低貧金礦工藝改進(jìn)探討*

王 前 顧法禮 李會(huì)建 劉 帥 薛 鵬

(山東華特磁電科技股份有限公司 山東 臨朐 262600)

前言

我國(guó)的金礦資源比較豐富，基本上每個(gè)省都有黃金資源，目前探明礦區(qū)1 265處，總保有儲(chǔ)量4 265 t，資源儲(chǔ)量1 159.1 t，保有儲(chǔ)量787.4 t，居世界第7位。我國(guó)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的金礦物有38種，若包括亞種和變種則達(dá)46種，據(jù)全國(guó)礦產(chǎn)儲(chǔ)量匯總表統(tǒng)計(jì)，1996年末，其中巖金2 515.8 t,占59%，砂金557.42 t，占13.1%，共伴生金1 191.56 t，占27.9%。

我國(guó)的金礦類型繁多，成礦的地質(zhì)條件各異，主要產(chǎn)生于破碎帶蝕變巖型、石英脈型及火山-次火山熱液型三者約占金礦總儲(chǔ)量的94%。因此形成的我國(guó)金礦產(chǎn)資源所具有的特點(diǎn)：

(1)礦床類型多，但缺少世界級(jí)的大型礦床；

(2)大型、特大型金礦床少，中小型金礦床多；

(3)資源分布廣泛，儲(chǔ)量相對(duì)集中；

(4)金礦床中富礦少，中等品位多，品位變化大，貧富懸殊；

(5)伴生金儲(chǔ)量占有重要位置；

(6)金礦成礦時(shí)代廣泛，可以形成于各個(gè)地址時(shí)期。

金礦資源的分類很多，一般根據(jù)選礦實(shí)際情況，將金的礦石劃分為貧硫化物金礦石，多硫化物金礦石，含金多金屬礦石，含蹄化金金礦石，含金銅礦石。對(duì)于葉片狀、鱗片狀及板狀金易于用浮選以氰化法回收，而不宜用重選或混汞；粒狀和球狀金則適于重選和混汞，卻不利于浮選；金主要嵌布在硫化礦物中，特別是嵌布在黃鐵礦、黃銅礦中最多，在矽卡巖型銅鐵礦床中，黃銅礦是金的主要富集礦物，而在金礦床中黃鐵礦又往往是金的富集礦物。

隨著金礦的不斷開(kāi)采，可開(kāi)發(fā)利用的金礦資源日趨減少，金礦原礦品位不斷貧化，越來(lái)越多的微細(xì)粒級(jí)貧礦石得到利用，目前我國(guó)招遠(yuǎn)地區(qū)的許多金礦，工業(yè)選礦品位已經(jīng)低于2 g/t，而且這些金礦嵌布粒度比較細(xì)小，因而為將金礦單體解離需要磨礦細(xì)度越來(lái)越細(xì)，造成能耗越來(lái)越高，從而提高了選礦成本。

為解決低貧金礦磨礦能耗過(guò)高的問(wèn)題，筆者對(duì)金礦破碎及磨礦進(jìn)行了研究，最終發(fā)現(xiàn)高壓輥磨機(jī)在破磨流程中能夠起到大幅度降低能耗的作用。20世紀(jì)70年代末，德國(guó)Kausthal 技術(shù)大學(xué)的Kschonert教授提出了料層粉碎原理，并設(shè)計(jì)出高壓輥磨機(jī)。料層粉碎原理說(shuō)明礦石在對(duì)壓輥的高壓載荷作用下，內(nèi)部受到極大的創(chuàng)傷并產(chǎn)生眾多的微裂紋，甚至直接被擠壓成餅狀或更細(xì)粒度，從而大幅度減少了使后續(xù)磨礦的工作量。20世紀(jì)80年代末，德國(guó)洪堡公司(KDH)依據(jù)德國(guó)Kausthal大學(xué)礦物工程學(xué)院蕭納特的理論研究成果，研制開(kāi)發(fā)出第一臺(tái)高壓輥磨機(jī)，又稱輥壓機(jī)。輥磨機(jī)開(kāi)始普遍應(yīng)用于水泥行業(yè)，其應(yīng)用技術(shù)也達(dá)到一定水平，趨于成熟，為水泥行業(yè)提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本起到了關(guān)鍵作用。

經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，高壓輥磨機(jī)在金屬礦山、水泥、電廠磨煤等行業(yè)應(yīng)用方面取得了突破性進(jìn)展，如德國(guó)洪堡公司(KDH)的鐵礦石輥磨機(jī)、美國(guó)BH、DH系列型煤輥壓機(jī)等。但由于高壓輥磨機(jī)是一種新型設(shè)備，并且價(jià)格較高，工藝推廣相對(duì)滯后，在我國(guó)仍沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用，國(guó)內(nèi)僅有三山島金礦、沂水金礦等寥寥幾家投入應(yīng)用。高壓輥磨機(jī)工作原理見(jiàn)圖1。

Ⅰ第一粉碎區(qū)段 Ⅱ第二粉碎區(qū)段 Ⅲ第三粉碎區(qū)段 Ⅳ第四粉碎區(qū)段

為解決低貧金礦嵌布粒度過(guò)細(xì)，磨礦成本過(guò)高的問(wèn)題，依據(jù)多破少磨的原則，對(duì)膠東某金礦選礦工藝進(jìn)行了研究，對(duì)其礦進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)情況如下：

取樣為現(xiàn)場(chǎng)細(xì)碎圓錐篩下物料：

原礦樣粒度篩分、雙傳動(dòng)高壓輥磨機(jī)開(kāi)路輥壓粒度分析如表1所示。

雙傳動(dòng)高壓輥磨機(jī)-5 mm閉路輥壓粒度分析如表2所示。

表1 原礦樣粒度篩分、雙傳動(dòng)高壓輥磨機(jī)開(kāi)路輥壓粒度分析

續(xù)表1

表2 雙傳動(dòng)高壓輥磨機(jī)-5 mm閉路輥壓粒度分析

1 推薦技改提產(chǎn)工藝流程

現(xiàn)有的工藝流程圖如圖2所示。

技改流程中原破碎流程不變，保留原來(lái)的HP300及HP500圓錐破碎機(jī)，但HP300細(xì)圓錐破碎機(jī)出料粒度由原來(lái)的-12變?yōu)?25，大幅度提高了破碎段產(chǎn)量，合格礦石全部進(jìn)入高壓輥磨機(jī)和微粉篩系統(tǒng)，閉路循環(huán)獲得-5 mm物料給入MQG3660球磨機(jī)。

2 技改提產(chǎn)能力計(jì)算

2.1 現(xiàn)場(chǎng)MQYG3660球磨機(jī)磨礦分級(jí)系統(tǒng)

目前該磨礦分級(jí)系統(tǒng)入料粒度為-12 mm，-200目含量4.3%，磨礦細(xì)度-200目含量60%。MQYG3660獨(dú)立分級(jí)處理量按108 t/h，利用容積法，計(jì)算現(xiàn)有磨礦分級(jí)系統(tǒng)效率：

1.094t/(m3·h)

圖2 現(xiàn)有工藝流程

圖3 技改提產(chǎn)工藝流程

高壓輥磨機(jī)-5 mm閉路提產(chǎn)能力計(jì)算：

根據(jù)高壓輥磨實(shí)驗(yàn)篩析結(jié)果，細(xì)碎圓錐篩下物料經(jīng)高壓輥磨機(jī)閉路系統(tǒng)處理后，入磨細(xì)度降低到-5 mm，-200目含量9.88%。

技改后磨礦分級(jí)系統(tǒng)磨礦效率計(jì)算：

q=K1K2K3K4q0

K1=1(技改前后礦石性質(zhì)相同)

K2=1(技改前后磨機(jī)規(guī)格相同)

K3=1(技改前后磨機(jī)型式相同)

K4=1.18(容積法公式中K4是基于圓錐產(chǎn)品粒級(jí)組成，而輥壓機(jī)處理后物料細(xì)粒級(jí)含量明顯增加，以多個(gè)輥壓機(jī)使用現(xiàn)場(chǎng)后續(xù)磨礦生產(chǎn)數(shù)據(jù)總結(jié)歸納，并結(jié)合輥壓實(shí)驗(yàn)粒度篩析，對(duì)K4系數(shù)加以修正)

技改后磨礦效率：

q=1.17×1.094=1.280t/(m3·h)

技改后磨礦分級(jí)系統(tǒng)處理量為：

提產(chǎn)能力

2.2 技改提產(chǎn)分析

通過(guò)技術(shù)改造，MQYG3660球磨機(jī)磨礦分級(jí)系統(tǒng)處理高壓輥磨機(jī)-5 mm排料，則MQYG3660球磨機(jī)(由108 t/h提高到141.8 t/h)兩臺(tái)磨機(jī)處理能力為141.8X2=283.6 t/h，日處理量約為6V806.4 t/d，原產(chǎn)量為5 184 t/d。

另外，輥壓機(jī)使物料內(nèi)部出現(xiàn)大量微裂紋，可以降低球磨功指數(shù)；入磨粒度降低后，隨著加球尺寸及磨機(jī)內(nèi)球級(jí)變化，可以提高磨礦效率。以上因素可進(jìn)一步提高磨礦能力。

2.3 技改經(jīng)濟(jì)效益分析計(jì)算

以MQYG3660對(duì)應(yīng)破碎磨礦系統(tǒng)分別進(jìn)行高壓輥磨機(jī)-5 mm閉路閉路經(jīng)濟(jì)效益分析見(jiàn)表3。

表3 高壓輥磨機(jī)-5 mm閉路閉路經(jīng)濟(jì)效益分析

1)破碎工作制18 h，磨礦工作制24 h；2)破碎襯板1.3萬(wàn)/t，球磨機(jī)鋼球0.4萬(wàn)/t；3)破碎襯板更換周期40 d，技改前球磨機(jī)球耗1.0 kg/t；4)平均電價(jià)0.7元/kWh；5)圓錐破碎電機(jī)負(fù)載率0.8，3073香蕉篩電機(jī)負(fù)載率0.7，高壓輥磨機(jī)電機(jī)負(fù)載率0.75，球磨電機(jī)負(fù)載率0.9，渣漿泵電機(jī)負(fù)載率0.7。

通過(guò)上述工藝研究我們可以看出通過(guò)對(duì)金礦破磨工藝的改造，我們能夠較大幅度的降低破碎磨礦的成本，本生產(chǎn)線理論成本降幅在15%左右，隨著我國(guó)金礦入選品位日益低貧，越來(lái)越多的貧礦會(huì)大幅度提高選礦廠的功耗，降低企業(yè)效益，我們將高壓輥磨機(jī)引入破碎磨礦生產(chǎn)線，改造難度相對(duì)較小，效果明顯，可以預(yù)見(jiàn)未來(lái)的金礦選礦中高壓輥磨機(jī)會(huì)發(fā)揮出重要作用。