半自磨工藝在大型礦山選礦中的應用

宋 龑

（長沙有色冶金設計研究院有限公司，湖南 長沙 410019）

在礦山選礦中，碎磨工序至關重要，可將礦石與脈石礦物進行有效分離，進而為礦物級別分類奠定基礎。傳統的礦產資源研磨工序比較多，需應用多種設備，在研磨過程中會產生大量粉塵。半自磨工藝可對礦石進行粗碎處理，然后再進行磨礦處理，作業流程少，不會產生大量粉塵，因此，亟需對半自磨工藝在大型礦山選礦中的應用進行深入研究。

1 半自磨工藝特點

（1）操作流程簡單。半自磨可有效解決濕黏礦石流程不暢的問題，無需對破碎粉塵進行回收和處理，為選礦流程自動化控制奠定基礎。

（2）應用成本低。半自磨工藝兼具沖擊破碎以及研磨優勢，機械設備逐漸朝向大型化方向發展，可被推廣應用于大型礦山選礦中。另外，無需設置細碎廠房、篩分廠房、輸送機以及吸塵設備，占地面積小、基建投資少，應用成本比較低。

（3）有利于礦物選別。半自磨工藝將礦石本身作為磨礦介質，在對復雜硫化礦進行礦物浮選時，回收率比較高。在常規碎磨工藝中，將鋼球作為磨礦介質，在礦漿中，Fe2可形成Fe（OH）2，進而吸附在礦物表面，導致礦物表面電化學性質發生變化，影響礦物可浮性。通過應用半自磨工藝，能夠有效減少磨礦介質對于礦物浮選性所造成的不良影響。

（4）自動化水平高。在半自磨機的實際應用中，要求將礦石作為介質進行磨礦，磨礦石性質會對磨礦效率產生較大影響，半自磨機可對給礦量進行靈活調節，同時很多半自磨機中安裝變速驅動裝置，可根據礦石硬度、粒度，對磨機轉速進行調整，進而保證磨礦產品性質穩定。

2 半自磨（自磨）工藝的適應性

在選礦工藝中，“自磨”指的是將磨礦石作為磨礦介質，在磨礦機中對礦石進行研磨，而“半自磨”則是在自磨的基礎上，在磨礦機中加入一定量的鋼球，彌補礦石介質的不足。在半自磨選礦工藝的實際應用中，要求根據選礦生產實際情況加入一定比例的鋼球，一般可采用粗碎方式對礦石進行破碎處理，將礦石粒度控制在-300mm左右，然后再作為半自磨機的給礦。與自磨選礦工藝相比，半自磨工藝對于礦石性質變化的適應能力比較強，尤其是半自磨工藝對于礦石硬度變化的適應性比較強，因此半自磨的應用優勢明顯。與自磨機相比，半自磨機的磨礦產品粒度差異比較大，比如，在對某鐵礦山礦石進行選礦時，在應用自磨工藝后，可獲得非常細的篩下產品，P80為0.2mm，而能耗為12kWh/t，在應用半自磨選礦工藝后，篩下物料P80達0.45mm，同時能耗降低至6.9kWh/t。有些大型礦山礦石的含泥量和含水率均比較高，對此，可采用半自磨工藝進行選礦。比如，某露天礦山環境潮濕，高品位礦石位于露天礦底部，而這一區域含有大量泥層、黏土礦物以及滑石礦物。在該礦山選礦時，如果采用常規碎磨設備，則在對混合礦石進行選礦處理時，細粒礦石潮濕，可能會造成篩分機、給礦機以及排礦溜槽堵塞，進而影響礦物產量，由于破碎機無法正常生產，因此，為了有效解決這一問題，要求降低球磨機生產力。對此，可利用半自磨機對這類礦石進行選礦處理，可有效解決管道堵塞問題，保證選礦流程的持續性。在礦山選礦中，半自磨工藝與自磨工藝類似，但是對于半自磨回路的控制方式更加便捷。

3 半自磨工藝在大型礦山選礦中的應用實例

（1）礦區概況。某選礦廠主要處理金礦石，礦石中含有大量砷、黏土以及碳，并且金主要以顯微、超顯微的狀態包裹與黃鐵礦以及毒砂中，選礦難度較大。在該選礦廠磨礦工藝設計中，擬定采用半自磨以及球磨閉路磨礦方式，但是礦石中黏土含量比較高，在試運行中磨礦負荷穩定性比較差，對此，采用濕式半自磨機與分級機閉路流程，可簡化選礦流程，提升磨礦效率。

（2）礦石性質。礦石為難處理金礦石，在礦石中金礦物為自然金，金屬硫化物為黃鐵礦、毒砂、黃銅礦、輝銻礦等。金礦物粒度大多低于5μm，硫化物中，金含量為87.21%，脈石包裹金中，金含量為7.34%。

（3）設計工藝流程。在碎礦、磨礦系統設計中，采用濕式半自磨聯合球磨工藝。浮選流程包括一次粗選、三次掃選以及三次精選。對于金精礦，可應用二段脫水流程，首先進行濃縮處理，然后再過濾，在過濾完成后，濾餅含水量為10%。

（4）試生產實踐。在選礦工藝原設計方案中，選礦設備處理能力要求為800t/d，礦石硬度f=8～10，一段閉路磨礦，二段磨礦采用球磨機。在經過試生產后發現，原設計方案出現弊端，兩段磨礦可分別進行粗磨或者細磨，一段磨礦能力超過原設計標準，導致兩段磨礦負荷差異性比較大，在選礦過程中會出現礦石過磨的問題，增加能耗。

圖1 改造后的選礦工藝原則流程

（5）技術改造實踐。在該選礦廠兩段磨礦流程中所配置的設備比較多，操作復雜，負荷不平衡問題嚴重，進而影響選別指標，主要原因在于礦石硬度比較低，含泥量高，礦石易磨。綜合考慮礦石性質以及現場實際情況，制定多個改進方案，最終確定適當增加自磨機鋼球配比，同時去除二段細磨流程，并應用自磨機與分級機構成閉路磨礦工藝，新型選礦工藝流程如圖1所示。

（6）技術改造效果。在對該礦產企業選礦工藝進行技術改造后，在經生產運行后，一段磨礦流程設備的配置方式簡單，操作便捷，分級機溢流濃度在27%以上，同時，溢流細度可達到-200目91%，符合該選礦廠浮選工藝要求。另外，與原有生產工藝相比，應用成本比較低，能夠有效減少球磨機輔助設備以及螺栓耗材和維護所需成本，提升選礦產經濟效益。

4 結語

綜上所述，本文主要結合實例，對半自磨碎磨工藝在大型礦山選礦中的應用方式進行了詳細探究。現如今，礦山開采規模不斷擴大，礦產企業選礦技術水平不斷提高，半自磨設備以及工藝均快速發展。在傳統選礦工藝中，流程復雜，所需設備類型較多，并且粉塵大，容易造成資源浪費，根據本次研究發現，通過將半自磨選礦技術應用于大型礦山選礦中，將半自磨機與分級機閉路流程進行有效結合，可簡化選礦工藝流程，提升磨礦產品質量以及資源回收率，進而降低選礦企業選礦成本，促進企業經濟效益的增加。