戴昌璐

（江西下壟鎢業(yè)有限公司，江西 贛州 341500）

贛州地處重要的金屬成礦帶——南嶺成礦帶，黑鎢資源豐富，是中國鎢業(yè)的發(fā)祥地，有著“世界鎢都”之稱。如今，贛州可開采的鎢逐年減少，原礦品位下降，生產(chǎn)成本不斷增高，，如何降低生產(chǎn)成本尤其是人工成本和提高副產(chǎn)品收入成為日益突出的現(xiàn)實(shí)問題[1]。石英砂是重要的工業(yè)礦物原料，廣泛用于玻璃、鑄造、陶瓷及耐火材料、冶金、建筑、化工、塑料、橡膠，磨料等工業(yè)消費(fèi)需求不斷增加。

贛州某黑鎢礦選礦廠日處理量井下出隆原礦1360t 左右，原礦品位平均在0.35%，預(yù)選工段分兩個(gè)系列，單系列小時(shí)處理量50t 左右。該黑鎢礦利用XRT 射線智能選礦機(jī)回收有價(jià)金屬后，再利用智能圖像選礦機(jī)從尾礦中分離出石英石，剩余尾礦用于制作建材，增加了副產(chǎn)品收入，實(shí)現(xiàn)了黑鎢礦山資源的綜合利用。XRT 射線智能選礦機(jī)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了機(jī)器完全替代人工手選。

1 原礦性質(zhì)

礦石為高溫?zé)嵋禾畛涫⒚}型黑鎢礦床，主要金屬礦物為鎢錳鐵礦，共生金屬礦物有輝鉍礦、輝鉬礦、錫石、綠柱石、白鎢礦、自然鉍、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦、毒砂、磷釔礦等。圍巖為變質(zhì)巖、千枚巖等，顏色呈黑色、灰黑色。黑鎢礦賦存于石英脈中，其它硫化礦物呈單體或集合體與黑鎢礦一樣嵌布在石英脈中或石英與圍巖的交界接觸帶中。黑鎢礦顏色為褐色、黑褐色，金剛和半金剛光澤，圍巖與脈石黑白分明，容易辨別[2]。

2 原預(yù)先拋廢工藝流程及存在的問題

2.1 原預(yù)先拋廢工藝流程

出窿原礦進(jìn)廠后，經(jīng)斜格篩、彈片篩等分成+150mm、-150mm+55mm、-55mm+25mm、-25mm+15mm、-15mm五個(gè)粒級，+150mm 沖洗后手揀丟廢；-150mm+55mm 通過手選皮帶手選丟廢，-55mm+25mm、-25mm+15mm 由圖像智能選礦進(jìn)行分選。其中-55mm+25mm 粒級經(jīng)圖像智能選礦機(jī)選別的廢石再經(jīng)過人工復(fù)選其余拋廢，-25mm+15mm 粒級經(jīng)圖像智能選礦機(jī)選別的廢石再依次經(jīng)過動(dòng)篩跳汰回收塊鎢、人工復(fù)選回收有價(jià)金屬，兩個(gè)粒級圖像智能選礦機(jī)選出的精礦和人工手選回收的有價(jià)金屬礦物作為合格礦進(jìn)入下一流程[3]。

2.2 存在的主要問題

經(jīng)圖像智能選礦機(jī)選別后的廢石還需要人工手選把關(guān)，工藝流程復(fù)雜，手選工勞動(dòng)強(qiáng)度大。用工成本高導(dǎo)致生產(chǎn)成本居高不下，合格礦量偏大，后續(xù)選礦成本較高。非金屬石英資源沒有得到充分利用。

3 XRT射線和圖像智能選礦機(jī)設(shè)備原理及實(shí)驗(yàn)

3.1 XRT 射線智能選礦機(jī)分選原理

XRT 射線選礦機(jī)主要運(yùn)用X 射線穿透，以閃爍計(jì)數(shù)器檢測吸收目標(biāo)金屬礦石的X 射線。礦石經(jīng)過給料裝置，以一定速度經(jīng)過X 射線透射系統(tǒng)中X 射線源的照射，利用X 射線探測器獲取礦石的密度特征值，通過特殊算法得到有效數(shù)據(jù)信息值，將數(shù)據(jù)傳輸至電磁閥，通過高壓噴氣將所需要的礦石選出。

3.2 圖像智能選礦機(jī)分選原理

智能圖像選礦機(jī)是一臺采用圖像識別原理對原礦石區(qū)分后再進(jìn)行分選的設(shè)備。首先，礦石通過振動(dòng)給料的方式均勻且快速的從相機(jī)拍攝區(qū)域的上方自由落下，高速相機(jī)對礦石進(jìn)行拍照；然后通過圖像處理軟件區(qū)分出脈石與廢石；當(dāng)?shù)V石下落經(jīng)過噴射區(qū)域時(shí)，圖像處理軟件區(qū)分出的脈石被高速氣流擊中，進(jìn)入脈石分料倉，從而實(shí)現(xiàn)礦石快速的分選。

3.3 XRT 射線智能選礦機(jī)分選實(shí)驗(yàn)

2018 年10 月對+15mm~60mm 粒級的礦樣進(jìn)行了多次拋廢實(shí)驗(yàn)。使用堆錐法混勻破碎后的礦樣，對給礦、精礦和尾礦進(jìn)行定時(shí)取樣，稱重登記。登記好的給礦、精礦和尾礦進(jìn)入制樣室進(jìn)行制樣、化驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表1。

表1 XRT 射線智能選礦機(jī)實(shí)驗(yàn)室預(yù)選拋廢試驗(yàn)結(jié)果

從多次的拋廢實(shí)驗(yàn)記錄情況可知，試驗(yàn)總體理想且基本穩(wěn)定。原礦品位在0.14%~0.21%，進(jìn)入XRT 射線智能選礦機(jī)分選后尾礦品位0.03% 以下。本次使用XRT 射線選礦機(jī)對下礦樣進(jìn)行的拋廢實(shí)驗(yàn)中，在控制好尾礦品位的前提下達(dá)到了預(yù)先拋廢，精礦富集的目的, 大大的節(jié)約了后續(xù)選礦成本。

3.4 圖像智能選礦機(jī)分選實(shí)驗(yàn)

在實(shí)驗(yàn)室使用圖像智能選礦機(jī)對于-55mm+25mm、-25mm+15mm 和-25mm+15mm 三個(gè)粒級分別進(jìn)行試驗(yàn)，對給礦原礦、精礦和尾礦進(jìn)行稱量統(tǒng)計(jì)。試驗(yàn)效果表明：人工模擬生產(chǎn)給礦條件下，智能圖像選礦機(jī)分選-55mm+25mm、-25mm+15mm 和-25mm+15mm 三個(gè)粒級的脈石合格率在90% 以上，廢石合格率在95% 以上，分選效果很好。圖像智能選礦機(jī)選別試驗(yàn)結(jié)果見下表2 ：

試驗(yàn)效果表明：正常連續(xù)的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)條件下，智能圖像選礦機(jī)分選-55mm+25mm、-55mm+15mm、-25mm+15mm 粒級的脈石合格率在90% 以上，廢石合格率在97% 以上，分選效果較好。

4 XRT射線及圖像智能選礦機(jī)綜合應(yīng)用后工藝流程

在粗選老廠安裝XRT-1400 射線智能選礦機(jī)取代圖像選礦機(jī)和2#、4# 皮帶人工手選。安裝一臺顎式破碎機(jī)用于破碎手選工手選的脈石，破碎后返回合格礦倉，更換振動(dòng)篩，與新老廠2#、4# 礦一并進(jìn)入XRT-1400 射線智能選礦機(jī)。新建XRT-1400 射線智能選礦機(jī)精礦倉，移裝兩臺圖像選礦機(jī)至現(xiàn)有廢石運(yùn)輸皮帶末端，新裝振動(dòng)篩得到石英精礦和廢石，改造后工藝流程圖如圖1。

圖1 改造后工藝流程圖

5 XRT射線和圖像智能選礦機(jī)應(yīng)用效果

5.1 XRT 射線智能選礦機(jī)應(yīng)用效果

XRT-1400 型X 射線智能選礦機(jī)于2019 年9 月安裝完畢，2019 年10 月主要進(jìn)行設(shè)備調(diào)試及以工藝技術(shù)參數(shù)確定為目標(biāo)的工業(yè)試驗(yàn)，2019 年11 月設(shè)備進(jìn)入平穩(wěn)運(yùn)行狀態(tài)。選礦技術(shù)人員對XRT-1400 型X 射線智能選礦機(jī)原礦、精礦、尾礦進(jìn)行取樣，對樣品進(jìn)行稱量計(jì)算，結(jié)果見表3 ：

表3 XRT-1400 型X 射線智能選礦機(jī)的生產(chǎn)取樣數(shù)據(jù)

?

由表3 可知，在給礦量為30t/h~35 t/h 的情況下，雙層篩中間產(chǎn)品經(jīng)XRT-1400 型X 射線智能選礦機(jī)預(yù)選，廢石選出率達(dá)到90% 以上，該廢石鎢品位較選礦廠手選運(yùn)輸皮帶計(jì)劃鎢尾礦品位（0.022%）還低0.008 個(gè)百分點(diǎn)，拋廢效果理想。

5.2 圖像智能選礦機(jī)應(yīng)用效果

2019 年10 月完成移裝圖像智能選礦機(jī)，XRT 射線智能選礦機(jī)尾礦給入圖像智能選礦機(jī)選別，精礦為石英產(chǎn)品，尾礦作為廢石，石英和廢石均用于建材行業(yè)。2019 年11~12 月對設(shè)備進(jìn)行調(diào)試調(diào)優(yōu)，12 月對生產(chǎn)流程進(jìn)行抽樣取樣，抽樣取樣結(jié)果見下表4。

表4 圖像智能選礦機(jī)工業(yè)應(yīng)用抽樣取樣結(jié)果

由表2 可知，工業(yè)應(yīng)用中石英產(chǎn)品中石英占比平均大于90%，符合石英產(chǎn)品要求。

6 工程概算

項(xiàng)目總投資為490 萬元，初步預(yù)算表5。

表5 選礦廠石英回收項(xiàng)目初步預(yù)算

7 項(xiàng)目總體經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益

XRT 射線選礦機(jī)應(yīng)用后廢石品位穩(wěn)定在0.014% ～0.018%，廢石選出率進(jìn)一步提高到，手選女工減員27 人。預(yù)期年產(chǎn)石英1.5 萬噸左右，減少重力選礦成本206 萬元。該項(xiàng)目極大地提升了選礦工藝技術(shù)裝備水平，顛覆了鎢礦山粗選中細(xì)粒級礦石手選工藝，極大地減輕職工勞動(dòng)強(qiáng)度，降低選礦作業(yè)單耗，同時(shí)回收石英增加副產(chǎn)品，提高了資源附加值。