鉬礦選礦廠選別工藝研究及應用

李學忠，王翠華

(1.中鋼礦業開發有限公司 ， 北京 100080;2.中鋼集團工程設計研究院 石家莊設計院，河北 石家莊 050021)

赤峰金鑫礦業雞冠山鉬礦始建于2005年4月，為單一鉬礦。礦山采用地下開采方案，平硐開拓系統，淺孔留礦法開采。當時設計采選規模為1 000 t/d，采礦目的礦物為地下原生高品位鉬礦，其他的低品位礦石廢棄。2007年，中鋼集團對該礦山進行股權收購，考慮到已探明地質儲量為6 728萬t，儲量較大，但礦石地質品位僅為0.072%,品位較低。為綜合利用資源，決定加大開發力度。經統一規劃，決定擴建原有采、選，采礦由地下開采改為露天開采，礦山規模由原來的1 000 t/d擴建到10 000 t/d。選礦廠在擴建過程中，由于要求的進度較緊，在未進行選礦試驗的情況下，按原來的1 000 t/d的選礦廠工藝流程進行了設計和施工。后來，為了節能降耗又重新補做了實驗，對原來的工藝流程進行了優化，即由原來的階段磨礦改為了一段磨礦，在產品質量和回收率不變的情況下，簡化了選礦工藝流程，提高了選礦廠的經濟效益。

1 礦石性質

赤峰金鑫礦業雞冠山鉬礦為隱伏礦體，礦體主要賦存在白堊紀火山巖-粗面質角礫凝灰巖、石英粗面巖和流紋巖中。礦床成因類型為次火山熱液細粒浸染型鉬礦床。礦石自然類型主要為粗面質角礫凝灰巖和細粒輝綠巖型鉬礦石。

礦石中金屬硫化物主要為黃鐵礦、輝鉬礦、黃銅礦、閃鋅礦和方鉛礦；金屬氧化物主要為磁鐵礦和半假象赤鐵礦；脈石礦物主要為石英，其次為絹云母和白云母、角閃石及少量長石、方解石和綠泥石。

礦體中鉬礦化比較均勻，品位變化不大。工業礦體鉬品位介于0.06%～0.117%之間。輝鉬礦嵌布粒度范圍為0.0035～1.0 mm，嵌布粒度屬中細粒。礦石中其他金屬礦物呈不規則粗、中、細粒狀嵌布在脈石中。

礦石中氧化鉬占有率，根據離地表深淺變化較大，變化幅度由上到下約為8%～30%。

2 選礦廠原有工藝流程

赤峰金鑫礦業選礦廠原有規模為1 000 t/d，選礦破碎工藝為兩段一閉路，磨選為階段磨礦階段選別，工藝流程見圖1。

礦石入選品位為0.08%左右，由于原有企業采用首采富礦方案，且采礦方法為地下開采，氧化鉬含量較低，約為8%～9%。礦石經選礦廠處理后，精礦品位為42%～45%，選礦回收率為82%。

中鋼集團對該礦山進行股權收購后，為了綜合利用資源，加大開發力度，實現規模效益，經統一規劃，決定對原有采選進行擴建，采礦由地下開采改為露天開采，礦山規模由原來的1 000 t/d擴建到10 000 t/d。選礦廠相應移地重建，建設規模為10 000 t/d，分為兩個系列，選礦廠在設計過程中，沿用了原有的選礦工藝流程，只是將原有的粗磨的兩段連續磨礦改為了一段磨礦，選廠建設依照設計進行建設，并于2008年10月建成。建成后的選礦廠工藝流程，如圖2所示。

圖2 原設計10000t/d選礦廠工藝流程圖

3 選礦試驗

考慮到工藝流程的可靠性，2007年8月，礦方委托北京礦冶研究總院對該礦體礦石進行了選礦試驗。礦樣取自小選礦廠球磨給料皮帶，為地下采礦所得，礦樣鉬化學物相分析見表1。

表1 原礦鉬化學物相分析表

實驗室進行了磨礦細度、石灰用量、抑制劑、捕收劑種類(煤油、SCL、PJ、MC、異丙黃、異丁黃)及用量試驗。

3.1 磨礦細度試驗

通過對礦石磨礦至-200目占52%、63%、74%、85%的粗選試驗。試驗結果顯示，隨著磨礦細度的增加，精礦鉬品位呈下降趨勢，回收率則呈上升趨勢。當磨礦細度超過-200目占68%后，尾礦鉬品位下降趨緩，鉬回收率增加幅度變小。同時，進行了不同磨礦細度下的浮選閉路試驗，實驗證明，磨礦細度為-200目占68%時，試驗效果較好。

3.2 捕收劑種類試驗

通過對煤油、SCL、PJ、MC、異丙黃、異丁黃這幾種捕收劑的試驗，實驗證明：MC捕收劑具有較好的選擇和捕收性能。

3.3 實驗室小型閉路試驗

采用一段磨礦和一粗二掃三次精選的浮選工藝流程，閉路浮選流程及藥劑制度見圖3。

通過選別獲得的選礦指標為：精礦產率0.17%,精礦品位46.15%,鉬回收率84.11%,考慮到再選別的工程中，氧化鉬不能得到有效的選別，折合硫化鉬回收率約為91.22%(0.17×46.15÷0.086)。

圖3 鉬浮選工藝閉路試驗流程及藥劑制度

4 選礦廠改造實施方案及實踐

選礦試驗完成后，萬噸選礦廠主體土建及安裝工程已經完成，考慮到選礦試驗流程短、磨礦細度粗、藥劑成本較低，選礦產品品位及回收率均較好，決定在試驗研究的基礎上,對安裝完成的選礦廠工藝流程進行改造。

主要改造內容為：① 取消第二段球磨機及分級作業；②取消第二段磨礦后的所有浮選作業；③ 將原流程的粗精選(SF-4浮選機3臺)、粗精掃選Ⅰ(SF-4浮選機3臺)和粗精掃選Ⅱ(SF-4浮選機3臺)改為四段精選(3-3-2-1臺)。

改造后的工藝流程如圖4所示。

圖4 10000t/d選礦廠改選后工藝流程

改造后，選礦廠于2009年3月正式生產。綜合2009年改造后的選礦生產技術指標見表2。

表2 改造后選礦廠生產技術指標

由表2中可以看出，原礦石氧化率較高，這主要是因為采礦采用了露天采礦方法，先期進行的上部礦石開采，氧化率高，鉬總回收率較低，但硫化鉬中鉬的回收率基本達到了試驗指標。隨著開采深度的降低，氧化率會隨之降低，鉬總回收率會得到提高。

5 選礦廠改造前后效益分析

通過試驗研究和選礦廠改造，選礦廠減少了第二段磨礦和后續的浮選設施，縮短了工藝流程，節省了動力、鋼球、藥劑、人員和管理成本。

5.1 動力消耗

選礦廠改造后，原來的二段磨礦(MQY2130球磨機2臺)及分級設備(兩組旋流器配15kW渣漿泵4臺)和后續的浮選設施(SF-2.8浮選機14臺)得到了閑置。這些設備如果運行，其總運行額定功率=210×2+15×2+11×14=604kW,折合日用電量=604×0.8×24=11596.8度，當地電價為0.55元/度，則日節電6378元，單位礦石節電0.64元。

5.2 鋼球費用

按原有選礦廠的實踐，第二段磨礦鋼球耗量折合每噸原礦為0.08kg，按目前市場價格，每噸鋼球價格為8700元計算，改造后每噸原礦可節省鋼球費用為0.696元。

5.3 藥劑費用

原有和改造后流程的藥劑制度發生了改變，具體計算見表3。由表3可以看出，改造后每噸礦石可節約藥劑費用5.95-4.01=1.94元。

5.4 人工及管理費用

選礦廠改造后，可減少用工人數4人/班,按2500元/人計算,每天可節約費用4×3×2500/30=1000元，單位礦石節省人工費0.1元。

綜合計算，選礦廠改造后，每噸原礦可以節約成本=0.64+0.696+1.94+0.1=3.376元。選礦廠能力為330萬t/a，則年可節約費用1114萬元。

表3 原有和改造后流程的藥劑制度比較表

6 結 語

(1)赤峰金鑫礦業選礦廠處理的礦石為單一鉬礦，通過實驗研究，采用新的藥劑制度，在不改原有技術指標的情況下，簡化了工藝流程。

(2)選礦廠沿用實驗工藝流程和藥劑制度改造后，技術指標基本達到研究預期效果。

(3)選礦廠的改造實踐證明，采用新的流程，不但簡化縮短了工藝流程，而且節省了動力、鋼球、藥劑、人員和管理成本，年可節約成本千余萬元。

[1] 選礦手冊編委會.選礦手冊(第八卷第二分冊)[M].北京：冶金工業出版社,1990.

[2] 選礦設計手冊編委會.選礦設計手冊[M]. 北京： 冶金工業出版社,2007.

[3] 林春元,程秀儉.鉬礦選礦與深加工[M]. 北京：冶金工業出版社,1997.