張永利 王海豐

(西部礦業(yè)集團有限公司)

西部礦業(yè)股份有限公司錫鐵山鉛鋅礦是國內(nèi)知名的大型鉛鋅礦山，1978年被列為國家“六五”規(guī)劃重點項目。西部礦業(yè)錫鐵山分公司成立于2004年，是國內(nèi)最大的獨立鉛鋅采選聯(lián)合生產(chǎn)企業(yè)。錫鐵山鉛鋅礦老選礦系統(tǒng)已運行30多年，碎礦采用三段一閉路碎礦工藝，磨礦采用 “球磨+螺旋分級機”一段閉路磨礦工藝，設(shè)備規(guī)格小，系列多，占地面積大，且設(shè)備自動化程度低，運行成本高，工人勞動強度大。

隨著行業(yè)發(fā)展要求的不斷提高，錫鐵山鉛鋅礦30多年前的選礦工藝技術(shù)已跟不上時代步伐，錫鐵山分公司要實現(xiàn)持續(xù)健康發(fā)展，就必須堅持不懈地加快轉(zhuǎn)型升級、推動選礦技術(shù)改造，向一流礦山企業(yè)轉(zhuǎn)變。2017年西部礦業(yè)錫鐵山分公司實施了選礦技術(shù)升級改造項目，新建年處理量132萬t選礦廠，項目僅用7個月時間就實現(xiàn)了竣工投產(chǎn)，30 d實現(xiàn)達產(chǎn)達標。

新選礦廠設(shè)計1個系列，碎磨采用一段粗碎+半自磨+球磨(SAB)工藝流程，浮選采用優(yōu)先浮選選鉛—鋅硫混合浮選—鋅硫分離浮選工藝。新選礦廠的投產(chǎn)提升了選礦生產(chǎn)水平，成本同比下降，生產(chǎn)效率全面提升，選礦指標有效提高，工人勞動強度大幅降低，作業(yè)環(huán)境大大改善，實現(xiàn)了設(shè)備大型化、自動化、精細化，為打造國內(nèi)優(yōu)秀礦山企業(yè)奠定堅實基礎(chǔ)。同時改善了廠容廠貌和生活環(huán)境，實現(xiàn)了用最小的成本創(chuàng)造更高的企業(yè)效益，讓企業(yè)發(fā)展向更優(yōu)、更快、更高轉(zhuǎn)變[1-3]。

1 新選礦廠設(shè)計與投資

1.1 廠址選擇的合理性

廠址選擇的前提是在企業(yè)現(xiàn)有場地內(nèi)選擇，且對現(xiàn)有選礦廠生產(chǎn)影響最小。根據(jù)現(xiàn)有選礦廠布置及周邊舊廠房使用情況，結(jié)合升級改造工藝配置，通過分析現(xiàn)有工藝流程、結(jié)合現(xiàn)場用地情況，選擇合適的位置布置新建選礦廠磨浮系統(tǒng)。

1.2 簡化碎磨工藝

站在選礦工藝原理角度，磨礦重要性不言而喻。從選礦工藝角度分析，粗碎+半自磨+球磨(SAB流程)和三段一閉路破碎+球磨流程(常規(guī)碎磨流程)都是可供選擇的礦石破磨流程[4]。常規(guī)碎磨流程屬于成熟的選礦破磨工藝，穩(wěn)妥可靠，但流程長、設(shè)備臺(件)數(shù)多；由于項目所在地屬高海拔地區(qū)，不適于高強度勞作，而半自磨流程具有流程短、粉塵環(huán)境作業(yè)點少、作業(yè)人員少等特點。與傳統(tǒng)的由多段破碎篩分和球磨機或棒磨機構(gòu)成的碎磨工藝流程(圖1)相比，半自磨+球磨(SAB)工藝(圖2)流程簡單、處理量大、粉塵少，可節(jié)省設(shè)備、廠房面積和基建投資，鋼球單耗低，被認為是一項先進的磨礦工藝。通過借鑒參考國內(nèi)外先進選礦流程，錫鐵山選礦技術(shù)升級改造項目確定碎磨流程采用一段粗碎+半自磨+球磨工藝。

圖1 傳統(tǒng)三段一閉路碎磨工藝流程

圖2 粗碎+半自磨+球磨(SAB)工藝流程

1.3 優(yōu)化浮選工藝

硫化鉛鋅礦浮選工藝主要有優(yōu)先浮選流程、混合浮選流程、等可浮選流程、原生電位調(diào)控浮選流程。錫鐵山選礦廠原浮選工藝Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ系列采用“鉛優(yōu)先浮選—鋅硫混浮再分離流程”(方案1，見圖3)，Ⅳ系列采用“鉛、鋅順序優(yōu)先浮選流程”(方案2，見圖4)。方案1生產(chǎn)指標見表1，方案2生產(chǎn)指標見表2。

圖3 方案1流程

圖4 方案2流程

表2 方案2流程生產(chǎn)指標%

通過表1、表2進行綜合技術(shù)經(jīng)濟比較，在原礦處理量為4 800 t/d、原礦品位無較大波動的情況下，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ系列流程產(chǎn)品有價金屬價值按目前市場價計算，合計較Ⅳ系列流程高400元/d(不含硫精礦價值)，藥劑成本低6 547元/d，電費高1 417元/d。與Ⅳ系列工藝流程相比，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ系列工藝產(chǎn)生價值高5 530元/d，且其各項工藝指標較為均衡，硫、金、銀也得到有效回收，因此最終選取方案1作為新選礦廠工藝流程[5]。

為適應(yīng)選礦設(shè)備大型化、自動化、現(xiàn)代化的發(fā)展趨勢，對已生產(chǎn)多年的選礦廠進行技術(shù)升級改造。對采用“三段一閉路”流程的破碎車間和設(shè)備規(guī)格小、系列配置多的磨浮車間(一期3個系列，二期1個系列)進行技術(shù)升級改造，確定選礦工藝流程為“粗碎—半自磨—球磨—浮選—濃密—脫水”流程，使選礦廠自動化控制水平達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。保留已經(jīng)過改造、脫水效果先進、布置相對獨立的脫水生產(chǎn)系統(tǒng)，技術(shù)升級改造后破碎、磨浮系統(tǒng)新建于原選礦廠破碎系統(tǒng)西側(cè)。

1.4 大幅提升自動化控制水平

自動控制系統(tǒng)本著“科學、合理、先進、可靠”的原則采用目前成熟、可靠、先進的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、PLC自動化產(chǎn)品及智能儀表檢測設(shè)備，對選礦生產(chǎn)過程進行高水平的自動化管理和控制。

整個選礦廠的自動化儀表檢測與控制系統(tǒng)采用集中與分散相結(jié)合的工業(yè)計算機DCS控制系統(tǒng)。在新建磨礦車間旁新建1座集中控制室，建筑面積378.0 m2，內(nèi)設(shè)柜式集中儀表顯示控制盤和工業(yè)計算機監(jiān)控系統(tǒng)，以自動完成選礦廠的生產(chǎn)操作、調(diào)節(jié)及對全廠的礦石處理量、金屬回收率、藥劑消耗等技術(shù)經(jīng)濟指標進行在線管理，并自動完成選礦廠的日報表、月報表等技術(shù)管理所需的各項資料[6-7]?，F(xiàn)場PLC可編程序控制器和就地儀表顯示控制箱均安裝在檢測控制點附近便于操作的地方。

1.5 環(huán)保設(shè)計符合國家環(huán)保要求

對生產(chǎn)過程產(chǎn)生粉塵的車間除采取有效的設(shè)備密封外，還在各產(chǎn)塵點設(shè)計了超細霧化抑塵系統(tǒng)。系統(tǒng)噴霧形式是通過管道內(nèi)的水加壓，當水到達噴頭處并達到額定壓力時，便能開啟高壓霧化噴頭的彈簧，然后被震蕩破碎，并利用高壓將破碎后的水霧顆粒從噴嘴噴出。在產(chǎn)塵點噴出3～20 μm的細霧滴顆粒，形成一個濃密的霧池效果。粉塵通過霧池時凝結(jié)、沉降在物料表面，從而達到抑塵、降塵效果。另外多種噴嘴搭配使用，提高了粉塵治理效果，有效防止粉塵溢出。所選擇的除塵器凈化效率均在99%以上，凈化后的空氣含塵濃度均低于排放標準。

建筑裝修材料選用綠色環(huán)保材料，減少對人及環(huán)境的二次污染。項目主要排放廢水為隨尾礦排入尾礦庫的廢水，廢水量9 510.72 m3/d，尾礦庫底部做防滲設(shè)施，除蒸發(fā)和尾礦自身含水外，其余全部回用，回水量7 935.62 m3/d。經(jīng)尾礦庫回水泵提升至選礦廠回用或處理后回用，實現(xiàn)“廢水零排放”，不影響周圍環(huán)境。

1.6 項目投資適中

錫鐵山分公司選礦廠技術(shù)升級改造(新建選廠)工程估算建設(shè)投資16 549.21萬元，其中工程費用13 270.14萬元，其他費用1 505.94萬元，基本預(yù)備費1 773.13萬元。

1.7 經(jīng)濟效果顯著

項目技改完成后，經(jīng)濟效果顯著。在年處理量及原礦品位相同的情況下，新選廠每年鉛精礦金屬量減少609 t、鋅精礦金屬量增產(chǎn)1 505 t、鉛精礦金屬量增產(chǎn)28 kg、鉛精礦銀金屬量增產(chǎn)602 kg。老選廠4個系列中IV系列為原生電位調(diào)控浮選工藝流程，因此老選廠鉛回收率較新系統(tǒng)高。以2018年上半年銷售均價鉛精礦14 785元/t金屬、鋅精礦16 047元/t金屬、鉛精礦中金216 455元/kg、鉛精礦中銀2 669元/kg測算，增加銷售收入2 281.37萬元/a，具體見表3。

表3 改造前后各產(chǎn)品增產(chǎn)增收情況

注：硫精礦增收未計算在內(nèi)。

根據(jù)表3計算，相比老選廠，新選廠每年城建稅、教育費附加等附加稅費83.64萬元,每年減少總成本費用2 551.43萬元，單位原礦處理成本費用由272.93元/t減少到254.71元/t，減少18.22元/t，具體見表4。

表4 新老選廠成本費用對比 萬元

依據(jù)年增加的銷售收入和總稅費及減少的總成本費用，每年可增加利潤總額4 749.16萬元，扣除新增所得稅，每年新增稅后利潤4 036.79萬元。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)測算年新增現(xiàn)金流量5 684.17萬元，新選廠總支出約18 000萬元，依據(jù)7%折現(xiàn)率測算，內(nèi)部收益率為30.59%，投資回收期為4.20 a(含基建期)，投資指標較好。

2 成果啟示

2.1 科技創(chuàng)新是傳統(tǒng)礦山企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展之路的根本基石

本次技術(shù)升級改造項目是在經(jīng)濟可行的基礎(chǔ)上積極應(yīng)用高新技術(shù)成果和裝備進行的。選用φ5 m×2.5 m半自磨+φ3.8 m×5.2 m球磨磨礦系統(tǒng)，新選廠原礦處理量已達4 800 t/d(設(shè)計能力4 000 t/d)。選用高精度在線分析儀可快速對浮選過程中的精礦品位進行檢測，以便及時調(diào)整藥劑制度、提高精礦產(chǎn)品質(zhì)量。目前鉛鋅綜合回收率達到188%，較老系統(tǒng)提高了1個百分點。

眾多新設(shè)備的應(yīng)用，提高了選礦效率，錫鐵山分公司也逐步實現(xiàn)了由勞動密集型的高能耗生產(chǎn)方式向技術(shù)密集型的低能耗發(fā)展模式的轉(zhuǎn)變，使得技改紅利深層次效應(yīng)日益顯現(xiàn)，推動西部礦業(yè)從“制造”走向“智造”。

2.2 管理創(chuàng)新是傳統(tǒng)礦山企業(yè)發(fā)展之路的有力保障

項目投產(chǎn)調(diào)試初期，出現(xiàn)磨礦系統(tǒng)臺效嚴重偏低、尾礦管頻繁堵塞等問題，錫鐵山分公司同設(shè)計院及施工單位進行多次專題會議研討，制定整改技術(shù)方案，通過調(diào)整破碎機設(shè)備參數(shù)、調(diào)整半自磨機及球磨機負荷分配等措施，極大地提高了磨礦系統(tǒng)的臺效。

整個選礦廠自動化儀表檢測與控制系統(tǒng)采用集中與分散相結(jié)合的工業(yè)計算機DCS控制系統(tǒng)，大大簡化了人員編排和勞動強度。通過群眾性活動的開展，員工作業(yè)環(huán)境得到極大改善，生產(chǎn)指標得到較好優(yōu)化，有效解決了企業(yè)生產(chǎn)中存在的問題，推動企業(yè)技術(shù)進步，各項生產(chǎn)指標均超過設(shè)計目標。此外還對原礦攪拌桶及其過漿管路進行改造，優(yōu)化部分加藥點，改造部分管路和霧化除塵系統(tǒng)等，不斷推進技術(shù)革新和管理創(chuàng)新活動。

2.3 制度創(chuàng)新是傳統(tǒng)礦山企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展之路的首要前提

礦山制度創(chuàng)新就是遵循事物發(fā)展的內(nèi)在規(guī)律，敢于創(chuàng)新、敢于突破陳規(guī)的制度。要使傳統(tǒng)礦山企業(yè)走創(chuàng)新發(fā)展之路，制度創(chuàng)新是首要前提，要做到制度創(chuàng)新，就必須從實際出發(fā)，堅持3個原則：

一是必須提高礦山資源利用率。對于礦石資源的后備儲量，應(yīng)該從技術(shù)上、經(jīng)濟上綜合論證，強化整體規(guī)劃，合理配置資源，實現(xiàn)有序開采，提高開采強度，降低貧化率和損失率。在今后新選廠生產(chǎn)中重點提高選礦回收率，如可以多做小型浮選試驗，調(diào)整藥劑制度，改善回水水質(zhì)等。

二是必須兼顧環(huán)境治理。針對礦山開采，可以在采礦作業(yè)中對表土進行獨立堆放，剝離的廢棄物進行集中充填采空區(qū)、表土鋪設(shè)、植被種植與恢復(fù)，形成“剝離—采礦—土地復(fù)墾”有序?qū)樱瑥亩鴮崿F(xiàn)恢復(fù)生態(tài)，改善環(huán)境。以往選廠存在的環(huán)境問題主要是尾礦亂排，近年來隨著法律法規(guī)的加強，尾礦亂排現(xiàn)象已基本杜絕，但選廠仍是工業(yè)廢料、廢物排放比較集中的地方，如廢石堆場、粉塵、浮選藥劑產(chǎn)生的氣體污染等。本次技改選廠盡管應(yīng)用了大量通風除塵設(shè)備，但在今后生產(chǎn)中仍需注意這些問題。生產(chǎn)是源頭，在生產(chǎn)中推行清潔生產(chǎn)、節(jié)約生產(chǎn)、安全生產(chǎn)，將礦山的環(huán)境治理實現(xiàn)從末端治理到源頭控制的轉(zhuǎn)變。

三是必須走多元化發(fā)展之路。一般單一產(chǎn)業(yè)的企業(yè)快速發(fā)展到一定時期就會出現(xiàn)增速放緩現(xiàn)象，這時候企業(yè)不得不面對繼續(xù)單一產(chǎn)業(yè)發(fā)展與多元化發(fā)展的抉擇。除了錫鐵山這一核心礦山，西部礦業(yè)在冶煉、鹽湖化工、旅游、房地產(chǎn)等各個方面全面發(fā)展，且均取得不少成果。例如青海鋰業(yè)已發(fā)展成為我國唯一一個大規(guī)模、穩(wěn)定生產(chǎn)碳酸鋰的鹽湖提鋰企業(yè)，且品質(zhì)達到電池級，西部鎂業(yè)已解決了高純氫氧化鎂制取、過濾和洗滌技術(shù)水平低的難題。公司不斷謀求新的發(fā)展空間，在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)上互為支撐、協(xié)同發(fā)展，全面提高核心競爭力和發(fā)展力。

西部礦業(yè)堅定不移地貫徹新發(fā)展理念，堅決端正發(fā)展觀念，轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，不斷提升發(fā)展質(zhì)量和效益，加快企業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性調(diào)整，全面推進深化改革，堅決破除各方面體制機制弊端，率先在錫鐵山分公司推進選礦技術(shù)升級改造，從2017年4月開工建設(shè)到竣工投產(chǎn)，僅用7個月時間，實現(xiàn)了新的突破。

近年來，西部礦業(yè)以提質(zhì)增效為目標，以轉(zhuǎn)型升級為抓手，以深化改革為動力，不斷提升企業(yè)發(fā)展效益和質(zhì)量，探索出了一條獨具特色的國企改革之路，在青海省屬出資企業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的推進中發(fā)揮了帶頭表率作用。

3 結(jié) 語

西部礦業(yè)錫鐵山分公司通過合理選擇廠址，簡化碎磨工藝、優(yōu)化浮選工藝，大幅提升生產(chǎn)自動化控制水平，規(guī)范環(huán)保設(shè)計等措施，進行選礦技術(shù)升級改造項目，新建了年處理量132萬t的選礦廠，項目投資適中，經(jīng)濟效果顯著?？萍紕?chuàng)新是傳統(tǒng)礦山企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展之路的根本基石，管理創(chuàng)新是傳統(tǒng)礦山企業(yè)發(fā)展之路的有力保障，制度創(chuàng)新是傳統(tǒng)礦山企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展之路的首要前提。

錫鐵山技改選礦廠貫徹新發(fā)展理念，注重生態(tài)保護，堅持質(zhì)量第一、效益優(yōu)先，以供給側(cè)機構(gòu)改革為主線，推動經(jīng)濟發(fā)展質(zhì)量變革、效率變革、動力變革，提高全要素生產(chǎn)率，該成果與經(jīng)驗對其他類似選礦廠的技術(shù)改造具有借鑒意義。