張 巖

(金堆城鉬業(yè)股份有限公司，陜西 華縣 714102)

金堆城鉬礦選礦新工藝研究及應(yīng)用

張 巖

(金堆城鉬業(yè)股份有限公司，陜西 華縣 714102)

通過(guò)高壓輥磨試驗(yàn)、粗掃一泡不同細(xì)度試驗(yàn)，并借鑒57%鉬精礦生產(chǎn)及脫水先進(jìn)工藝，金堆城新建日處理1萬(wàn)t的選礦生產(chǎn)線，碎礦采用三段一閉路+高壓輥開(kāi)路，磨礦及浮選采用“分段磨礦-階段選別”，鉬精礦脫水采用濃縮-壓濾兩段脫水工藝流程,實(shí)現(xiàn)了設(shè)備大型化、高效化。鉬精礦品位較老線提高了1.24%，選鉬回收率提高了0.34%。

高壓輥磨;分段磨礦;階段選別;壓濾

0 引 言

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外選礦工藝技術(shù)及主要裝備水平均有了很大的提高，“多碎少磨”和設(shè)備大型化已成為發(fā)展趨勢(shì)。世界主要鉬選礦生產(chǎn)廠家技術(shù)和裝備更新很快，生產(chǎn)規(guī)模大型化，產(chǎn)品性能不斷提高，生產(chǎn)成本不斷降低，在金屬價(jià)格低迷的情況下仍有獲利空間。百花嶺選礦廠于1983年投產(chǎn)，選用了當(dāng)時(shí)先進(jìn)的工藝和設(shè)備。經(jīng)過(guò)30多年的運(yùn)行，設(shè)備老化嚴(yán)重，工藝上也存在一些瓶頸，這些均影響了選廠的生產(chǎn)效率，制約了公司的發(fā)展后勁。近年選廠也曾進(jìn)行了一些工藝、設(shè)備改造，但受廠房高度限制，多采用與原設(shè)計(jì)規(guī)格、性能相當(dāng)?shù)脑O(shè)備，沒(méi)有從根本上改進(jìn)或提升選廠的裝備水平。為提升選礦廠技術(shù)和裝備水平，提高選礦技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，滿(mǎn)足下游產(chǎn)業(yè)對(duì)高品質(zhì)鉬精礦的產(chǎn)量需求，加快公司采選、冶煉、化工、金屬深加工整體產(chǎn)業(yè)鏈升級(jí)，進(jìn)行了金堆城鉬礦選礦新工藝研究，并在百花嶺選礦廠的預(yù)留場(chǎng)地上新建一條日處理1萬(wàn) t的選礦生產(chǎn)線。

1 礦石性質(zhì)

金堆城有南、北2個(gè)露天礦。北露天礦主要有花崗斑巖和安山玢巖；南露天礦主要是安山玢巖，其次為石英巖和花崗斑巖，再次為輝綠巖及凝灰質(zhì)板巖。安山玢巖分布較廣，在現(xiàn)開(kāi)采境界內(nèi)占70%以上。礦石中主要金屬礦物有輝鉬礦、黃銅礦、黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦及磁鐵礦等，主要非金屬礦物有長(zhǎng)石、石英、絹云母、白云母、黑云母、方解石、綠泥石等。輝鉬礦礦石嵌布粒度范圍在0～0.592 mm之間，大于0.074 mm的較少，大多集中于0～0.074 mm范圍內(nèi)，其中0～0.026 mm范圍內(nèi)分布最多，約占50%左右，屬中細(xì)粒嵌布。

2 現(xiàn)有工藝

百花嶺選礦廠日處理礦量2.2萬(wàn)t，碎礦采用“三段一閉路”工藝流程，碎礦粒度產(chǎn)品P80為14 mm，粗碎采用PXZ1200/160(180)旋回破碎機(jī)2臺(tái)；中碎采用PYB2200標(biāo)準(zhǔn)圓錐破碎機(jī)4臺(tái)，細(xì)碎采用PYD2200短頭圓錐破碎機(jī)6臺(tái)。磨礦浮選工藝采用一段磨礦后銅鉬混合粗選，粗尾選硫，粗精礦再磨分級(jí)、兩次擦洗，五次精選得到品位57%左右的鉬精礦[1]。磨礦采用MQG3600×4000球磨機(jī)9臺(tái)， MQY3600×6000球磨機(jī)1臺(tái)，粗選段采用XCF/KYF-24浮選機(jī)44臺(tái)。

3 試驗(yàn)研究

3.1 高壓輥試驗(yàn)

從百花嶺選礦廠碎礦車(chē)間取二篩分篩下量，選擇不同的輥胎耐磨表面、壓力進(jìn)行試驗(yàn)。試樣粒度組成及物理性能見(jiàn)表1，試驗(yàn)所用高壓輥磨機(jī)主要參數(shù)見(jiàn)表2，開(kāi)路試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。試驗(yàn)結(jié)果表明：(1)該礦適合應(yīng)用高壓輥磨進(jìn)行細(xì)碎作業(yè)。在給礦粒度0～25 mm且0～5 mm部分約占41 %的情況下，在破碎金屬礦石常用的工作壓力下(約4.0～4.5 N/mm2)，破碎產(chǎn)品中料和邊料中0～5 mm部分所占比例可提高到75%左右。11.2～25 mm部分所占比例相應(yīng)地從給礦的34.36 %降低到6%左右。d80由給礦的14.27 mm降低到7.5 mm。(2)高壓輥磨開(kāi)路破碎產(chǎn)品除了細(xì)粒產(chǎn)物含量高以外，具有大顆粒極少的特點(diǎn)，16～25 mm部分所占比例僅為1 %左右，所以高壓輥磨的開(kāi)路破碎產(chǎn)品可以直接給入球磨機(jī)入磨[2]。

表1 高壓輥磨給料試樣性質(zhì)

表2 高壓輥磨機(jī)主要參數(shù)

表3 高壓輥開(kāi)路試驗(yàn)結(jié)果(柱釘耐磨表面)

3.2 粗掃一泡不同細(xì)度浮選試驗(yàn)

從磨浮車(chē)間3系統(tǒng)采取粗掃一泡沫進(jìn)行不同磨礦細(xì)度與浮選試驗(yàn)，磨礦時(shí)間與細(xì)度及選礦指標(biāo)關(guān)系見(jiàn)圖1。試驗(yàn)結(jié)果表明，在一定范圍內(nèi)，隨著磨礦時(shí)間增加，磨礦細(xì)度有所提高，相應(yīng)的精礦回收率、精礦品位也提高。粗掃一泡磨5 min時(shí)的精礦回收率最高，細(xì)度-400目、精礦回收率和精礦品位分別為90.02%、83.56%、2.46，細(xì)度比沒(méi)有磨礦時(shí)增加5.85個(gè)百分點(diǎn)，精礦回收率增加5.73個(gè)百分點(diǎn)。當(dāng)磨礦細(xì)度進(jìn)一步增加時(shí)，回收率有所降低。說(shuō)明對(duì)粗掃一泡進(jìn)行再磨是必要的，但磨礦細(xì)度不宜過(guò)細(xì)。

圖1 磨礦時(shí)間與細(xì)度及選礦指標(biāo)關(guān)系

3.3 57%鉬精礦工藝研究及應(yīng)用

2006年完成了旋溢一段擦洗試驗(yàn)，旋溢兩段擦洗試驗(yàn)，粗精礦濃縮脫藥一段再磨試驗(yàn)，粗精礦濃縮脫藥一段再磨一段擦洗試驗(yàn)，粗精礦濃縮脫藥一段再磨兩段擦洗試驗(yàn)。 通過(guò)試驗(yàn)確定出生產(chǎn)57%鉬精礦合理的工藝流程。當(dāng)年在磨浮車(chē)間2系統(tǒng)應(yīng)用，2007年在3系統(tǒng)推廣完善，形成了生產(chǎn)57%鉬精礦穩(wěn)定工藝[3]。

3.4 鉬精礦脫水試驗(yàn)研究及應(yīng)用

2008年隨著高品質(zhì)(57%)鉬精礦的生產(chǎn)，產(chǎn)品細(xì)度變細(xì)，生產(chǎn)過(guò)程中堵塞濾布，造成干燥產(chǎn)品水分高。針對(duì)該情況對(duì)各種脫水設(shè)備進(jìn)行了考察，并對(duì)微波干燥機(jī)、電磁螺旋干燥機(jī)和LAROX全自動(dòng)壓濾機(jī)進(jìn)行了物料試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明LAROX壓濾機(jī)處理高品位鉬精礦最合適。2010年濃縮、壓濾兩段脫水新工藝在成品車(chē)間成功應(yīng)用，新工藝可將鉬精礦水分控制在10%以?xún)?nèi)，處理能力平均達(dá)到3.0 t/h，可節(jié)約生產(chǎn)成本90.02元/t鉬精礦，同時(shí)可以杜絕鍋爐煙氣排放、蒸汽的泄漏和鉬精礦粉塵飛揚(yáng)，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，進(jìn)行環(huán)保生產(chǎn)[4]。

4 設(shè)計(jì)工藝流程及選礦設(shè)計(jì)指標(biāo)

根據(jù)試驗(yàn)研究，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐，新建10 000 t/d選礦生產(chǎn)線碎礦采用三段一閉路+高壓輥開(kāi)路破碎流程，粗碎與百花嶺老線共用一臺(tái)旋回破碎機(jī)，即老線旋回下給礦皮帶經(jīng)改造后分流出一部分礦石給入新線破碎系統(tǒng)，中、細(xì)碎各一臺(tái)CH870EC 、CH870EF破碎機(jī)，一臺(tái)500/15-1000高壓輥，破碎產(chǎn)品粒度為P80=7.5 mm。

磨礦及選別采用“分段磨礦-階段選別”工藝流程。粗磨回路采用1臺(tái)φ5.50×8.5 m球磨機(jī)與8臺(tái)φ710 mm水力旋流器組成閉路磨礦，磨礦產(chǎn)品細(xì)度為-0.074 mm占60%，旋流器溢流經(jīng)攪拌調(diào)漿后依次進(jìn)行鉬銅混合浮選-硫浮選。鉬銅混合浮選采用浮選柱+浮選機(jī)聯(lián)合浮選流程，即一次粗選采用2臺(tái)浮選柱、共6臺(tái)采用KYF-100浮選機(jī)進(jìn)行三次掃選[5]，其中掃I泡沫經(jīng)立磨機(jī)與旋流器組成的再磨分級(jí)作業(yè)后返回粗選作業(yè)；鉬銅混合粗精礦經(jīng)濃縮脫藥、一段再磨、兩段擦洗、五次浮選柱精選、三次浮選機(jī)精掃選后得到含鉬57%的鉬精礦。鉬精礦脫水采用濃縮-壓濾兩段脫水工藝流程，精礦水分為10%。設(shè)計(jì)工藝流程見(jiàn)圖2，選鉬設(shè)計(jì)指標(biāo)見(jiàn)表4。

圖2 設(shè)計(jì)選礦工藝流程

表4 選礦設(shè)計(jì)指標(biāo)

5 應(yīng)用情況

5.1 生產(chǎn)情況

新工藝生產(chǎn)線于2011年9月1日帶料調(diào)試運(yùn)行。2012年3～8月，新生產(chǎn)線技術(shù)指標(biāo)趨于穩(wěn)定，基本達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)，生產(chǎn)主要指標(biāo)見(jiàn)表5。2012～2016年新老線主要生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表6。由表5可以看出，處理礦量接近設(shè)計(jì)時(shí)，鉬精礦品位為57.04%，選鉬理論回收率達(dá)到87.51%。從表6看出，新線年處理能力和臺(tái)時(shí)效率均超過(guò)設(shè)計(jì)值，新線與老線在原礦品位相近的情況下，選鉬理論回收率相近，但鉬精礦品位較老線高。

5.2 新工藝存在問(wèn)題

(1)隨著爆破技術(shù)的提高，采場(chǎng)供礦中粉礦較多，其中-12 mm占35%～40%，經(jīng)破碎后高壓輥排礦中-2 mm占51%～53%，-0.074 mm占12%～14%。這些細(xì)粒級(jí)進(jìn)入球磨機(jī)后一方面導(dǎo)致過(guò)磨，影響選礦回收率，另一方面降低球磨機(jī)臺(tái)時(shí)效率，影響碎磨成本。

(2)由于新線從碎礦到磨礦及整個(gè)浮選均為單一生產(chǎn)線，沒(méi)有備用系列，尤其是高壓輥磨機(jī)更換輥胎時(shí)間較長(zhǎng)，影響整個(gè)新線設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率。

(3)中細(xì)碎及超細(xì)碎均為進(jìn)口設(shè)備，備件進(jìn)貨周期長(zhǎng)，費(fèi)用較高，影響設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率和維修成本。

表5 2012年3～8月份老線、新線指標(biāo)對(duì)比

表6 2012年～2016年老線、新線生產(chǎn)指標(biāo)

6 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

6.1 技術(shù)水平分析

本研究在鉬礦首次采用“三段一閉路+高壓輥磨”碎礦工藝，使最終碎礦產(chǎn)品粒度達(dá)到P80=7.5 mm，與常規(guī)碎磨流程相比，實(shí)現(xiàn)了“多碎少磨”和節(jié)能降耗的目的，開(kāi)創(chuàng)了高壓輥磨機(jī)在有色行業(yè)應(yīng)用的先河。鉬浮選采用“柱機(jī)聯(lián)合、中礦再磨”粗選工藝及“機(jī)柱聯(lián)合+泡沫擦洗”精選工藝，鉬精礦脫水采用“濃縮+壓濾”兩段工藝，設(shè)備大型化、高效化，提高了選鉬回收率，并在較短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)了達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)，提升了公司選礦工藝技術(shù)裝備水平，為國(guó)內(nèi)鉬選礦工藝技術(shù)升級(jí)改造提供典范，成果達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。新工藝技術(shù)與國(guó)內(nèi)外同類(lèi)先進(jìn)技術(shù)比較結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 項(xiàng)目技術(shù)與國(guó)內(nèi)外同類(lèi)先進(jìn)技術(shù)比較

6.2 經(jīng)濟(jì)效益分析

新工藝選礦部分共投入3.34億元，2012～2016年間，新系統(tǒng)累計(jì)處理原礦1 779萬(wàn) t，生產(chǎn)鉬精礦(含Mo 45%)42 356 t、硫精礦(含S 35%)87.6萬(wàn) t。兩產(chǎn)品生產(chǎn)成本分別為19 550元/t、123元/t,露天礦礦石成本23元/t。兩產(chǎn)品平均銷(xiāo)售價(jià)格按：45%鉬精礦1 250元/噸度，35%硫精礦450元/t，共增加產(chǎn)值14.3億元，年平均新增產(chǎn)值2.86億元。

7 結(jié)論及建議

(1)新工藝碎礦采用“三段一閉路+高壓輥磨”新工藝，降低了碎礦產(chǎn)品可磨性，實(shí)現(xiàn)了多碎少磨、節(jié)能降耗；鉬粗選采用“柱機(jī)+中礦再磨聯(lián)合”新工藝，提高了粗選回收率；鉬精選采用“機(jī)柱聯(lián)合+泡沫擦洗”新工藝，實(shí)現(xiàn)了浮選法全部生產(chǎn)57%高品質(zhì)鉬精礦。鉬精礦脫水應(yīng)用“濃縮+壓濾”工藝，取消了干燥作業(yè)，簡(jiǎn)化了工藝流程，避免微細(xì)粒鉬精礦飛揚(yáng)導(dǎo)致的環(huán)境污染和金屬流失。

(2)生產(chǎn)實(shí)踐表明，新工藝流程簡(jiǎn)單、操作方便、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、自動(dòng)化程度高。新工藝應(yīng)用后，選鉬理論回收率達(dá)到87.51%，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

(3)新工藝在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)，年平均新增產(chǎn)值2.86億元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。該成果有著廣闊的推廣應(yīng)用前景，將促進(jìn)國(guó)內(nèi)鉬選礦技術(shù)的進(jìn)步。

(4)日常生產(chǎn)管理中，要加強(qiáng)設(shè)備管理，強(qiáng)化正規(guī)操作，進(jìn)一步優(yōu)化碎磨及浮選工藝參數(shù)，提高選別指標(biāo)。

(5)建議對(duì)高壓輥磨排礦中-0.074 mm粒級(jí)開(kāi)展分級(jí)并提前入選試驗(yàn)研究。

(6)建議對(duì)進(jìn)口設(shè)備備件國(guó)產(chǎn)化研究及應(yīng)用。

[1] 王漪靖，張學(xué)武.浮選機(jī)-浮選柱聯(lián)合新工藝生產(chǎn)含57%鉬精礦[J].金屬礦山，2011，(4)：62-66.

[2] 李九洲，王金瑋，康建雄.高壓輥磨機(jī)在金堆城鉬礦的應(yīng)用試驗(yàn)[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2011，(2)：95-96.

[3] 劉迎春.57鉬精礦工藝研究與生產(chǎn)實(shí)踐[J].教育科學(xué)博覽，2011，(10)：39-40.

[4] 劉迎春，李九洲，張美鴿.鉬精礦脫水新工藝研究及應(yīng)用[J].中國(guó)鉬業(yè)，2012，36(1)：30-33.

[5] 沈政昌，盧世杰，楊麗君.KYF系列大型浮選機(jī)的研制開(kāi)發(fā)與利用[J].有色金屬， 2008,(4)：117-121.

RESEARCH AND APPLICATION OF MOLYBDENUM ORE DRESSING TECHNOLOGY IN JINDUICHENG

ZHANG Yan
(Jinduicheng Molybdenum Co.,Ltd.，Huaxian 714102,Shaanxi,China)

By high pressure roller mill test, coarse scavenging one foam different fineness test, and using the reference of the advanced 57% molybdenum ore concentrate production and dehydration process, new mineral processing production line of day processing 10 000 tons was built, adopting three stage crushing with single closed circuit+ high-pressure roller open circuit, stage grinding-stage separation for grinding and flotation, enrichment -filtration two stage for molybdenum concentrate dehydration, facility upsizing and high efficiency were realized. Compared with the old line,the grade of molybdenum concentrate was increased by 1.24%, the molybdenum recovery was increased by 0.34%.

high pressure roller mill; stage grinding; stage separation; filter pressing

2017-02-09；

2017-03-07

張 巖(1968—),男, 選礦工程師。E-mail：shaanxzhy@126.com

10.13384/j.cnki.cmi.1006-2602.2017.03.004

TD954

A

1006-2602(2017)03-0017-06