大型浮选厂工艺设计问题探讨.pdf
∞0 蛳∞∞∞ l 选 矿l 舀 峙6、 }j 目g 一5蜘 大型浮选厂工艺设计问题探讨形 / 北京有色 冶金设计 研究总院麓必作 ’ 一 【 摘要 】 在进行大型浮选广工艺设计时, 如何惜鉴以往的实践经验. 结台我国国情和项 目具 体情况.选择先进的碎磨慌 程. 。 确定台理的浮遗工艺.推荐可靠,高 效,经济的生产设备 .历来是选矿 设计工 怍者的 研究 重点 .笔 者根据 多年设 计工作 实践 总 结了对 上述 问题的 认识和 经验 教训 . . 捌 翌鎏 f 、三 堇 盟 堡 鱼 竖 娥 厂 大型 浮选 厂的建设能否 做到技术先进可 靠 ,基建投 资低,经济 效益 好,工艺设计 方 案起着决定性的作用。本文就大型浮选厂工 艺设计中,流程、设备选择等方面的问题, 提 出一些个人的见解 ,和 同行们探讨 I 先进碎磨流程的选择 衡量选矿厂碎磨流 程是否先进的 标志 主要应该是 ;经 营费少 、能耗低 、基 建投资 省 、设备 运转率高和达 产时间短。 然而 ,至 今我们还 未找 到一 种 碎 磨 流 程,能同时具备上述优点。在大型浮选厂设 计中, 目前有希望在某些方面实现上述 目标 的可供 选择的碎磨 流程 主要是 t 1三段一 闭路 碎矿一单 段 球 磨 流 程 ,简称常规碎磨流程 。 2新三段 闭路碎矿_单 段球磨流 程,简称新 常规 碎磨 流程 。 3 粗碎一半 自 磨 包 括 ABC 流 程 ,简 称半 自磨流程 。 1 . 1 常规碎磨 流程 与新常规碎磨 流 程 的 比 较 新常规碎磨流程的 主要特点是 采用 了 超重型 圆锥破 碎机 和功率 自动控 制装置 。从 生产 实践看 ,设备处理能 力比 同规 格常规 圆 锥破 碎机大 出近 1 倍 破 碎产 品 粒 度P8 0达 到7 ram,而 常规 圆锥破碎 机的P8 0 一般 均在 1 1 ram以上 生产实例见表 1 。因此, 新常 规破 磨流程能够 实现 “ 多碎 少磨 。 实现 “ 多 碎少磨 . ,可为 选厂 带来 下述 落 状 , 2 在矿 柱回采过程 中 ,块 石胶 结充 填体 尽管暴 露高达 3 9 m,但稳 定 性 一直 良 好,未 出现任何丈的充填体垮塌现象,有力 地保 汪了矿 柱 回采作 业的安全 4 结 论 室 内力学试验 ,采 用湿选法浇 注 了尺寸 为 3 0 0 ramx 3 0 0 ram 3 0 0 ram的 块 石 胶结充 填体试 件。 . 并采用单轴抗 压 、抗 拉试验 ,配 合声波法确定了充填体力 学 参数 和力学性 能。在确定了力学性能的基础上,将块石胶 结充填体视为人工假石,建立有艰元模型, 运用摩尔一 库仑准则 ,采用平面 弹 性四节点 有 限元 进行 了解算,确定 了充 填 体 的 稳 定 性, 为矿柱的 回采提供 了依 据。 参者文献 略 . 大型 浮选F工 艺设计 问题 探 讨董 必 作 邮 编 I C 0 0 8 一 27 维普资讯 表 l 超重型 圆锥破碎 机产 粗度构 生产 实例 经济 效益 1 降低选厂总能 耗。据调 查,我 国 选矿厂破碎和磨 作业能耗,分别 占全厂总 能耗的 9%和4 0 以上。照此估算,如将我 国现有选 矿厂的破碎产 品粒度 从2 5 ram降 至 1 2 ram,则磨 矿作业能耗可 降低 8 ,而 碎矿 作业能耗仅增 1%。袭 2刘出的一些选厂减 裹2 破碎作业产品粒度对磨机处理 能力的影响 r 名 箍咎 嚣 小碎矿产品粒度 提高球磨机处理能力的生 产实例证明降低碎矿作业最终产 品粒度, 确能有效地降低选矿厂磨矿作业的总能耗。 2 . 喊少磨矿j虹品中微瓤粒级含量, 提高选 别作 业回收率, 降低药 剂消耗 。碎矿 作业产品粒度降低,使球磨机给l矿 粒 度 降 低,提高了球磨机处理能力,物料在瘩机巾 停留时间缩短,磨机排矿的产 品粒级变窄, 微细粒级含量硪少 由于入选矿石粒度较均 匀,有助于提高浮选作赴回收率,降低药剂 消耗 。石篆铜矿和 凡 H铅锌矿 曾被过小型试 验, 与工业生产进行对 比。小型试 验磨机给 矿粒 度为 一3 ram,生 产 中为 一1 5 ram 最终 磨矿 细 度 均 为 一2 0 0 目7 5 %,但在 一5 p ro和 一 1 0 H m微细粒含量 上差 距 很 大。在 凡 口铅 锌矿,小裂 试验 中 一5 m粒级含量 为 9%, 一 l O l m粒级 含量 为 1 4 %}而工业 生 产 则 分 别为 1 8 %和 2 5 %,其结果 是浮选指标 降低 , 选铅系统的抑 制剂用量增 加2 O ,捕收剂用 量增加1 5 0 %~2 O 0 。石篆铜矿的对比试验 中,微 细粒 增多使 捕收剂 用 量 增 加 1 O %~ 3 O %,起泡剂用量 增加 1倍 。 从上述 比较可 以看 出新 常 规 碎 磨流 程, , 由于产品粒度细, 实现了 多碎少磨”, 有 效地降低 了碎磨作业 总能 耗,减少 了经营 费,提高了选厂经济效益,又由于设备处理 能力大,同样规模的选厂,新常规虢程所需 设备数少,厂房面积、辅助设备和设施相 应也少,有利于节省基建投资 因此,该流 程的优越性是显而易见的。但是该流程需要 采 用的超重型 圆锥 破碎机, 目前 国内制造质 量 尚未完垒过关,有些关键部件还需进 口, 所用功率控制装置还要完垒依赖|进 口 1 . 2 常规碎磨流程与半 自磨 含A B C 流 程的 比较 1常规碎磨流程单位电耗低。根据 国内 b l l 座采用常规碎蘑流程与半 自磨流程 选矿 厂的生产 资料统计, 一般 常规碎磨流程 比半 自磨 流程 的单 位 电耗低 1 5 ~3 O 。 2常规碎磨流 程设备运转 率高。根 据国 内 b 1 2 座 采用常规碎磨流程 与半 自磨流 程选矿厂的生产资料统计,一般常规碎密流 程 扰毕 自磨 流程 的设备 运转 率高5 ~ 1 0 。 。 一 3常规碎磨虢程生产稳定,达产时 间短。常规碎磨流程 的豫磨机,生产能力比 较 稳定 j而半 自磨流程 中的半 自磨机 生 产 能力往往 随着给矿粒 度、矿石硬度 、岩石 破 裂特性等的变化而波动。根据美国皮马选厂 和加拿大阿富顿选r生产资料统计,波动量 在 2 5 以上 。根 据 美 国原 A c 公 司 罗 兰 一 2 8.一 有 色矿 山一1 朝6 4 维普资讯 R x l a n d 和 弗剥 瓦 尔 Fl e v a 1 的统计 资料 ,半 自磨流程 达产需 1 . 5 ~2 年,而 常规 流程 只需 2个 月 。 ‘ 4半 自磨流程工艺简单,劳动生产 率 高, 基建投资较低, 作业 粉尘 少。半 自磨 流程I 由平没有 中细碎和 筛特 等作 业 ABC 流 程 有顽石破碎作业 , 与 之配 套 的 辅 助设 施 、设备 也相应取 消,因而流程简 单,生产 工人少, ’ 基建投 资随之减少 。又由于取 消了 产尘大的作业,劳动条件得到改善。 5半 日磨 瀛程适 于处理詹混 台水 多韵 粘性矽 石。 含混 、台 水 量 的粘性 矿 石,如采用 常规 碎磨 流程 妊理, 则振动筛筛 孔、细 碎机排 口,矿仓 、漏 斗排l口等,极易 被矿 泥堵塞,胶带 运输机的 正常运转也难 以 保 证,严重影 响碎磨 流程畅通 。面半 自磨 涟 程,因矿石经粗 碎后 直接进入半 茸磨 机,生 产流程短,环节少, 可有效避免上 述现象的 发生。因此,对含 水 、含混 量 尤 的 粘性矿 石 ,经技术经济 比较后 一般多采用 半 自磨 流程 。 .。 】 . 3 近期 我国选厂碎磨 流程设 计 选择 趋势 任何国家在建设 选矿 厂时,选 择碎磨 流 程 必然要考虑 国家 的工 业基础 、经 济水平和 矿 石性 质,经技术经济 比较 后确定 。一些经 济 发速 国家新建的大型 选矿 厂,多采用半 自 磨 流程,原 因在 于 1 。 发迭国家 电价 低廉 。据 国外资料 报道 } 8 O 年代 , 当 电价高 于4 . 5 美分/ k w h 时,常规流程具有优越性,当电 价 幅予4 . 5 美分/ k w h时 经 综合 比较,采 用电耗 较高的l半 自磨流程还是经济的。 2发送 国家劈勘 为价格高。由于 半 自磨工艺生产流程短,所需生产茔人步 这 使人工王赘占生产域本较大比重的国家更愿 意采 用半 自磨 流程。 .一 3半 自磨工艺生产中粉担少 劳动 条件较 好。 。 部分发达国家新建的大型选矿厂采用半 日廉 流 程 的 .情 况 见表 3。我国在今后 一十 表3 近干几 年国 内外新 建大 型有色 金属选矿 厂的 碎磨 流程 国家 矿 o r - 拄产年行碎磨流程 美国 菲律宾 南非 伊朗 墨 西哥 保 加利 亚 加 拿大 菲律 宾 加拿 大 蒙古 美国 南斯拉 夫 智 科 智剥 美 目 燕国 加 事大 澳大 利 亚 由 酉 中国 中 国 中国 中国 中国 巴格达 - .1 .9 77 ABC 卡 门 [ 9 7 7 常 规 帕拉博扭 1 9 7 7 自 磨 萨 切 一斯 曼 。 】 们 0 常规 拉 卡 照这 。 。 一 L g t t . 喘 拽、 爨率特 E L .i l i t F l 9 窍 常规 卡精科 c 4 r r f o L k J 卵9 常艇 迪末 1 9 8 U 半 自磨 蒋 絷 恃 l 。 8 0 ABC 壤雷息f 芭 r d t 【 0 8 。 常 昆培那 1 9 8 2 半自唐 专 煮 r j - ” 村 . 常 规 v e J g 羲 赫。 m 半 自 窘 丘 基卡 马他 扩 建 【 q 半 自蘑 红势 印年代半茸瘩。 科珀嚷 们年代半 自 磨 科罗马克 .9 9 年代半 自 磨 希尔顿 g n 年代半自磨 盘 堆城 1 9 8 5 常规 永 平 1 9 8 5 常规 德 一选厂 扩建 . i e 5 ABC 话避 违厂 ’ I 9 0 常 趣 、 德并大山选厂 1 蓦 新常规 中条山铜矿峪 j 们3 新常规 时期内,电力紧张的状况还不会得瓤根本的 改善j国内在机械制造和自曲控} 8 l 技术方面 祖对还比较落百;短期阿; 强 难戗解决国产 设备遥转率低、生产不稳定的闽题。因此, 今后数年内,新建大型选矿, . ,除台娓含 水量太的粘性矿石岁 作为显藩影响避厂基 建投资、生产成翠和技术指标的碎磨流程 新常艇流程成为首选方案的趋势是明显的。 大型浮选厂工艺设计问题挥讨董必作 匣 5 编 t O u 3 8 一 2 9 维普资讯 2 合理 浮选流程的确定 选择 浮选 流程 的依据是 经过鉴定的选矿 试验报告和生产实践经验,当前,还要加强 对 闪速 浮选 工艺 应用 的研 究,并在充分考 虑 我 国现 背技术装备和管理 水平的条件下 ,设 计 出在生产中具备可操作性的浮选流程。 2 . 1 重视 闪速浮选技术的 应用 闪速 浮选是一 种回收磨 矿一 分级 回路循 环负荷 中粗粒矿 物的浮选技 术 。该 技 术 自 1 9 8 4 年威 功地用于生产后 , 因其 具有的 突出 优点 ,而 在国内外受到普 遍 重视 。 2 . 1 1 闪速浮选 的主要优点 2 . 1 . 1 . 1 回收率高。 由于闪速浮选是 处理旋 流器的沉礁 旋流器沉砂的特点是 1在旋流 器分 级过程 中,由于金属 矿物密度较大,容 易进入沉砂。沉砂中有用 矿物的 品位,粒度均 高于给矿 O这 些品位较 高,粒度较粗的有用矿物,如不及早回收 任其停 留在循环 负荷 中,直 至磨细能进入旋 流器溢流后进入浮选作业,会造成部分有用 矿物过密;影响浮选回收率。 2旋 流器 沉砂 含混 少,减弱了纽泥 对浮选的不利影响,有利于 有 用 矿 物的回 收 。, 2 . 1 I . 2 精矿 水分低 。由于闪 速 浮选 选出 的精矿粒度较粗,易于过滤脱水,一般滤饼 水分可 降低 1 ~ 2 。 0 . 1 . ⋯罄选机 数量减 少 由于 闪速 浮选是 在 高矿 浆浓 度 B 5 %~7 0 、快速 1~ 3 ml n 条 件下 浮出部分 粗 粒 精 矿 ,它减少 曩进凡淫造作堆的 量 使所需浮选机有效 窑积胡缚晡 - 一 l 2 . i 置 闪速浮选的应 用情况 ,闪 速浮选是芬兰奥特 昆昔 Ou t k u p 公司的 研究 成果 1 . 9 8 0 年该 公司 开始 技术开 发 , 1 9 8 2 年在芬 兰啥姆斯拉蒂 H a mg s l a h t s 选 进行试 验, -1 9 8 4 年威 功地用于生产 。据 不完全 统计 , 目前 世界上 已有 闪速 浮选 机2 0 0 多台 ,分 别用 于回收金 、铅 、锌 ,镍 、铜等 矿 物 均 收到一定效果 。如 哈姆斯 拉蒂选厂 采用 闪速浮选后,铜 回收率提 高 3 , 金 回 收率提 高2 O , 精矿 水 分 降 低 1 ,节电 2 k W h / t }芬兰瓦马拉 Va mma l a 选 厂, 精矿 杂质氧化镁构含量 和精 矿 水 分 均降低 1%,电耗降低 1 . 5 2 k W. 五 / }瑞 典 维斯 卡 丽雅 v i s c a r i a 选 厂, 铜回收率提高 2 %, 精矿 水分 降低 2 在我 国, 凡 口铅锌 矿 、 鸡笼 山金矿 , 已分别从芬兰 引进 了S K - 8 0和 s K 一 1 5 闰速浮谴 机 德 兴铜矿 曾进 行过工业 试验,金川镍 矿也进行过小 型试 验,试验 结 果均较理想 。实践 证明t 闲速浮选的 应用, 确实能给磨菥 、选 别 脱水 作业 带来好处 。 可 以预计 ,该 技术必将在我 国的选矿 厂得到 更应 泛的应用 - 2 . 2 设计在生产 中具有可操作性 的 浮选流 程 。 在 大型 浮选 F选矿 流程的设计申 ,工艺 在 实际 生产 中构 可操作性与技术 上的可行 性 具有同样重要的地位。必须充分重视在我国 现有技术装备和操作管理水平下, 设计浮选 流程的可操作性。有的浮选流程虽然从理论 上分折是可行 曲,甚至在小选 厂韵 应用也是 威功的,但在 走跫选矿厂却 出现了应用失败 的结局。下 述实例为我们提供 了宝贵的经验 教训。 1 我国某特太 型斑 岩铜矿,矿石储 量大,品位低 可浮性好。从理论分析和小 型试验的结果看, , 粗选采用开路流程,粗精 矿再磨再选是合理先进 的 浮 选 流程 见下 图,在国外的王业应用也是成功的 但在我国, .. 受国内目前技术装备和操作 管 理水 平的 限制 ,该 浮选流程在工业 生产 中 难 以实现 。原因在干采用该流 程的前题是 必须 有适用 、可靠 的浮选机液面 自动控 制装 置 ,较 高的仪 裘操 作、管理 ,维修 水平 。否 则, 因大 型浮选厂的浮选机作 业线较长 ,浮 选液面 波动 仅靠人王调整 ,难 以控制粗 精矿 有色 一1 9 q 6 , 4 维普资讯 嚣矿 某大型斑岩铜矿粗选瘟程 产 率和品位。在泼矿所属某 选厂,粗选 作业 各系统 分别采用J J F 一 1 6 浮选机 1 5 槽 , 双 边 溢泡 作业线总长8 4 m 生产中 球磨机给矿 会有一定波动,皮带秤显示,给矿 波动量在 5 。 一d 0 祭t 之闯,由此造成浮选 机给矿量 不稳。在佧嬗线长,培矿不均 ,人 操作条 件 下,设计 要求粗精矿 产 率 控 制在 7 左 右,品位挣制在6 . 5 左右。试 生 产期间一 直 未能窦 现,经 多次考核,糍精矿 卒婀在 l 0 %以上, 品位只有 4%左右 。为不 影响粗 精萨 再磨 ,精选作业, 不得不 将粗 选改 为全 闭路流程 生产实践证明, 。 全闭; 路 流 程 可 行 ,符 合现场实际需要 。 一 - 2融我国授窟 ,最近 投产的 巴基斯 坦 山逡克钢金选r , 日醯理原矿 1 2 5 0 0 l 。铜 浮选流程 与德 *铜矿选 厂基 本相同,- 差 别在 一 段开路浮选茸,山达克铜金选厂增加了精 选作业。该疏程易于撮捧 进入再磨机的粗 精矿产 率和 品位 比盛开路 流翟 的稳定,试生 产十分 顺莉 ,仅用 了不 足 2个月的时间 ,磨 浮系统就实现了达产达标。这次顺利投产虽 有多方 面舯 田素 ,但 浮选流程合理 、技术 操 作 可 行起 鳓了决定性的作用 3 某铜矿选J- 铜一硫混合精矿,选 铜后 回收硫时 ,需 将矿 浆p I -I 值 由 以 上 诵 至 9左 右。设 计 中对p H值 的调 整 选 择 了下 述 方案 , 即除雨季外,都 田采 矿废 石场产生 的p H 3 左右的酸性水 镰i 季时补加 部分硫 酸。该方案从理论分析和试验结果看都是可 行豹。 。 但对次型襻选厂而言,固目前暂无适 用 、可靠的 p H自动检 测、调整搜置 ,国内现 有 的仪表维修 和管 理水平相对较低 ,人 工调 控P H值 难 以满足生产 工艺要求,致 使 酸 性 水 添加 设施和浮 硫设 备未能投产 。 由此 可见,对 大型 浮选厂而 言,生 产流 程的 可操 作性 与技 术可行性 同样重要 ,需要 认真加以研究 还要特别强调指出;从企业 的长远利益和今后 发展 来看 ,我们必须积极 地为犬型浮选厂研制可靠、适用、有效的控 稠检测仪表,努力提高仪表的操柞,管理, 维修水平 ,以促进 先进 浮选 工艺在生产 中的 顺利实现,进一步提高选厂经济效益. 3 推荐可靠、高效、节能设备 选矿厂工艺设备是否可靠决定着工艺设 计的成败 。先进 工艺流程的 实现,必须 以先 进 、可靠 的设备为基础 。 , 工艺设备 可靠 ,一般包 含两个 内容,一 是设备制 造质量可 靠I ’ 二是设计选型正确 能满足工艺要求。 近年来,在有些选矿厂的 试车投产过程中,出现过因设备制造质量不 佳导致先进的生产工艺无法实现、试车投产 极 不顺 利的情 况。如某 铜矿三期后 3 万 t 碎矿 系统,设计采用了和前3 万t 碎矿系统相确的 多 碎少磨”流程 。前3 万t 碎矿系统 的超重 型圆锥破碎机和功率 自动控制装置由国外引 进 ,顺利实现 , 多碎少磨 ”,取 得了较好的 经 济效益 而后 3 万t 选用 了国 内某重 型机器 厂引进 国外技沭 生产l构超重 型 圆锥破碎 税, 因设备制造质量不过关 ,试生产 1年多 后, 设备处 理能力 、产 品粒度 ,均达不 到设计要 求。不髓按竭投产,不仅使国家重点工程建 设周期延长,也使企业蒙受巨大经讲损失, 敦 是深刻 的 。 。 大 登器 选广工 艺l设计 问题探 讨 莹必 作 邮编 1 0 0 0 3 8 维普资讯 河北赤城后淘金矿刘盍贵 一 l 前 言 、丽北省 届沟金矿选 矿厂 目前的处理能 力 为4 1 5 t / d ,5 o t/ a 炭 浆 厂和3 0 0 t / d 浮 选厂 组成,采用两段闭路磨矿流程。磨矿介质撩 为白口铸铁球,球耗一 段 为3 . O k g ,/ t i;二段 为1 . 4 k g / t 。 。 磨矿作 业的 球耗对选矿成 本 有 重 大 影 响 ,其成本 占选冶直接 生产成本 的2 5 . 2 。 因此, 正磕 选用耐磨球 ,改 善磨 矿效果, 是 节能降耗,提高企业经济效益的 重 要 途 径 弋 9 之 一 。 磨 球的 耐磨 性,与磨球 的原 始性质有 根 本关 系,但 也与磨机类型 、规格 、千磨或 湿 磨,原矿性质,入磨粒度,矿浆浓度、矿浆 . I p H 值以及最终磨矿产品指标等有关。 ,2 9 矿石性质. 后沟金矿后沟坑口矿石属予少硫化物宙 金矿石, , 主要金属矿物-为褐铁矿、赤铁矿, 其次为黄铁矿以及少量黄铜矿,方铅矿、闪 锌矿;斑铜矿 黄钾铁矾;磁铁矿,非金属 除设 备制造质量 影畸 生产垒 } ,谈矿 二期 王程选 厂,则因设计 的设 备选型不 当,致使 精选段浮选机无法正常生产。精选作业的给 矿 不 同于原矿 ,它 品位 高、密度 太,设计中 必 须充分重视这些特 点,选 择搅拌力强的浮 选 机,两 浆充满 系数则必须选 择小 一些 当时的设计对此认识雨 深, 。 重视雨够 ,选尉 的 F _ 4 浮选帆 ,叶轮裴 逑 度 低 , 自吸空 气,但不 自吸矿 浆,搅拌 力 较 碾。投 产不 久, ’发现矿 浆 “ 沉槠 严重, 浮选 机假 底上 的开孔全部堵塞 ,有 效容 积减步遣 1 / 2 , 使精 选时 间减 少 了一半。设 计选 取的浮选机矿 浆 充满 系数为0 . 8 ,过对 于精选柞 业 偏高 ,按 0 . 8 计算确定的 浮选 机有 效 容 积偏小,使实 际浮 选作 业时间减少, 这不到设 计 作 业 时 匍。一 般精选作业的矿 浆充满系数似应 选取 0 . 6 5 左右为宜 例 如 - 谈 矿一选厂 实 测 为 0 . 6 6 j黑色金属选矿厂 设 计 一 般 为0 . 6 5 ~ 0 . 7 5 ,美 国王程 公司 设计 般 为 5 ~O . 6 ; 原苏联 的设 诗取 0 . 6 。另外 r设计精选段 浮 选矿浆浓度为2 5 ,而该 矿选 厂生产 中只能 达到抛 左右, . 近期才投产的山达克铜叠矿 选 厂也是 2 0 左右 因此 ,这也是使浮 选作 业时 间缩短的原 因。 、 出于 浮选时闻减少 ,使 匠单体解 离 但 浮游速度较 慢的有用矿 物损 嶷 于尾砖 中,严重影响 了精 选作业圈 收率 虽然”F 一4 浮选机质量 可靠 ,高效 节能 , 但设 计选型不 当 j 丕是 币能 保证 芷常 生产 最 缝不 得不金郝更按 选一 结果 令人 深思 。 对近年来笔者参 加的太型 浮避 厂] 二 艺设 计工作进行总结 ,再 次深 切地 认识 到 选矿 工艺设计 对 选 的顺 利 投 、技 术 进 步 经济效益等 确 实起着决定性 的作 用 设计工作者, 通过工程 设 计 实 践 .不断探 讨 、总绪 经验 教训, r . 是较快 掘高设计水平, 设计高质量建 设项 目的重要 途径 . -- 32 -- 有 色矿 ⋯I 9 9 6{ 维普资讯