陳剛剛 邱利賓 李亞輝

【摘 要】雷門溝鉬礦選礦廠設(shè)計(jì)為3000T/d的單一浮鉬的選礦廠，于2005年12月投產(chǎn)運(yùn)行。在生產(chǎn)初期存在尾礦高，精礦雜質(zhì)超標(biāo)，流程階段選別工藝紊亂等問(wèn)題。經(jīng)試驗(yàn)研究分析，有針對(duì)性的進(jìn)行有效的局部流程改造后，使各項(xiàng)指標(biāo)穩(wěn)定提高，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，具有借鑒推廣應(yīng)用的意義。

【關(guān)鍵詞】工藝流程；存在問(wèn)題；改造效果；強(qiáng)化掃選

雷門溝鉬礦是含礦斑巖體侵入新太古代變質(zhì)花崗巖——綠巖帶的典型斑巖型鉬礦床。其規(guī)模大，品位偏低，整個(gè)礦床金屬量達(dá)34萬(wàn)噸。雷門溝鉬礦選礦廠是設(shè)計(jì)能力為3000T/d的單一浮鉬的選礦廠，于2005年3月基建動(dòng)工，同年12月試車生產(chǎn)，2006年5月達(dá)產(chǎn)。經(jīng)過(guò)一年多的生產(chǎn)運(yùn)行，礦石供應(yīng)量和性質(zhì)逐步穩(wěn)定，操作人員技術(shù)素質(zhì)不斷提高，但生產(chǎn)實(shí)踐中存在著工藝指標(biāo)周期性波動(dòng)[1]，選別現(xiàn)象難以控制，精選段分選紊亂，尾礦偏高，精礦含有害元素銅超標(biāo)等現(xiàn)象。通過(guò)對(duì)原工藝流程進(jìn)行數(shù)據(jù)采集考察，試驗(yàn)研究分析，結(jié)合典型同行選礦廠的案例，有針對(duì)性對(duì)原流程精選段進(jìn)行了局部改造。改造后，尾礦降低，回收率顯著提高，可達(dá)到82%左右，鉬精礦質(zhì)量達(dá)標(biāo)，合理利用了部分低品位難處理礦石，降低了生產(chǎn)成本；為進(jìn)一步集約資源，挖潛增效，該選礦廠開(kāi)展了資源高效回收利用研究---強(qiáng)化尾礦再選的實(shí)踐，不斷提升自身的技術(shù)水平，最大化的利用有限的資源，增強(qiáng)了企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力[2]。

一、原礦性質(zhì)

（一）原礦礦物組成及基本特征

雷門溝鉬礦礦石中目的礦物為輝鉬礦，銅礦物為黃銅礦，其它金屬礦物主要為黃鐵礦，其次少量磁黃鐵礦、磁鐵礦、赤鐵礦、金紅石等；脈石礦物主要為石英、白云母、長(zhǎng)石，其次為少量高嶺石，綠泥石等[3]。其礦石可分為斑巖、片麻巖、混合巖、氧化斑巖、氧化片麻巖等自然類型；各類型的鉬礦石中，鉬均以獨(dú)立鉬礦物-輝鉬礦的形式存在。輝鉬礦主要以片狀疊聚合物的形態(tài)存在，大多數(shù)嵌生在脈石裂隙或晶界處，少數(shù)在致密脈石中侵染，它的大多數(shù)呈中粒0.02-0.10㎜嵌布；亦有部分呈粗粒>0.10㎜；少量呈中細(xì)粒<0.02㎜嵌布；絕大多數(shù)可以實(shí)現(xiàn)單體解離。黃銅礦以中細(xì)粒為主，部分呈粗粒，大多在脈石裂隙或晶間充填，一般與輝鉬礦關(guān)系密切，適當(dāng)增加磨石可以實(shí)現(xiàn)單體解離。黃鐵礦是含量最高的硫化礦物，在整個(gè)礦石分布不均，但大多呈粗粒，非常易實(shí)現(xiàn)解離。

（二）礦石的多元素及物象分析

礦石的有益元素成份主要為Mo，另有Fe、S、微量Cu，雜質(zhì)成份主要是SiO2，AL2O3和少量CaO和MgO，其礦物成份見(jiàn)圖0、表1、表2、表3。

二、原工藝流程及生產(chǎn)狀況

（一）原流程及特點(diǎn)

原工藝流程磨礦為一般粗磨，中礦一次再磨，精選兩次再磨的磨礦工藝。選礦為一次粗選，兩次掃選，四次精選，精尾一次掃選的工藝。原流程見(jiàn)圖1。

一段磨礦作業(yè)有4.27×6.1溢流型球磨機(jī)一臺(tái)，同500型旋流器組構(gòu)成循環(huán)閉路磨礦，溢流細(xì)度為60%-0.074㎜，濃度為33%。粗選為30m3 充氣式浮選機(jī)六臺(tái)組成，掃選一、二由30m3充氣式浮選機(jī)各三臺(tái)組成。一次精選由充氣式8m3浮選機(jī)三臺(tái)組成，水平配置，順序返回。二精、三精、四精分別由B1212、B1212、B0912型浮選柱各一臺(tái)組成。精掃選由2m3自吸式浮選機(jī)組成。中礦再磨、一精精礦再磨、二精精礦再磨分別由JM1200、JM800、JM800型塔磨機(jī)各一臺(tái)閉路組成。

該工藝有以下特點(diǎn)：

①流程布局緊湊，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，浮選機(jī)、浮選柱、加藥機(jī)實(shí)現(xiàn)了PC機(jī)閉環(huán)控制，自動(dòng)化程度高，各漿體輸送均有變頻調(diào)節(jié)，穩(wěn)定方便節(jié)能。

②一段粗磨，中礦、粗精礦再磨的工藝，提高一段磨礦的產(chǎn)能，降低單耗，又實(shí)現(xiàn)了有用礦物的單體解離，提質(zhì)降雜，穩(wěn)定指標(biāo)。

③機(jī)柱聯(lián)合工藝應(yīng)用，使選礦設(shè)備優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，大型充氣式攪拌浮選機(jī)，充入氣量足，及U型槽底設(shè)計(jì)解決了粗選段壓槽，堵塞的難題；浮選柱細(xì)粒級(jí)浮選二次富集比大，動(dòng)耗低，基建費(fèi)少，流程短等優(yōu)點(diǎn)較適合再磨后的精選段應(yīng)用[3]。

（二）工藝指標(biāo)狀況

隨著礦山采礦臺(tái)階的深入，形成多點(diǎn)配礦，穩(wěn)定了原礦供給性質(zhì)，及工藝操作人員對(duì)選別現(xiàn)象辨識(shí)和調(diào)控能力加強(qiáng)，生產(chǎn)指標(biāo)有所提高。但實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐中仍存在選礦回收率低，在69-78%之間；尾礦偏高，含鉬在0.036%左右；精礦含元銅素高，達(dá)1%左右。時(shí)有選別現(xiàn)象難以控制，精選段分選紊亂、周期性波動(dòng)（當(dāng)將精選段礦漿完全放掉，指標(biāo)會(huì)有所好轉(zhuǎn)，10-15天后指標(biāo)將逐步惡化，并有逃尾，逆浮現(xiàn)象）。各指標(biāo)狀況見(jiàn)表4、表5、表6。

（三）原工藝存在的問(wèn)題

從原工藝流程圖1和表4、5、6，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況分析表明該流程存在主要問(wèn)題是：

（1）.分選段尾礦返回點(diǎn)不合理，特別是二次精選尾礦含鉬一般在10%左右，最高可達(dá)20%品位直接返回到粗選，其返回金屬量相當(dāng)于原礦品位增加一倍。精掃選尾礦含鉬一般在8-10%左右，返回到一次掃選，使掃一的原礦品位增加0.5倍。加重了粗掃段的分選負(fù)荷，而丟失一定金屬量在主系統(tǒng)尾礦中。

（2）.二次精選浮選柱的效果不佳，使精選段流程形成“瓶頸”，沒(méi)有起到承上啟下的分選作用。經(jīng)取樣分析可以看出：該精選作業(yè)入選品位（一次精選精礦）為22.37%，泡沫品位為39.91%，排礦品位為13.20%，排礦金屬量占有率高達(dá)53.34%，作業(yè)金屬回收率僅為61.24%。

（3）.精掃選作業(yè)選用GF-2型浮選機(jī)兩臺(tái)，有效容積僅為4m3，浮選時(shí)間短，很難將經(jīng)過(guò)多次再磨后的細(xì)粒銅鉬有效分選，該作業(yè)回收率在40-60%，增加鉬在精掃作業(yè)中的損失幾率。

（4）.二精精礦再磨后細(xì)度在86%-0.038mm，有害雜質(zhì)元素銅被磨細(xì)（過(guò)磨），部分銅微細(xì)粒被夾帶富集上浮后進(jìn)入精礦中，難以抑制，造成精礦銅超標(biāo)。

（5）.由于精掃選作業(yè)無(wú)法實(shí)現(xiàn)甩尾，在精選及精掃選作業(yè)中被抑制的銅及其它雜質(zhì)又返回到主系統(tǒng)中，經(jīng)過(guò)多次循環(huán)及充氣式浮選機(jī)的強(qiáng)力攪拌后，TGA作用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而失效，使更多可浮性好的有害雜質(zhì)元素細(xì)粒被浮收到主系統(tǒng)中，并優(yōu)先上浮，引起分選紊亂，導(dǎo)致精礦質(zhì)量不穩(wěn)[4]。

三、工藝流程的改造

（一）取消二次再磨工藝

因?yàn)榈V石的性質(zhì)決定了鉬、銅容易單體解離，可減少不必要的多次再磨。經(jīng)過(guò)再磨試驗(yàn)，見(jiàn)表7。鉬粗精礦不再磨細(xì)度為65%-0.074mm時(shí)，較難得到較高的鉬精礦和回收率；經(jīng)過(guò)一段再磨細(xì)度為76%-0.038mm時(shí)，可獲得品位為46.38%，回收率為40.27%的指標(biāo)；經(jīng)過(guò)兩段再磨細(xì)度為81%-0.038mm以上時(shí)，可獲得品位為52.64%，回收率為38.07%的指標(biāo)。從表6和實(shí)際生產(chǎn)來(lái)看，一段再磨細(xì)度可達(dá)76%-0.038以上，其綜合指標(biāo)考慮優(yōu)于不在磨和兩段再磨，因此停開(kāi)二精精礦再磨系統(tǒng)。

（二）精掃選開(kāi)路工藝

如何將精選段作業(yè)被抑制的銅、黃鐵尾礦單獨(dú)選別及將“過(guò)剩”藥劑和微細(xì)粒雜質(zhì)及時(shí)排出系統(tǒng)循環(huán)，成為解決問(wèn)題的關(guān)鍵。經(jīng)分析研究，參閱資料，結(jié)合金堆城百花嶺選礦廠、克萊麥克斯選鉬廠等成熟的工藝特點(diǎn)，將二精尾礦單獨(dú)開(kāi)路再選。改造后，精掃選系統(tǒng)以一次粗選8m3充氣式浮選機(jī)兩臺(tái)、三次掃選8m3充氣式浮選機(jī)六臺(tái)、四次精選1m3自吸式浮選機(jī)五臺(tái)的裝備，水平配置，順序返回[5]，見(jiàn)圖2。代替原精掃選單次4m3系統(tǒng)，延長(zhǎng)了浮選時(shí)間，確保了精掃選作業(yè)尾礦及時(shí)甩尾和達(dá)標(biāo)，指標(biāo)效果見(jiàn)表8。

（三）延長(zhǎng)二精浮選時(shí)間工藝

針對(duì)二次精選浮選柱能力不足，分選效果不佳，以及二精尾礦過(guò)高將制約精掃選系統(tǒng)的直接拋尾，所以其尾礦高低是影響總尾礦品位的關(guān)鍵因素。通過(guò)院企合作，經(jīng)北京礦冶研究總院試驗(yàn)研究，將原二精浮選柱直徑1.2m改為1.6m。新安裝了B1612型浮選柱一臺(tái)，延長(zhǎng)了二精浮選時(shí)間9分鐘，降低了精掃選系統(tǒng)尾礦品位0.3%，提高了粗選和一精的產(chǎn)率，每天增大處理量300噸左右。同時(shí)提高了主系統(tǒng)回收率，穩(wěn)定了產(chǎn)品質(zhì)量。指標(biāo)效果見(jiàn)表9。

（四）工藝改造效果

經(jīng)過(guò)2007年對(duì)再磨系統(tǒng)、精掃選系統(tǒng)、二精系統(tǒng)的分項(xiàng)改造后，使工藝流程合理高效，優(yōu)化后的工藝流程見(jiàn)圖3。生產(chǎn)趨于穩(wěn)定有序，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到了預(yù)期。尾礦品位逐步降低，可控在0.016%；回收率顯著提高，可達(dá)82.19%；精礦含銅穩(wěn)定在0.1%左右。改造后綜合指標(biāo)見(jiàn)表10。改造后，回收率提高3%，每年可新增鉬精礦66噸，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益[6]。

四、尾礦強(qiáng)化再選分析研究

（一）流程改造后尾礦狀況

從改造后流程中可以看出其總尾礦為尾1、尾2的合并，對(duì)選礦廠總尾礦取樣分析，雖然尾礦以大幅度降低，但與同行業(yè)相比仍需提高回收，見(jiàn)表11。從表中數(shù)據(jù)可以看出，尾礦中-400目鉬金屬分布占47.68%，說(shuō)明尾礦中微細(xì)粒級(jí)是“逃尾”損失有用目的礦物主要點(diǎn)，也是掃選進(jìn)一步強(qiáng)化回收的關(guān)鍵。

（二）尾礦再選小型試驗(yàn)

采用現(xiàn)場(chǎng)的尾礦1、尾礦2礦樣，進(jìn)行降低尾礦中鉬品位的探索性浮選試驗(yàn)。現(xiàn)場(chǎng)尾礦試驗(yàn)流程圖見(jiàn)圖4，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表12。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，尾礦1再選采用BK340和煤油混用情況下，Mo精礦品位為0.09%，回收率可達(dá)40.31%。尾礦2再選采用BK340和煤油混用條件下，Mo精礦品位為0.54%，回收率56.29%，兩種尾礦小型試驗(yàn)采用藥劑基本相近[7]，因此工業(yè)實(shí)驗(yàn)采用相同的藥劑條件是可行的，同時(shí)也表明該尾礦1、2具有一定的再選性。

（三）強(qiáng)化掃選系統(tǒng)的生產(chǎn)實(shí)踐

根據(jù)分析和相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果，經(jīng)研究尾礦強(qiáng)化掃選作業(yè)系統(tǒng)采用浮選—重選—浮選聯(lián)合工藝配置方案，在KYZ-4308型浮選柱裝備基礎(chǔ)上又增加BL600型螺旋溜槽4臺(tái)，其中重選段粗選為3臺(tái)、掃選1臺(tái)的配置，精選段為KYZ-0610型浮選柱[8]。流程配置見(jiàn)圖5， 設(shè)備參數(shù)見(jiàn)表13。該系統(tǒng)流程給礦為尾1、2的混合總尾礦，考慮到加入一定量的捕收劑BK340，使部分可浮性較好的細(xì)粒和片狀硫化礦物被KYZ-4308E浮選柱分選夾帶在精礦中，導(dǎo)致精選柱細(xì)粒分選抑制不佳，提高精礦質(zhì)量有難度，采用螺旋溜槽預(yù)先拋除黃鐵礦和脈石礦物，在進(jìn)入精選浮選柱分選出精礦，直接摻合于主系統(tǒng)鉬精礦中，烘干出售[9]。經(jīng)過(guò)近兩個(gè)月的工業(yè)生產(chǎn)試驗(yàn)與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，其指標(biāo)見(jiàn)表14、15。綜合各項(xiàng)指標(biāo)使總系統(tǒng)回收率顯著提高，達(dá)到了較好的效果，見(jiàn)表16。

五、結(jié)論與建議

（1）工藝流程系統(tǒng)的改造，說(shuō)明加強(qiáng)精掃選作業(yè)并及時(shí)甩尾是合理有效的，減少了微細(xì)粒級(jí)礦泥對(duì)工藝閉路系統(tǒng)的干擾，降低了尾礦品位，提高了回收率，穩(wěn)定了精礦質(zhì)量。

（2）改造擴(kuò)容了浮選裝備，延長(zhǎng)了分選時(shí)間，增大了粗選段的產(chǎn)率，提高了產(chǎn)能，拓寬了處理礦石的范圍，利用了0.04%以上的低品位原礦石，集約利用了有限的資源。

（3）從鉬尾礦中強(qiáng)化再回收有用目的礦物是可行的，同時(shí)實(shí)踐也證明了采用浮選—重選—浮選聯(lián)合工藝方案配置是合理的，可提進(jìn)一步高綜合回收率。

（4）機(jī)柱聯(lián)合雙開(kāi)路浮選工藝的形成，貫徹了階段磨礦、階段選別、能出、早出、快出、早拋的技術(shù)思想。具有技術(shù)先進(jìn)，礦石適應(yīng)性強(qiáng)，系統(tǒng)干擾少，綜合回收率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)該尾礦強(qiáng)化掃選作業(yè)系統(tǒng)的實(shí)踐應(yīng)用，合理利用了有限的礦產(chǎn)資源，為走集約發(fā)展、循環(huán)利用，建綠色礦山樹(shù)立了典范[10]，具有借鑒推廣應(yīng)用的意義。

（5）建議拓寬試驗(yàn)研究，在浮選柱分選中酌情添加強(qiáng)力極性輔助捕收劑，以回收部分粗粒級(jí)有用連生體礦物，進(jìn)一步提高回收率。同時(shí)做好有價(jià)礦物黃鐵礦的市場(chǎng)調(diào)研，增加裝備和完善工藝，提高硫的綜合回收，適應(yīng)市場(chǎng)需求。

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