胡子林

摘 要：各種礦物的礦山企業(yè)都需要選礦廠，碎磨設(shè)備是選礦廠的主體設(shè)備，同時(shí)也是投資最大耗能最高的設(shè)備，所以各個(gè)礦山企業(yè)對碎磨設(shè)備的工藝流程都特別重視。最優(yōu)的工藝流程，最合適的碎磨設(shè)備型號，始終是它們孜孜以求的目標(biāo)。利用目前世界最先進(jìn)的模擬選型技術(shù)，為選礦廠優(yōu)化工藝及碎磨設(shè)備型號，幫助礦山企業(yè)獲得更高的利潤，成為所有設(shè)計(jì)者的重要責(zé)任。

關(guān)鍵詞：礦物實(shí)驗(yàn)；工藝流程；模擬分析

中圖分類號：TD45 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

隨著礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用，原礦品位日趨降低，不僅大量的礦石需要經(jīng)過碎磨選礦加工才能被利用，而且在被選礦石中難選礦石愈來愈多；同時(shí)，冶煉對精礦質(zhì)量的要求越來越嚴(yán)，要求綜合回收的元素越來越多。因此，選礦工程在資源開發(fā)利用中顯示著愈來愈重要的作用，碎磨工藝流程又是整個(gè)選礦工程的重要環(huán)節(jié)。我國礦產(chǎn)資源雖然豐富，但貧礦多、富礦少，嵌布粒度細(xì)，伴生元素多，類型復(fù)雜，使資源的開發(fā)利用增加了不少難度。因此，擺在選礦設(shè)計(jì)工作者面前的任務(wù)是非常艱巨的。

設(shè)計(jì)是工程建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在建設(shè)項(xiàng)目確定以前，它為項(xiàng)目決策提供科學(xué)依據(jù)；在建設(shè)項(xiàng)目確定以后，它為工程建設(shè)提供設(shè)計(jì)文件。同時(shí)，設(shè)計(jì)還是將科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)力的樞紐，工業(yè)生產(chǎn)中的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)、先進(jìn)技術(shù)以及科學(xué)研究中的最新成果，都將通過設(shè)計(jì)推廣應(yīng)用到生產(chǎn)中去。因此，做好設(shè)計(jì)工作，對工程項(xiàng)目在建設(shè)過程中節(jié)約投資和建成投產(chǎn)后取得效益起著決定性的作用，對提高國家的科學(xué)技術(shù)水平也有著重要意義。根據(jù)礦石特性和選礦試驗(yàn)成果，確定合理的設(shè)備配置，對綜合回收、環(huán)境保護(hù)、輔組設(shè)施和廠房結(jié)構(gòu)等都要進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，使選礦廠基建投資發(fā)揮最大的效益，并為未來生產(chǎn)獲得較高技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)創(chuàng)造條件。本文運(yùn)用目前國際上最先進(jìn)應(yīng)用范圍最廣的澳大利亞昆士蘭大學(xué)JK公司研制開發(fā)的JKsimMet軟件及其實(shí)驗(yàn)裝置，對某金礦項(xiàng)目選礦廠不同碎磨工藝流程進(jìn)行對比，獲得了理論上最經(jīng)濟(jì)最優(yōu)的工藝及設(shè)備。

1 礦石實(shí)驗(yàn)

在應(yīng)用軟件進(jìn)行流程設(shè)計(jì)前，需要先應(yīng)用落重實(shí)驗(yàn)機(jī)。本項(xiàng)目應(yīng)用北方重工引進(jìn)的落重實(shí)驗(yàn)機(jī)對兩個(gè)礦區(qū)12個(gè)礦石樣品做了SMC，同時(shí)也做了球磨機(jī)邦德功指數(shù)實(shí)驗(yàn)。具體實(shí)驗(yàn)樣品來自兩個(gè)主要礦區(qū)一和礦區(qū)二。每個(gè)礦區(qū)采集兩個(gè)金剛石鉆芯，每個(gè)芯采樣3個(gè)復(fù)合材料；上部，中部和下部，根據(jù)核心中的視覺差異選擇邊界。

1.1 樣品標(biāo)記（表1）

1.2 礦石實(shí)驗(yàn)測試解釋

關(guān)于礦石實(shí)驗(yàn)可用數(shù)據(jù)，有幾點(diǎn)必須注意。發(fā)現(xiàn)樣本在不同的取樣位置之間是變化的，而在同一取樣位置不同深度上觀察到的變化較小。在與數(shù)據(jù)庫相比時(shí)，發(fā)現(xiàn)本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果的A×b值大多處于數(shù)據(jù)庫的第21個(gè)百分點(diǎn)到第90個(gè)百分點(diǎn)以內(nèi)。然而值得注意的是，只有少數(shù)異常值出現(xiàn)在非常低的能力范圍內(nèi)，大多數(shù)樣本或低于平均水平或高于平均水平。RWI和BWI值對數(shù)據(jù)庫的平均值和平均值之間趨于一致，表明對于給定的研磨尺寸，高于典型的能量需求。礦石類型的磨損指數(shù)都遠(yuǎn)低于平均水平，預(yù)計(jì)介質(zhì)和襯管的消耗量將反映出這種情況，預(yù)計(jì)磨損率較低。A×b和ta值的排名越低，抗沖擊破損和磨損的能力就越高。

2 模擬工藝流程

2.1 主要工藝指標(biāo)

處理量187.5t/h，F(xiàn)80=129mm，P80=106?m，ta=0.035，A×b=40.2。使用數(shù)據(jù)集的第85百分位是作為設(shè)計(jì)目的是標(biāo)準(zhǔn)做法。這確保了處理將在整個(gè)流程模擬中呈現(xiàn)給回路的大多數(shù)礦石類型的充分考慮。不使用SMC和BWi數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)第85百分位值用于碎磨流程比功率計(jì)算。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這種方法傾向于碎磨流程比功率的偏差值，因?yàn)榻y(tǒng)計(jì)值并不總是與數(shù)據(jù)集的工作指數(shù)和A×b之間的實(shí)際關(guān)系相關(guān)。選擇具有與第85百分位對應(yīng)的預(yù)測特定能量的來自數(shù)據(jù)集的樣本以用于建模參數(shù)。目前國際上碎磨流程有兩個(gè)基本流程，

（1）破碎流程（三段破碎加球磨機(jī)的流程）。

（2）半自磨流程。

小型礦山企業(yè)多用傳統(tǒng)破碎流程，大型礦山多用半自磨流程。半自磨流程中又有SS SAC單一半自磨流程和SABC半自磨球磨流程之分。本文選用目前國際上最流行的半自磨流程，運(yùn)用軟件對半自磨流程模擬分析，選擇最適合的半自磨流程。

2.2 工藝流程模擬

運(yùn)用模擬軟件建立SS SAC半自磨流程和SABC半自磨流程，將之前測得的SMC實(shí)驗(yàn)結(jié)果中的A值、b值及ta值代入兩個(gè)模型，進(jìn)行模擬分析。兩個(gè)流程的半自磨機(jī)頑石的返砂率都為25%，符合半自磨機(jī)返砂率不大于30%的要求。SABC半自磨流程中球磨機(jī)的循環(huán)倍率為350%，符合標(biāo)準(zhǔn)半自磨流程中球磨機(jī)循環(huán)倍率要求。模擬結(jié)果SS SAC的半自磨機(jī)比功耗22.9kWh/t，頑石破碎機(jī)比功耗0.4kWh/t，總比功耗23.3kWh/t；SABC的半自磨機(jī)比功耗10.0kWh/t，頑石破碎機(jī)比功耗0.4kWh/t，球磨機(jī)比功耗13.1kWh/t，總比功耗23.5kWh/t。

2.3 流程對比分析

SS SAC流程相對于SABC流程所需設(shè)備少，選廠建設(shè)費(fèi)用少，功耗低，設(shè)備維護(hù)人員少。所以SS SAC流程不論是選礦廠建設(shè)的前期投入，還是后續(xù)的運(yùn)行維護(hù)都要比SABC流程更經(jīng)濟(jì)。

結(jié)語

本文依托某金礦項(xiàng)目選礦廠碎磨流程設(shè)計(jì)，運(yùn)用國際先進(jìn)礦物實(shí)驗(yàn)技術(shù)及流程模擬軟件，對不同半自磨流程進(jìn)行模擬分析。從中找到最優(yōu)的設(shè)備配置，努力爭取在選礦廠設(shè)計(jì)階段就得到最好的設(shè)計(jì)流程，使用戶在選礦廠建設(shè)階段和后期運(yùn)行時(shí)獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益，先進(jìn)礦物實(shí)驗(yàn)技術(shù)及流程模擬軟件的應(yīng)用為設(shè)計(jì)者在選礦廠設(shè)計(jì)階段就能準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)提供了保證。

參考文獻(xiàn)

[1]王迺琳.選礦設(shè)計(jì)手冊[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1990.

[2]Shi F N，Kojovic T.Validation of a model for impact breakage incorporating particle size effect[J].International Journal of Mineral Processing，2007，82（3）：156-163.

[3]Walters S，Kojovic T.Geometallurgical mapping and mine modelling （GEMIII）-the way of the future[C].SAG 2006，2006：411-425.