浓缩设备在金川选矿的现状和发展趋势.pdf

2 0 1 7 年增刊有色金属 选矿部分 2 5 7 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 7 ．z 1 ．0 5 9 浓缩设备在金川选矿的现状和发展趋势 鲁培兴 西藏天圆矿业资源开发有限公司，西藏谢通门8 5 7 0 0 1 摘要简要介绍金川选矿浓缩设备的发展现状，根据目前金川选矿技术改造、扩建或新建项目中采用浓缩设备的发展 方向，最后归结出金川选矿现代浓缩设备的发展趋势是采用高效化、液压驱动、自动提耙、高可靠性的浓缩设备，并实现自动 控制等。 关键词浓缩设备；高效化；液压驱动；高可靠性；自动化 中图分类号T I M 6 2 ．5文献标志码A文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 7 S 0 - 0 2 5 7 - 0 5 D i s c u s s i o no nC o n c e n t r a t i n gE q u i p m e n ti nt h eS t a t u sQ u oa n d D e v e l o p m e n tT r e n do fJ i n c h u a nM i n e L UP e k i n g T i b e tT i a n y u a nM i n e r a l sR e s o u r c eD e v e l o p m e n tC o ．，L t d ．，S a i n tJ o s e p hT i b e t ，C h i n a A b s t r a c t T h i sp a p e rb r i e f l yi n t r o d u c e sd e v e l o p m e n ts t a t u so fJ i n c h u a no r ee n r i c h m e n te q u i p m e n t ，a c c o r d i n g t ot h ec u r r e n tJ i n c h u a nb e n e f i c i a t i o nt e c h n o l o g yt r a n s f o r m a t i o n ，t h ed e v e l o p m e n td i r e c t i o no fc o n c e n t r a t e de q u i p m e n t e x p a n s i o no rn e wp r o j e c t s ，f i n a l l ys u m m e du pt h ed e v e l o p m e n tt r e n do fm o d e mJ i n c h u a nm i n e r a lc o n c e n t r a t i o n e q u i p m e n ti st h eu s eo fh i g he f f i c i e n c y ，h y d r a u l i cd r i v e ，a u t o m a t i cr a k e ，c o n c e n t r a t i n gd e v i c ew i t hh i g hr e l i a b i l i t y ， a n dt oa c h i e v et h ea u t o m a t i cc o n t r 0 1 ． K e yw o r d s c o n c e n t r a t i n ge q u i p m e n t ；e f f i c i e n c y ；h y d r a u l i cd r i v e ；h i g hr e l i a b i l i t y ；a u t o m a t i o n 选矿的工艺流程中选后的浓缩脱水作业是必不 可少的，浓缩是在浓缩机中进行的。浓缩机通常用 于过滤之前的精矿浓缩和尾矿脱水。用作精矿浓缩 的浓缩机，它的产品是由底部卸料E l 排出的精矿，其 浓度指标一般在7 5 ％以下，同时控制溢流浓度，防止 精矿流失。用作尾矿脱水的浓缩机，它的产品是由 上部溢流槽排出的溢流水。在选矿厂中通常使用连 续式浓缩机。往浓缩机中送人矿浆，排出澄清水和 排出浓缩产品，都是连续进行的。浓缩机按其传动 方式分为中心传动式和周边传动式两种。 1 金川选矿浓缩机的发展现状 金川集团股份有限公司选矿厂 以下简称金川 选矿厂 是金川集团股份有限公司上承矿山、下接冶 炼厂的主流程生产单位，为火法冶炼生产提供合格 的铜镍混合精矿。目前，金川选矿厂用作精矿浓缩 的浓缩机共有7 台，用作尾矿脱水的浓缩机共有 3 台。 1 ．1 金川选矿精矿浓缩的的技术现状及其特点 金川I 选矿厂的精矿浓缩分为一次浓缩和二次 浓缩。 一次精矿浓缩现使用2 台N T J 4 5 型周边齿条 传动浓缩机和1 台G Z N - 4 5 型周边齿条传动普通高 效浓缩机 以下简称N T J 4 5 或G Z N - 4 5 型浓缩机 。 其主要工艺参数浓密物料为铜镍混合精矿，给料浓 度1 5 ％～2 0 ％，底流浓度2 5 ％～4 0 ％，溢流水回水 浊度≤2 ％。。该系列浓缩机主要由桥架、周边驱动装 置、传动架、耙架总成、中心部分、齿条钢轨、集电装 置、槽架浓缩池等组成。物料经入料管通过中心部 分流人浓缩池，物料中的固体颗粒靠自身的重力沉 人池底，由耙架和中心部分通过其下部的耙齿和副 耙，将沉淀在池底的固体颗粒刮集到池中心的排料 E l ，由渣浆泵抽出，澄清的水从溢流堰流出⋯。 二次精矿浓缩现使用2 台N T J 4 5 型浓缩机和1 台G Z N - 4 5 型浓缩机。其主要工艺参数浓密物料为 铜镍混合精矿，给料浓度2 5 ％～4 0 ％，底流浓度≤ 箨薯昌羿i 警臻冀矗1 9 1 7 1 一 ，男，甘肃金昌人，硕士，高级工程师，主要从事设备技术管理工作。作者简介鲁培兴一 ，男，甘肃金昌人，硕士，高级工程师，主要从事设备技术管理工作。 万方数据 2 5 8 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年增刊 7 5 ％，溢流水回水浊度≤2 ‰。 1 ．1 ．1 N T J _ 4 5 型浓缩机的的技术现状及其主要特点 N T J - 4 5 型浓缩机投产运行于1 9 9 2 年，池内直径 4 5m ，池子深度5 ．0 6m ，沉降面积1 5 9 0n 1 2 ，耙架每转 时间1 9 ．3m i n ，电机功率1 5k W ，实际处理能力 干 矿量 约为8 5 0t ／d 。其技术现状 1 传动方式为机械周边驱动。 2 耙架没有提耙的功能。 3 其中心部分是由集电装置、中心座、固定座、 转盘、轴承和转盘座组成，集电装置是由集电环和碳 刷等组成，电源经过槽架接至集电环上，集电环固定 在中心座上，碳刷则固定在传动架上；电源通过碳刷 传到传动架另一端的电动机上。 4 中心部分的轴承存在封闭不严的设计缺陷。 5 自动化程度较低，只有一些简单的监测装置， 实现不了自动保护。 N T J - 4 5 型浓缩机主要技术特点为 1 采用的是机械传动的无级调速，机械传动的 承载能力较低，抗过载及耐冲击性也较差。 2 由于耙架在设计上没有提耙的功能，所以 N T J 4 5 型浓缩机停机时间不能过长，故障时亦没有 自动、强力清池的功能；否则，浓缩机会因沉积物过 多而压耙损坏设备，池底中心的排料口也会被沉积 物堵死。 3 由于该浓缩机集电装置的结构设计不太合 理，集电装置的碳刷和集电环通常会出现接触不良 的情况，导致浓缩机中心部位的转动部分转动不 灵活。 4 由于该浓缩机中心部分的区段封闭不严，溢 流外面的矿浆会渗透到中心部轴承，从而大大缩短 中心部轴承的使用寿命。 5 由于自动化程度不高，仍然避免不了一些事 故的发生。 6 处理能力偏小，生产效率不高。 1 ．1 ．2 G Z N - 4 5 型浓缩机的技术现状及其主要特点 G Z N - 4 5 型浓缩机投产运行于2 0 0 8 年，池内直 径4 5m ，池子深度5 ．1 1 5m ，沉降面积1 5 9 0m 2 ，耙架 每转时间1 7 ～3 0m i n ，电机功率1 5k W ，实际处理能 力 干矿量 约为1 2 0 0t ／d 。其技术现状 1 传动方式为周边液压驱动。 2 采用液压自动分段提耙，耙子可提升至水面 以上。 3 集电装置为双碳刷全密封结构。 4 中心回转支承选用国外知名品牌，承载能力 大，抗扭矩能力强，中心部分的轴承密封性能好。 5 采用的是电液联合控制系统，提耙机构及刮 泥行走机构共用一个组合式液压泵站及电控系统。 6 整机采用P L C 自动控制和触摸屏显示，并可 参与集控，又具有超载报警、自动停机、故障锁存等 保护功能。一 7 中心进料筒设有缓冲板和导流板。 G z N 4 5 型浓缩机的主要技术特点如下 1 采用的是液压传动的无级调速，液压传动的 调速范围大，可吸收冲击和防止过载，传动效率较 高，寿命长，易于实现自动化。J 2 自动提耙的特点是当浓缩池中沉积物料增多 时，刮泥板工作阻力增大，驱动油路压力升高，当超 过设定值时，通过控制系统的P L C ，将升降系统中的 控制阀开启，液压油进入提耙油缸，将刮泥耙提起， 浓缩机不致压耙；如果阻力继续升高，刮泥耙会继续 提升，当驱动油路压力超过额定值时，浓缩机自动停 机，同时发出报警信号，绝对不会因沉积物过多而压 耙损坏设备；当压力小于设定值时，刮泥耙会自动降 至工作状态；浓缩机可以长时间停机，故障时具有自 动、强力清池的功能。3J 。 3 全密封结构的集电装置，性能可靠，始终保持 良好的工作状态，并可有效防止雨水及潮湿空气进 入；集电罩外形小巧，方便操作者在桥架上通行。_ 3 1 4 中心回转支承和中心部分的轴承可靠耐用， 使用寿命较长，大约是N T J 一5 型浓缩机的l 倍。 5 电液联合控制系统设有行走过载、电机过载、 升降超时、开关故障等完善的保护功能。相应每一 种保护，系统停机后，P L C 系统均能够及时有效的锁 存事故原因，长时间保持对应的声、光报警信号，为 专业人员检修设备、明确事故原因，提供了方便H ] 。 6 自动化程度高，能够避免一些事故的发生。 7 处理能力大，生产效率较高 与N T J - 4 5 型浓 缩机比较 。 8 中心进料筒内增设缓冲板和导流板，可最大 限度的减小矿浆到浓缩池后的两相流运动，同时减 小了矿浆中固体颗粒的动能，达到自然平流沉降效 田[ 4 ] 7 卜 o 1 ．2 金川选矿尾矿脱水的的技术现状及其特点 金川选矿厂的尾矿脱水现使用2 台N T ．1 0 0 型 周边齿条传动浓缩机和1 台C X - 5 0 型中心传动高效 浓缩机 进口 以下简称N T ．1 0 0 型或C X ．5 0 型浓 缩机 。N T - 1 0 0 型浓缩机的主要工艺参数浓密物 料为铜镍混合尾矿，给料浓度1 5 ％一2 0 ％，底流浓度 万方数据 2 0 1 7 年增刊鲁培兴浓缩设备在金川选矿的现状和发展趋势 2 5 9 3 0 ％～4 0 ％，溢流水回水浊度≤2 ％o 。C X ．5 0 型浓缩 机的主要工艺参数浓密物料为铜镍混合尾矿，给料 浓度1 5 ％～2 0 ％，底流浓度4 0 ％～5 0 ％，溢流水回 水浊度4 2 ％D 。 1 ．2 ．1 N T 一1 0 0 型浓缩机的的技术现状及其主要特点 N T 1 0 0 型浓缩机投产运行于1 9 9 1 年，池内直径 1 0 0m ，池子深度5 ．6 5m ，沉降面积7 8 4 6m 2 ，耙架每 转时间4 3m i n ，电机功率1 5k W ，实际处理能力 干 矿量 约为78 5 0t ／d 。其技术现状 1 传动方式为机械传动的周边驱动。 2 耙架没有提耙的功能。 3 集电装置是由集电环和碳刷等组成。 4 自动化程度较低，只有一些简单的监测装置， 实现不了自动保护。 N T 一1 0 0 型浓缩机的主要技术特点如下 1 采用的是机械传动的无级调速，机械传动的 承载能力较低，抗过载及耐冲击性也较差。 2 由于耙架在设计上没有提耙的功能，所以 N T ．1 0 0 浓缩机停机时间不能过长，故障时亦没有自 动、强力清池的功能；否则，浓缩机会因沉积物过多 而压耙损坏设备，池底中心的排料口也会被沉积物 堵死。 3 由于该浓缩机集电装置的结构设计不太合 理，集电装置的碳刷和集电环通常会出现接触不良 的情况，导致浓缩机中心部位的转动部分转动不灵 活。 4 由于自动化程度不高，仍然避免不了一些事 故的发生。 5 处理量不大，生产效率不高。 1 ．2 ．2 C X - 5 0 型浓缩机的技术现状及其主要特点 C X ．5 0 型浓缩机投产运行于2 0 0 8 年，池内直径 5 0m ，池子深度3 ．6 5m ，沉降面积1 9 6 3 ．5m 2 ，耙架每 转时间2 0m i n ，电机功率5 ．5X2k W ，实际处理能力 干矿量 约为1 35 0 0t ／d 。其技术现状 1 传动方式为液压中心驱动。 2 采用液压自动提耙。 3 入料方式采用旋流切线人料。 4 沉降方式采用深层人料平流沉降。 5 中心回转支承承载能力大，抗扭矩能力强，密 封性能好。 6 采用絮凝剂制备及添加系统。 7 整机采用P L C 自动控制和触摸屏显示，并可 参与集控，又具有超载报警、自动停机、有声光电报 警信号、故障锁存等保护功能。 C X ．5 0 型浓缩机的主要技术特点如下 1 中心传动浓缩机的池体可根据需要设计不同 的深度，达到不同的有效容积，因此效率高，处理量 大。 2 自动提耙的特点是浓缩机可以长时间停机， 故障时具有自动、强力清池的功能。 3 旋流切线的人料方式，可实现自动稀释功能， 并提高浓缩效果。 4 中心深层人料，矿浆基本是在平流状态下进 入浓缩池，可防止矿浆对沉淀层的冲击，实现较好的 沉降效果。 5 集电装置的性能可靠，始终保持良好的工作 状态，并可有效防止雨水、粉尘及潮湿空气进入。 6 中心回转支承可靠耐用，使用寿命较长，大约 是N T 一1 0 0 型浓缩机的1 倍以上。 7 自动化程度高，能够避免一些事故的发生。 8 絮凝剂制备及添加系统可大大提高浓缩机的 生产能力。 2 金川选矿扩建项目设计采用浓缩设 备的发展方向 西藏天圆矿业资源开发有限公司谢通门县雄村 铜矿工程和金川二选车间扩能降耗技术改造工程项 目是金川集团股份有限公司重点新建和技术改造 项目。 2 ．1 谢通门县雄村铜矿工程项目 谢通门县雄村铜矿工程项目也是西藏自治区 “十一五”、“十二五”重点建设项目和国家“十二五” 重点生产力布局及产业规划项目。该项目为采选联 合企业，设计采选规模4 00 0 0t ／d ，年产1 2 0 0 万t ，设 计产品为单一铜精矿。设计的选矿工艺流程为一 段粗选、半自磨 球磨 顽石破碎的碎磨流程；选别 工艺采用一段磨选丢尾、粗精矿再磨精选的浮选工 艺流程；产出的铜精矿采用浓密、压滤两端脱水流 程；铜尾矿脱水采用浓密脱水流程。项目现处于建 设期，部分选矿设备已招标。 2 ．1 ．1 设计采用的精矿浓缩设备 精矿浓缩设计采用的浓缩设备是1 台q b 2 5 m 高 效高压深锥浓缩机。其主要工艺参数浓密物料为 铜精矿，给料浓度1 5 ％一2 0 ％，底流浓度5 5 ％～ 6 0 ％，溢流水回水浊度是溢流中固体含量 2 0 0m g ／ L ，设计处理能力 干矿量 为6 5 7t ／d 原生矿 和 8 2 6t ／d 次生矿 ，传动方式采用中心传动、液压驱 动，选用自动提耙。 万方数据 有色金属 选矿部分 2 0 1 7 年增刊 2 ．1 ．2 设计采用的尾矿浓缩设备 尾矿浓缩设计采用的浓缩设备是2 台西5 5 m 高 浓度浓密机 进口 ，采用絮凝剂制备及添加系统。 其主要工艺参数浓密物料为铜矿粗选尾矿，给料浓 度2 3 ％，底流浓度6 3 ％，溢流水回水浊度是溢流中 固体含量 2 0 0m g ／L ，设计正常处理量 干矿量 为 1 96 6 6 ．6 7t ／d ．台。传动方式采用中心传动、液压驱 动，选用自动提耙。 2 ．2 金川二选扩能改造工程项目 金川二选扩能改造工程项目已被列为首批国家 矿产资源综合利用示范基地项目和甘肃省重点建设 项目。金川二选扩能改造工程将保留现有二选车间 碎矿新系统和磨浮4 。、5 4 系统4 5 0 0t ／d 的生产能力， 将碎矿老系统拆除，原址新建一个新的l1 0 0 0t ／d 选矿系统，新选矿系统设计的选矿工艺流程为“半 自磨 球磨”的碎磨工艺；两段磨矿两段选别的浮选 工艺流程；产出的铜镍混合精矿采用浓密、压滤两段 脱水流程；铜尾矿脱水采用浓密脱水流程。项目现 处于人施工阶段。 2 ．2 ．1 设计采用的精矿浓缩设备 精矿浓缩设计分为一次浓缩和二次浓缩。一次 精矿浓缩设计采用的浓缩设备是1 台q 、4 5 m 周边齿 条传动普通高效浓缩机，其主要工艺参数浓密物料 为铜镍混合精矿，给料浓度1 5 ％一2 0 ％，底流浓度 2 5 ％～4 0 ％，溢流水回水浊度≤2 ％0 ，设计处理能力 干矿量 为l0 0 0t ／d 。二次精矿浓缩设计采用的浓 缩设备也是1 台烈5 m 浓缩机，其主要工艺参数浓 密物料为铜镍混合精矿，给料浓度2 5 ％～4 0 ％，底流 浓度≤7 5 ％，溢流水回水浊度≤2 ％o ，设计处理能力 干矿量 为10 0 0t ／d 。传动方式采用中心传动、液 压驱动，选用自动提耙。 2 ．2 ．2 设计采用的尾矿浓缩设备 尾矿浓缩设计采用的浓缩设备是1 台q b 7 0 m 进 口中心传动尾矿高浓度浓密机，采用絮凝剂制备及 添加系统。研0 m 高浓度浓密机的主要工艺参数浓 密物料为铜镍混合尾矿，给料浓度1 5 ％～2 0 ％，底流 浓度4 5 ％一5 0 ％，溢流水回水浊度≤2 ％0 ，设计处理 能力 干矿量 为1 92 5 0t ／d 。传动方式采用中心传 动、液压驱动，选用自动提耙。 3 金川选矿使用浓缩设备的经验 以上可以看出，从2 0 世纪9 0 年代初期到现在， 国产或进口的各种浓缩设备在金川选矿脱水流程中 广泛投人使用，已积累了比较丰富的经验，可以得出 以下结论 1 精矿浓缩设备向高效化、液压周边或中心驱 动、自动分段提耙、高可靠性、自动化等方向发展1 。 1 采用高效化精矿浓缩设备不仅能够满足选 矿厂规模日益扩大化的要求，而且具有安装台数少、 占地面积小、基建投资低、使用成本低、而且单位有 效容积的安装功率小的特点。如在完全相同的工 况条件下，池内直径均为4 5m 的N T J 一5 型浓缩机 和G z N 一5 型浓缩机，电机功率均为1 5k W ，实际设 计处理能力却分别是8 5 0t ／d 和1 2 0 0t ／d 。 2 采用液压周边或中心驱动的精矿浓缩设备 不仅调速范围大 与机械传动的周边驱动相比较 ， 可吸收冲击和防止过载，而且传动效率较高，易于实 现自动控制。 3 采用自动分段提耙的精矿浓缩设备，使浓缩 设备可以长时间停机，并且故障时具有自动、强力清 池的功能，可大大提高浓缩设备运行的可靠性。 4 精矿浓缩设备的集电装置采用全密封结构， 密封性能良好，可有效防止雨水、粉尘及潮湿空气等 进入，性能更可靠，使集电装置始终保持良好的工作 状态。 5 精矿浓缩设备采用先进的P L C 控制、触摸 屏显示和操作技术，可实现参与集控。设有行走过 载、电机过载、升降超时、开关故障、自动停机、有声 光电报警信号、故障锁存等完善的保护功能，可大大 提高浓缩设备运行的可靠性、稳定性等。 2 尾矿脱水设备向高效化、液压中心驱动、自动 提耙、絮凝剂制备及添加系统、高可靠性、自动化等 方向发展p 一。 1 采用高效化尾矿浓缩设备不仅能够满足选 矿厂规模日益扩大化的要求，而且具有安装台数少、 占地面积小、基建投资低、使用成本低、而且单位有 效容积的安装功率小的特点。如在完全相同的工 况条件下，1 台池内直径为5 0m 的C X - 5 0 型浓缩机 实际处理能力相当于2 台池内直径为1 0 0m 的N T ． 1 0 0 型浓缩机；C X 一5 0 型浓缩机的电机功率为1 5 k W ，而N T - 1 0 0 型浓缩机的电机功率为5 ．5 2k W 。 2 采用液压中心驱动的尾矿浓缩设备，调速范 围大，可吸收冲击和防止过载，并且传动效率较高， 易于实现自动控制。 3 采用自动提耙的尾矿浓缩设备，使浓缩设备 可以长时间停机，并且故障时具有自动、强力清池的 功能，可大大提高浓缩设备运行的可靠性。 4 采用絮凝剂制备及添加系统的尾矿浓缩设 万方数据 2 0 1 7 年增刊鲁培兴浓缩设备在金川选矿的现状和发展趋势2 6 1 备，大幅度地提高了尾矿浓缩设备的效率和处理量。 5 尾矿浓缩设备的集电装置采用全密封结构， 密封性能良好，可有效防止雨水、粉尘及潮湿空气等 进入，性能更可靠，使集电装置始终保持良好的工作 状态。 6 尾矿浓缩设备采用先进的P L C 自动控制、触 摸屏显示和操作技术，并可参与集控；又具有超载报 警、自动停机、有声光电报警信号、故障锁存等保护功 能，可大大提高浓缩设备运行的可靠性、稳定性等。 4结语 金川选矿浓缩设备的发展趋势为浓缩设备采用 液压驱动、自动提耙；集电装置采用全密封结构；在 控制方面，采用先进的P L C 控制、触摸屏显示和操作 技术；尾矿浓缩设备采用絮凝剂制备及添加系统；浓 缩设备的池体可根据需要设计不同的深度，达到不 同的有效容积等方向发展。 参考文献 [ 1 ] 鲁培兴．N T J ．4 5 精矿浓缩机的常见故障分析及处理[ J ] ． 矿山机械，2 0 0 6 4 1 6 3 1 6 4 [ 2 ] 朱建峰，张涛，刘建成．P L C 控制及无线通讯技术在浓 缩机上的应用[ J ] ．矿山机械，2 0 0 9 1 7 8 6 - 8 9 ． [ 3 ] 陈小玲．G N J - 7 0 型高效浓缩机[ J ] ．矿山机械，2 0 0 9 3 9 8 0 9 ． [ 4 ] 唐圣辉．液压传动技术在浓缩机中的运用[ J ] ．矿山机 械，2 0 1 0 2 6 0 - 6 1 ． [ 5 ] 孙红丽，江剑平，毕淑杰，等．G N J _ 7 0 高效浓缩机的设计 与应用[ J ] ．矿山机械，2 0 1 0 1 8 9 2 - 9 4 ． 上接第2 0 3 页 完成了上述过程，既可以实现不同品牌不同型 号的工业自动化设备的数据采集及交互的功能。此 外，还可以通过配置W e bA l a r mS e r v e r 功能，实现对 重点数据的邮件监护报警功能。为重要设备重要数 据提供安全保障。 3结论 根据磨矿自动化系统改造的工程经验，笔者发 现R e dl i o nD S P 控制器作为一个纽带将原本复杂琐 碎的工业自动化控制系统简单化集中化。通过使用 该型设备可以轻松地完成多品牌多协议工业设备的 数据交互，系统运行安全稳定，项目配置灵活，施工 周期短见效快，满足设计要求。 参考文献 [ 1 ] 史丽萍，王攀攀，张广龙，等．多协议以太网网关在煤矿 综合自动化系统的研究与开发[ J ] ．继电器，2 0 0 7 2 4 4 3 - 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