6結(jié)果看，粗選筒體加墊片后，鐵精礦品位為60.56%，較不加墊片品位提高0.12%，提升幅度較小。

6.3 流程結(jié)構(gòu)優(yōu)化試驗(yàn)

在調(diào)整磁偏角、抬高磁選機(jī)滾筒效果不明顯的情況下，現(xiàn)場(chǎng)在原有設(shè)備基礎(chǔ)上，進(jìn)行了流程結(jié)構(gòu)優(yōu)化試驗(yàn)。

6.3.1 一粗一掃，掃選精礦再選流程

取消磨礦分級(jí)作業(yè)，將原有掃選精礦直接進(jìn)新系統(tǒng)精選作業(yè)。具體流程如圖3，試驗(yàn)結(jié)果如表7。

圖3 一粗一掃+掃精作業(yè)流程

表7 一粗一掃+掃精流程實(shí)驗(yàn)結(jié)果

從表7可以看出，粗選鐵精礦品位為60.32%，掃選精礦品位為59.42%，掃精精礦品位為61.06%，粗選和掃精精礦合并后，品位為60.48%。由于掃選產(chǎn)率較小，掃精作業(yè)不能滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，精礦未能富集，導(dǎo)致精礦品位沒(méi)有明顯提升。

6.3.2 一粗一掃，粗、掃選精礦合并再精選流程

停用新系統(tǒng)精選機(jī)，將粗選和掃選精礦合并，通過(guò)管道輸送至老系統(tǒng)精選機(jī)進(jìn)行一次精選。具體流程如圖4，試驗(yàn)結(jié)果如表8。

圖4 一粗一掃一精作業(yè)流程

表8 一粗一掃一精流程實(shí)驗(yàn)結(jié)果

從表8可以看出，粗選精礦品位為60.45%，掃選精礦品位為58.37%，兩者精礦合并到老廠房精選后品位達(dá)63.57%，精礦品位達(dá)到計(jì)劃要求。但存在流程區(qū)域跨度大，管線長(zhǎng)，不利于人員操作看管，同時(shí)增加礦漿泵電能消耗，增加生產(chǎn)成本。另外老廠房精選設(shè)備陳舊，精選尾礦磁性鐵含量偏高，達(dá)2.445%，金屬損失較高等不利因素。

6.3.3 一粗一精流程

將掃選磁選機(jī)滾筒與粗選磁選機(jī)滾筒對(duì)調(diào)，原掃選機(jī)改為粗選，原粗選機(jī)改為精選,兩臺(tái)粗選精礦合并進(jìn)一臺(tái)精選機(jī)精選。具體流程如圖5，試驗(yàn)結(jié)果如表9。

從表9可以看出，通過(guò)場(chǎng)強(qiáng)0.35T粗選，鐵精礦品位為59.90%，尾礦磁性鐵含量為0.745%，經(jīng)場(chǎng)強(qiáng)0.16T精選后精礦品位為65.04%，總尾礦磁性鐵含量為在0.798%。精礦品位得到大幅度的提高，同時(shí)尾礦磁性鐵含量也得到較好的控制,并且流程得較大程度的簡(jiǎn)化。

圖5 一粗一精作業(yè)流程

表9 一粗一精流程實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表10 裝機(jī)功率對(duì)比

6.3.4 不同流程結(jié)構(gòu)的裝機(jī)功率比較

原設(shè)計(jì)流程及流程結(jié)構(gòu)優(yōu)化后裝機(jī)功率分析結(jié)果見(jiàn)表10。

從表10可以看出，通過(guò)對(duì)流程進(jìn)行不同結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整后。裝機(jī)功率由199.5kW/h減少至55.5kW/h，流程配置簡(jiǎn)化后，設(shè)備得以減少，能耗大幅度降低。

6.3.5 流程改造生產(chǎn)指標(biāo)分析比較

由于原設(shè)計(jì)“一粗一掃，掃選精礦再磨再選”流程，粗選精礦產(chǎn)出率較高，達(dá)到了21.21%，精礦品位為59.85%，沒(méi)有達(dá)到優(yōu)選選出一部分合格鐵精礦設(shè)計(jì)目的，同時(shí)掃選精礦產(chǎn)出率很低，僅為1.16%，導(dǎo)致磨礦負(fù)荷嚴(yán)重不足，基本處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)。

2016年1月，將原流程中精選磁選機(jī)和磨機(jī)撤掉，原掃選磁選機(jī)滾筒與粗選磁選機(jī)滾筒對(duì)調(diào)，兩臺(tái)粗選精礦合并一臺(tái)精選機(jī)進(jìn)行精選。原粗選滾筒和掃選對(duì)調(diào)后，粗選場(chǎng)強(qiáng)為0.35T，精選場(chǎng)強(qiáng)為0.16T。磁選流程改造實(shí)施前后鐵精礦品位、磁尾磁性鐵含量等生產(chǎn)指標(biāo)分析如表11所示。

表11 改造前后指標(biāo)對(duì)比

改造實(shí)施前后指標(biāo)分析：

（1）改造“一粗一精”流程后，生產(chǎn)中鐵精礦品位由60.20%提高至64.14%，達(dá)到設(shè)計(jì)出廠要求；

（2）由于原設(shè)計(jì)流程掃選和精選產(chǎn)率較小，且濃度低，礦漿流速快，筒體精礦卸礦不徹底等不利因素，導(dǎo)致掃選和精選尾礦磁性鐵含量分別達(dá)到0.89%和1.65%，流程改造后，解決了上述不利因素，粗選和精選尾礦磁性鐵含量分別控制在0.745%和1.539%。生產(chǎn)運(yùn)行一年來(lái)看，最終總尾礦磁性鐵含量由0.902%降低至0.791%，尾礦磁選鐵含量得到較好的控制；

（3）從生產(chǎn)成本分析來(lái)看，流程改造后，裝機(jī)功率由199.5kW/h減少至55.5kW/h，流程配置簡(jiǎn)化后，設(shè)備得以減少，備品備件材料成本大幅度降低。

7 經(jīng)濟(jì)效益測(cè)算

7.1 提高鐵精礦品位產(chǎn)生的效益測(cè)算

磁選流程優(yōu)化改造后，2016年實(shí)際生產(chǎn)鐵精礦品位為64.14%，與調(diào)試初期新系統(tǒng)鐵精礦品位60.20%相比，鐵精礦品位提高3.94%。按年產(chǎn)鐵精礦24萬(wàn)t，精礦品位每提高1%，銷(xiāo)售價(jià)提高10元/噸計(jì)算，增加利潤(rùn)：24萬(wàn)t×3.94%×10元/t=945.6萬(wàn)元/年

7.2 節(jié)約材料成本

原流程球磨襯板鋼耗10萬(wàn)/年，鋼球消耗25萬(wàn)/年，高頻篩網(wǎng)10萬(wàn)/年，其它備品備件及檢修費(fèi)用20萬(wàn)/年，合計(jì)65萬(wàn)元/年，改造后此項(xiàng)成本可節(jié)支。

7.3 節(jié)約電耗成本

設(shè)計(jì)磁選流程裝機(jī)容量為199.5kW，優(yōu)化改造后裝機(jī)容量為55.5kW，按功率因素0.8，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率90%，電價(jià)0.66元/kWh計(jì)算，節(jié)約電耗成本：（199.5-55.5）×0.8×24×365×90%×0.66=59.95萬(wàn)元/年。

7.4 年創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益

提高選鐵技術(shù)指標(biāo)和節(jié)約成本消耗，年創(chuàng)效為：945.6+65+59.95=1070.55（萬(wàn)元/年）。

8 結(jié)語(yǔ)

（1） 由于原設(shè)計(jì)“一粗一掃，掃選精礦再磨再選”流程，粗選精礦產(chǎn)出率較高，精礦品位為59.85%，沒(méi)有達(dá)到優(yōu)選選出一部分合格鐵精礦設(shè)計(jì)目的，同時(shí)掃選精礦產(chǎn)出率很低，導(dǎo)致磨礦負(fù)荷嚴(yán)重不足，基本處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，因此確定改造為“一粗一掃”流程，將原粗選滾筒和掃選對(duì)調(diào)后，粗選場(chǎng)強(qiáng)為0.35T,精選場(chǎng)強(qiáng)為0.16T。

（2）改造后，生產(chǎn)中鐵精礦品位可達(dá)64.14%，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)出廠要求，并且通過(guò)粗選強(qiáng)力回收，總尾礦磁性鐵降低為0.791%，，鐵尾磁性鐵得到較好的控制。

（3）結(jié)構(gòu)流程改造后，確定選用2臺(tái)CTB1245作為粗選，1臺(tái)CTB1245作為精選，流程配置簡(jiǎn)單化，人員便于操作看管，設(shè)備減少，能耗大幅度降低，僅年節(jié)省電能費(fèi)用達(dá)59.95萬(wàn)元，生產(chǎn)備件材料成本可節(jié)約65萬(wàn)元。（4）改造后年經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)：提高鐵精礦品位產(chǎn)生年效益為945.6萬(wàn)元，節(jié)約材料成本65萬(wàn)元和電耗成本59.95萬(wàn)元，年創(chuàng)效可達(dá)1070.55萬(wàn)元，真正達(dá)到節(jié)能降耗，提質(zhì)增效目的。