李永亭 史勝武 王有春

(山東鑫海礦業(yè)技術(shù)裝備股份有限公司)

某黃金選廠磨礦—分級工藝優(yōu)化實踐

李永亭 史勝武 王有春

(山東鑫海礦業(yè)技術(shù)裝備股份有限公司)

針對紫金山西某金選礦廠磨礦—分級作業(yè)存在的磨礦效果差、分級效率低、易損件壽命短等問題，在分析格子型球磨機(jī)+水力旋流器的磨礦—分級工藝優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，采用格子型球磨機(jī)+多級篩+砂泵+水力旋流器的設(shè)備布置進(jìn)行磨礦—分級作業(yè)改造，并增加除雜機(jī)除去碎鋼球。改造后，磨礦—分級作業(yè)處理能力提高了16%，分級效率提高了35.48%，溢流細(xì)度由-0.074 mm 60%提高到70%，磨機(jī)利用系數(shù)提高到2.16 t/(m3·h)，全年平均浮選回收率提高0.36%，增加經(jīng)濟(jì)效益62.37萬元，可供其他類似選廠參考。

磨礦—分級 多級篩 耐磨膠泵 水力旋流器

磨礦—分級作業(yè)是選礦生產(chǎn)工藝必需的作業(yè)之一，磨礦作業(yè)成本約占總選礦成本的45%～60%。影響磨礦—分級作業(yè)指標(biāo)的因素主要包括給礦粒度、磨礦濃度、磨機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)、返砂量、磨礦介質(zhì)和分級效率等，其中給礦粒度、磨機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)和磨礦濃度可在設(shè)備制造和磨礦作業(yè)運行中得到較好的控制；在冶金和材質(zhì)發(fā)展較好的今天，磨礦介質(zhì)也得到很大改善；返砂量跟分級效率、介質(zhì)充填率和介質(zhì)配比(包括碎球影響)的情況有關(guān)；分級效率主要受分級濃度、分級設(shè)備、分級物料粒度組成的影響，較難控制。

因此分級效率是磨礦—分級作業(yè)重要的一環(huán)，分級效率高低直接決定了磨機(jī)處理量和選礦工藝指標(biāo)及生產(chǎn)成本。

1 存在問題

紫金山西某金選礦廠設(shè)計生產(chǎn)能力1 000 t/d，原磨礦—分級作業(yè)為一段磨礦兩段分級，磨礦采用1臺MQG2740型格子型球磨機(jī)，一段分級采用1臺FLGT-2000 mm高堰式螺旋分級機(jī)，二段分級采用1臺普通的φ500 mm水力旋流器。磨礦—分級產(chǎn)品采用重選和浮選聯(lián)合流程處理，重選采用尼爾森選礦機(jī)和搖床。投產(chǎn)運行1 a中，高堰式螺旋分級機(jī)在使用過程中主軸折斷3次，雖經(jīng)廠家修復(fù)，但嚴(yán)重影響了生產(chǎn)。通過考察選廠流程，發(fā)現(xiàn)磨礦—分級作業(yè)存在問題。

(1)磨礦—分級作業(yè)的螺旋分級機(jī)規(guī)格小、分級效率很低，分級機(jī)返砂量大、球磨機(jī)循環(huán)負(fù)荷比高達(dá)270%，磨機(jī)經(jīng)?！皾q肚”，利用系數(shù)僅1.76 t/(m3·h)，直接影響磨機(jī)的處理能力和磨礦效率；另外，磨機(jī)磨礦濃度、磨礦細(xì)度不穩(wěn)定使旋流器進(jìn)料、溢流細(xì)度和濃度產(chǎn)生波動，浮選礦漿液面不易控制，泡沫層忽高忽低，給浮選操作帶來較大難度，浮選指標(biāo)變化較大，制約著選礦廠生產(chǎn)能力的提高。

(2)磨機(jī)排礦粒度粗，硫化礦物單體解離度不高，尾礦中仍有34.6%的硫化礦物沒有單體解離，φ500 mm水力旋流器給礦砂泵經(jīng)常抽空，造成旋流器給礦不均勻，且柱體出現(xiàn)多處磨穿漏漿。球磨機(jī)鋼球配比和補加制度不規(guī)范，磨礦產(chǎn)品細(xì)度較低。由于浮選時要求適宜的入選粒度，大量粗顆粒在浮選過程中會造成中礦循環(huán)量大、減小浮選時間，惡化浮選條件[1-2]，因此有必要重新更換1臺新的螺旋分級機(jī)或采用其他可替代的設(shè)備。

(3)渣漿泵葉輪、前后護(hù)套等過流件不耐磨，葉輪壽命只有一個月左右，最長不超過50 d；旋流器沉砂嘴經(jīng)常堵塞，壽命也只有一個月左右，最長56 d。頻繁更換備件拆卸設(shè)備導(dǎo)致選礦流程生產(chǎn)能力下降、設(shè)備“跑、冒、滴、漏”問題增多，工人勞動強度大、金屬流失嚴(yán)重。

2 格子型球磨機(jī)+水力旋流器優(yōu)勢

目前常用的分級設(shè)備主要是螺旋分級機(jī)和水力水力旋流器。一般情況下，一段磨礦—分級為螺旋分級機(jī)與格子型球磨機(jī)配套使用，二段磨礦—分級為水力旋流器與溢流型球磨機(jī)配套使用，均構(gòu)成閉路循環(huán)。由于水力旋流器分級效率高，因此試圖在一段磨礦格子型球磨機(jī)后也配套使用水力旋流器進(jìn)行分級。

格子型球磨機(jī)+水力旋流器的磨礦—分級工藝優(yōu)勢如下：

(1)分級效率。螺旋分級機(jī)分級效率一般為30%～50%，水力旋流器分級效率可達(dá)到65%～85%。

(2)處理能力。格子型球磨機(jī)+水力旋流器閉路循環(huán)工藝可盡早分離出合格粒級，減小磨機(jī)的循環(huán)負(fù)荷，比溢流型球磨機(jī)+水力旋流器工藝處理能力可提高10%～15%，比格子型球磨機(jī)+螺旋分級機(jī)工藝處理能力提高10%以上。

(3)過磨問題。水力旋流器分級效率提高，可減少過磨程度，浮選濃度大大提高，浮選條件要優(yōu)于螺旋分級機(jī)，有利于提高和穩(wěn)定浮選指標(biāo)。

(4)設(shè)備成本。目前與磨機(jī)匹配的螺旋分級機(jī)國內(nèi)最大是φ3 000 mm的雙螺旋分級機(jī)，處理能力可達(dá)1 500～3 000 t/d，分級機(jī)質(zhì)量85 t，造價近百萬元，而水力旋流器造價僅需十幾萬元。

(5)運行成本。格子型球磨機(jī)排礦粒度較大、粒級范圍寬并含有部分碎鋼球，在與水力旋流器配套使用時，對泵和沉砂嘴的材質(zhì)要求嚴(yán)格。目前選廠使用的砂泵葉輪和水力旋流器沉砂嘴等易損件磨損嚴(yán)重。磨礦生產(chǎn)成本與采用螺旋分級機(jī)相比，每噸原礦增加了0.5～0.7元。

(6)占地面積。分級機(jī)占地面積大，如選廠使用的高堰式螺旋分級機(jī)占地面積約25 m2，而1臺φ600 mm旋流器占地面積僅1 m2。

因此，水力旋流器與螺旋分級機(jī)相比優(yōu)點很多，但由于砂泵和水力旋流器的磨損問題一直未能得到有效解決，格子型球磨機(jī)+水力旋流器閉路循環(huán)的磨礦—分級工藝未得到廣泛使用。

3 磨礦—分級作業(yè)改造

3.1 改造方案

基于格子型球磨機(jī)+水力旋流器工藝優(yōu)點，考慮到選廠實際安裝空間的限制、無法更換更大規(guī)格的分級機(jī)，提出采用水力旋流器代替螺旋分級機(jī)的技術(shù)改造方案，即格子型球磨機(jī)+多級篩+砂泵+水力旋流器工藝，并增加除雜機(jī)。球磨機(jī)排礦產(chǎn)品經(jīng)多級篩篩除粗顆粒和碎鋼球等雜質(zhì)后通過一段旋流器分級，粗顆粒及碎鋼球經(jīng)除雜機(jī)揀出。改造前后磨礦—分級作業(yè)工藝流程見圖1。

圖1 改造前后磨礦—分級作業(yè)工藝流程

3.2 主要設(shè)備

設(shè)計選用的成套設(shè)備僅需20多萬元，而如果使用螺旋分級機(jī)+水力旋流器分級的工藝，則成套設(shè)備的造價不低于40萬元。設(shè)備選型見表1。

表1 主要設(shè)備選型

(1)膠泵和水力旋流器。目前市場上使用的渣漿泵(泥漿泵、膠泵)檢修頻繁、修理費用高、使用效果不好主要有兩個原因：一是葉輪和護(hù)套不耐磨；二是密封性差。此次改造所用的膠泵所有過流件、密封件、水力旋流器的內(nèi)襯和沉砂嘴等均采用高耐磨橡膠壓鑄而成，耐磨性超過了合金、聚氨酯、鑄石等材質(zhì)，耐磨性能好，易損件平均使用壽命可達(dá)6個月以上，大大提高了設(shè)備的運轉(zhuǎn)率和完好率。該金選礦廠FLGT-2000 m高堰式螺旋分級機(jī)質(zhì)量34.6 t，而φ600 mm水力旋流器質(zhì)量僅0.7 t，且本身無運動部件，維修容易，維護(hù)成本低。

(2)多級篩采用摩根篩原理制造，逐級分級，配套凈化鋼球設(shè)備，能最大限度地延長細(xì)粒級篩網(wǎng)的使用壽命，消除碎球影響；提高充填介質(zhì)質(zhì)量，控制水力旋流器分級粒度為0～3 mm；分級效果好，利于操作，指標(biāo)穩(wěn)定，有利于浮選作業(yè)[3]。

4 改造效果

改造前后磨礦—分級作業(yè)指標(biāo)見表2。

表2 改造前后磨礦—分級作業(yè)指標(biāo)對比

由表2可以看出，改造后，磨礦—分級作業(yè)處理能力由原900 t/d增加到1 050 t/d，提高了16%，相當(dāng)于新建一座處理能力150 t/d的黃金選廠，直接節(jié)省投資300萬元；分級效率提高了35.48%，溢流細(xì)度由原-0.074 mm 60%提高到70%，磨機(jī)利用系數(shù)提高到2.16 t/(m3·h)。溢流細(xì)度增大可使硫化礦物充分單體解離，全年平均浮選回收率提高0.36個百分點，增加黃金產(chǎn)量3 118.5 g，增加經(jīng)濟(jì)效益62.37萬元。

磨礦—分級作業(yè)改造后，自2011年7月投產(chǎn)運行，至今運轉(zhuǎn)正常。膠泵葉輪、前后護(hù)套護(hù)板等過流件和水力旋流器沉砂嘴等易損件使用壽命達(dá)到6個月以上，大大提高了設(shè)備的運轉(zhuǎn)率、處理能力、生產(chǎn)效率。另外，旋流器本身無運動部件，使用壽命長，維修容易、成本低。

5 結(jié) 論

(1)采用格子型球磨機(jī)+多級篩+耐磨膠泵+水力旋流器的磨礦—分級工藝，相比原磨礦—分級作業(yè)磨礦能力提高11%以上，磨礦成本下降16%，分級效率提高了35.48%，金屬回收率提高0.36%。新磨礦—分級工藝采用多級篩對磨礦產(chǎn)品進(jìn)行分級，可消除+3 mm的大顆粒和碎鋼球?qū)λπ髌鳌⑸氨玫哪p。

(2)磨礦—分級作業(yè)改造后，膠泵過流件、旋流器沉砂嘴等易損件的平均使用壽命達(dá)到了6個月以上，大大提高了設(shè)備的運轉(zhuǎn)率和完好率，設(shè)備處理能力和生產(chǎn)效率也得到提高，改善了“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象，減小了金屬的流失，且設(shè)備維護(hù)成本低，工人的勞動強度降低，每年可增加經(jīng)濟(jì)效益62.37萬元。

[1] 胡為柏.浮選[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1989.

[2] 董 兵，胡獻(xiàn)立.金渠選礦廠擴(kuò)能增效的技術(shù)改造及生產(chǎn)實踐[J].黃金，2014(3)：59-61.

[3] 姚 凱.選礦廠磨礦—分級優(yōu)化組合研究與應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古石油化工，2011(21)：11-12.

2016-10-17)

李永亭(1963—)，男，高級工程師，265500 山東省煙臺市福山高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)鑫海街188號。