黃安平，羅遠波

（湖南水口山有色金屬集團有限公司，湖南 衡陽 421513）

隨著礦山開采年限的增加，很多礦山采礦貧化率高，選廠的入選品位逐漸降低，增加了后續(xù)破碎、磨礦以及分選等工序的能耗及材料消耗，導致生產成本較高［1］。隨著科學技術的進步，礦石預選拋廢技術近幾年來逐漸在一些礦山得到應用，但主要應用在單金屬礦的實際生產中，在多金屬礦中應用較少。水口山選礦廠鉛鋅選礦車間所處理礦石主要為康家灣礦產出的鉛鋅硫金銀多金屬礦，近幾年來入選品位逐年降低，尾礦產出率高。而選礦廠尾礦庫服務時間長，尾礦庫庫容的不足將會嚴重制約礦山經濟的發(fā)展。為解決該問題，從多渠道消化尾礦的排放。比如尾砂充填工程項目研究、研究尾砂在建材方面的綜合應用等，以此降低尾礦入庫排放量，達到延長尾礦庫服務年限的目的。智能預選拋廢項目也是減少尾礦排放的重要組成部分。該技術在水口山選礦廠的研究及應用，也是預選拋廢在國內鉛鋅金銀多金屬礦礦山的首家應用。

1 智能分選技術特點

智能礦石分選系統(tǒng)采用機器視覺、深度人工智能技術，并結合高性能計算機和大數據技術，根據不同礦石的原子密度，將單個礦粒的射線透射率一一記錄，匯聚成大量礦石樣本的海量數據，然后在高性能計算機平臺上利用深度神經網絡技術進行云數據計算，從而對礦石個體進行結果辨析和預測，實現礦石定性半定量分析判別，達到有效分揀的先進技術。

智能礦石分選系統(tǒng)技術主要包括：（1）機器視覺技術；（2）大數據計算；（3）深度學習。

可以看出，智能礦石分揀系統(tǒng)技術先進，主要體現在效率強、精度高、智能化、自動化和適應性強。

2 項目實施情況

2.1 礦石性質

水口山選礦廠鉛鋅選礦車間所處理礦石主要是康家灣礦出產的鉛鋅金銀硫化礦，該礦礦石中金屬礦物較常見的是方鉛礦、閃鋅礦和黃鐵礦［2］，次為毒砂和黃銅礦，偶見纖鋅礦、白鐵礦、菱鐵礦和褐鐵礦零星分布；金銀礦物含量達到可回收品位，包括銀金礦、銀黝銅礦和脆銀礦；脈石礦物以石英居多，其次是玉髓、方解石、白云石、高嶺石、絹云母、綠泥石和其它微量礦物。金銀主要伴生在方鉛礦、閃鋅礦和黃鐵礦中。礦石的主要化學成分見表1［3］。

表1 康家灣礦礦石主要化學成分 %

2.2 項目建設情況

由于預選拋廢技術主要應用在鎢礦和銻礦等單金屬礦山［4］，在鉛鋅金銀硫化礦等多金屬礦方面的應用在國內沒有先例，因此公司與多家設備公司聯系并做了探索定性試驗及半工業(yè)試驗。參與了定性試驗研究的商家有北京霍里思特科技有限公司、長沙軍芃科技股份有限公司等。根據定性試驗結果，在霍里思特公司和軍芃公司進行了更深一步的半工業(yè)試驗研究。結合定性試驗及半工業(yè)試驗研究結果，發(fā)現XRT射線透射系統(tǒng)技術基本可以達到康家灣礦原礦拋尾目的，技術上是可行的。于是2019年5月在鉛鋅選礦車間利用原舊有廠房進行技術改造，設計建設了原礦智能預選拋廢系統(tǒng)，設計中擬使用兩臺智能預選拋廢設備，因廠房空間的限制，只能安裝一臺拋廢設備。設計拋廢廢石生產指標為：Pb+Zn≤0.4%，S≤1.8%，因金銀主要賦存于方鉛礦、閃鋅礦及黃鐵礦中，故金銀在設計指標中不作要求。項目于2019年8月建設完成并投入試生產。

碎礦+預選拋廢工藝流程如圖1所示。原礦經鄂式破碎機粗碎后，經洗礦篩分，進入中碎CS420圓錐破碎機后進行檢查篩分，篩下產品進入粉礦倉，篩上+16 mm產品經洗礦后進入智能預選設備進行拋廢作業(yè)，拋廢后的精礦產品進入PYD1750圓錐破碎機細碎，細碎產品與中碎產品合并進行檢查篩分，形成閉路碎礦。拋廢廢石輸送至廢石倉外銷。設計作業(yè)拋廢率25%至30%，總拋廢率12%至18%。

圖1 鉛鋅選礦車間碎礦+預選拋廢工藝流程

2.3 生產指標

水口山選礦廠智能預選拋廢項目自2019年8月初步建成進入生產性工業(yè)試驗。在后續(xù)生產試驗中，逐步對試生產過程中暴露出的各種問題進行整改，生產逐漸順暢，拋廢廢石品位也低于尾礦品位鉛+鋅≤0.4%的設計指標，并根據實際生產指標，不斷對生產工藝參數進行優(yōu)化，拋廢廢石品位進一步得到了降低并逐漸趨于穩(wěn)定。作業(yè)拋廢率25%～30%，廢石指標相對比較穩(wěn)定。廢石化驗指標也優(yōu)于設計指標，具體廢石取樣化驗數據見表2。

表2 近年來拋廢工序廢石實際生產指標 %

2.4 效益測算

水口山選礦廠因只安裝使用了一臺智能分選設備，碎礦檢查篩分篩上產物只有一半進入了拋廢工序，實際總拋廢率約6.5%～9%，年拋出廢石約4萬t。廢石平均銷售價格30元/t，年可獲銷售收益120萬元。碎礦后續(xù)處理成本按70元/t計，可節(jié)約選礦成本280萬元左右，以上合計可以選礦廠年增加效益400萬元以上。經拋出廢石后，減小了入磨量，增大了選礦廠的生產處理能力，原礦處理能力從1 800 t/d提高到了2 000 t/d。而且延長了尾礦庫的服務年限。具有較好的經濟效益和社會效益。

3 智能預選拋廢生產中出現的問題及改進措施

3.1 大塊礦石無法拋廢

水口山選礦廠拋廢工序為原舊廠房改造而來，原設計中礦石進入預選拋廢前的檢查篩分為雙層篩，但因條件限制只能安裝單層篩，無法隔除+80 mm的大塊礦石進入拋廢設備，兼之拋廢設備本身設計缺陷，運輸皮帶與上層隔板間空間僅100 mm高，導致大塊礦石卡住后撕裂運輸皮帶，而且大礦塊也會對拋廢設備氣嘴造成損壞，影響系統(tǒng)拋廢效率。

改進措施：經與拋廢設備廠家溝通，廠家對拋廢設備二代產品進行了改進，并于2020年10月中旬對原拋廢設備升級為二代設備。運輸皮帶經常撕裂這一現象才得以消除。

3.2 設備維修量大

進入拋廢工序的礦石粒級主要為16～60 mm礦石，粒度較粗，在運輸皮帶輸送中對各下料斗的沖擊力較大，打擊處很容易破損，造成維修量大。

改進措施：在各下礦斗經常被礦石打擊處安裝舊球磨機襯板或皮篩網，減小了下礦斗的磨損，增強了各下料斗的使用壽命。而且磨損嚴重的球磨機舊襯板也易于更換，皮篩網篩孔被礦石塞滿后，形成料打料，也減緩了篩網的磨損。

3.3 礦泥的干擾

礦石經過多條皮帶運輸機輸送及兩次篩分，經多次碰撞、打擊，形成了一些細小礦粒粘附在礦石表面，在進入拋廢前如果洗礦不充分，粘附在礦石上的礦粒會對廢石的識別造成一定的干擾，從而影響拋廢率。經對不同程度洗礦后預選拋廢廢石產品取樣，樣品經人工洗礦后，將洗礦細粒級產物過40目標準篩，篩上產物與粗粒級產物合并后與細粒級產物分別制樣進行檢測，不同條件下洗礦拋廢廢石產品經人工洗礦后的試驗結果見表3。

表3 不同洗礦條件下拋廢廢石產品經人工洗礦后的試驗結果 %

從表3可以看出，粘附在廢石上的細礦粒品位與原礦品位相近，甚至高于原礦品位。且對洗礦較不充分的廢石，細礦泥占比高達1.33%，粘附在廢石上的礦粒隨廢石一起帶出后，不僅會影響拋廢廢石指標，還會造成一定的金屬損失。

改進措施：在進入拋廢設備前的洗礦篩分的洗礦水由一排洗礦改為兩排水管洗礦，加大對礦石的洗礦力度，在拋廢機給料振動斗加一個洗礦水，進一步對礦石進行清洗。

3.4 金屬流失增大

在增加拋廢工序洗礦后，造成破碎+拋廢流程中洗礦水量增大很多，生產中偶有洗礦水溢出濃密池，造成金屬流失。

改進措施：在洗礦水濃密池外砌一個溢流水收集池，當洗礦水量較大，外溢到溢流水收集池時，將洗礦溢流水通過液下泵輸送至原礦洗礦篩分處用作洗礦用水，從而減小洗礦水的用量。

4 結 論

1.智能預選拋廢在水口山選礦廠的成功應用，驗證了預選拋廢技術在鉛鋅金銀硫化礦礦石智能分選上是可行的，為業(yè)內同類型礦山進行預選拋廢的應用提供了范例。

2.拋出廢石可作為建筑骨料銷售，可以產生銷售收益。且廢石不再進入后續(xù)生產工序，節(jié)約了生產成本，有利于提高原礦處理能力，拋出廢石不再成為尾礦進入尾礦庫，延長了尾礦庫服務年限，具有較好的經濟效益和社會效益。

3.粘附在礦石上的細礦粒品位與原礦相似甚至高于原礦品位，在礦石進入拋廢設備前應盡可能清洗凈，否則會影響拋廢指標，造成一定的金屬損失。

4.建議在礦石預選拋廢前應使用雙層篩進行洗礦篩分，避免大于100 mm礦塊進入拋廢設備，造成皮帶撕裂或砸壞氣嘴，從而影響生產。