豐山銅礦碎礦洗礦工藝流程的改造與實踐

程治華，徐世權

（大冶有色金屬有限責任公司豐山銅礦， 湖北陽新縣 435232）

豐山銅礦碎礦洗礦工藝流程的改造與實踐

程治華，徐世權

（大冶有色金屬有限責任公司豐山銅礦， 湖北陽新縣 435232）

系統研究了豐山銅礦井下供礦和碎礦洗礦的工藝流程，針對性地降低了井下原礦水分，改造了碎礦工藝流程，實現了井下礦石不洗礦干開，大幅度降低了工人勞動強度，創造了1000萬元／a的經濟效益。

豐山銅礦；洗礦工藝；原礦水分；礦泥；設備改造

豐山銅礦隸屬于大冶有色金屬集團控股公司的一座中型礦山，選廠設計處理量為3000t／d。投產至2010年期間，為了盡可能消除原礦礦泥對整個采選流程產生的不利影響，設計采用了一個洗礦流程。但是由于該系統流程長、設備設施故障多，礦泥中金屬量流失嚴重，每年都造成了相當程度的經濟損失。2010年以來，豐山銅礦通過對井下溜礦系統和碎礦系統的技術改造，實現了大幅度降低進入到碎礦流程的礦石水分含量的目標，在此基礎上，取消選礦洗礦流程后，達到了井下溜礦和碎礦流程暢通的目的，實現了年增經濟效益一千多萬元的目標。

1 礦泥特點及其影響

礦泥一般指直徑小于5～10μm的礦粒，是礦業固體廢物的一種。水法選礦或洗礦作業中產生的尾礦廢物常以漿狀形式排出，其沉淀物形成為礦泥。按其成因可將礦泥分為2種：原生礦泥和次生礦泥。在礦床內部由于地質作用產生的礦泥稱為原生礦泥。礦石在采礦、運輸、碎礦、磨礦過程中，由于爆破、運輸、破碎等過程相互摩擦與碰撞產生的礦泥稱之為次生礦泥。次生礦泥的多少與所采用的采礦方法、運輸環節和選礦破碎方法有關。

礦泥遇水呈糊狀，產生嚴重堵塞現象，給碎礦、篩分和礦石運輸帶來困難，其嚴重干擾選別過程及效果，尤其對浮選作業的影響較大，并造成精礦濃縮、過濾和尾礦濃縮困難，影響脫水效果。

豐山銅礦井下采出礦石泥礦含量大，占原礦總量的10%左右，主要為次生礦泥，礦泥中銅品位與塊礦相當；粒級分布范圍較廣，對浮選技術經濟指標影響大；其粘性較強，極易堵漏斗、粘礦倉，致使流程不暢。為使碎礦流程順暢，豐山銅礦在選礦碎礦前設計了一段洗礦流程，從而消除或減弱礦泥對選礦作業的不利影響。

2 改造前洗礦工藝流程

原洗礦工藝流程如圖1所示，流程中存在的問題如下。

圖1 改造前洗礦工藝流程

（1）選礦車間年處理井下礦量約66～70萬t，其中有泥礦超過7萬t。經過洗礦、分級，所脫去泥礦中的微細粒級礦泥約占泥礦總量的45%，為3.3萬t，即有200t左右的銅金屬量被直接作為尾礦排入尾礦庫，經濟損失巨大。

（2）幾十年來，雖進行過部分流程改造，在立式砂倉安裝了自動化控制儀表，但因維修與管理問題，儀表與設備故障頻繁，難以維修，只能進行人工操作，導致難以準確控制立式砂倉放礦量。放砂量偏大，會影響4＃球磨機的磨礦濃度；放砂量偏小，則砂倉內礦砂濃度偏高，容易堵塞放量管道。立式砂倉配置有2臺砂泵（1臺備用），生產過程中經常出現故障，維修頻繁，導致生產不能正常進行。

（3）洗礦過程中，雙層篩篩網磨損較快，更換工作強度大。其采用的是Φ5mm鋼絲材質，一般情況下，新換上的篩網只能正常使用1周時間左右，之后每隔1～2d就需修補篩網，既耽誤生產時間，又浪費成本。

（4）Φ18m濃密機放砂量同樣難以控制。放砂量偏大，影響Ⅰ系列浮選濃度，進而影響浮選指標；放砂量偏小，則導致濃密機“壓死”。一般情況下，平均每周就會“壓死”1次，處理過程中既影響生產，又會流失更多的礦泥。

3 工藝、設備技術改造措施及項目

經過反復討論認為，要從根本上加強礦泥回收工作，就必須取消洗礦流程，讓礦泥100%進入選別作業，從而最有效地避免礦泥在洗礦過程中的流失。而取消洗礦作業的前提是大幅度降低井下供礦水分。實踐證明，當原礦含水量低于5%時，碎礦流程暢通。

3.1 井下降低原礦水分的改造措施

豐山銅礦井下供礦受掘進、鏟裝、運輸、粗碎、溜礦、提升等作業影響，原礦水分達到了10%左右，無法滿足碎礦不洗礦的作業要求。井下降低原礦水分的改造措施及設備技術改造如下。

（1）首先對井下各中段下盤沿脈和各中段穿脈進路進行清理、打排水溝和卸水井，避免因積水導致掘進、鏟裝和運輸作業途中原礦水分增加。

（2）對井下－351m中段粗碎防塵系統進行升級改造，大幅度地降低了粗碎過程中產生的粉塵，杜絕了破碎系統噴水防塵的陋習；對粗碎冷卻水進行完善，做到了冷卻水循環利用，避免了冷卻水進入礦倉。

－351m中段破碎系統自安裝以來，板式給礦機存在嚴重跑偏現象，使用壽命不超過3a，本次流程改造使用了激光測距儀，采用雙矩形端面比較法，找出問題的根源在于傳動系統與支撐系統構成的矩形中心線不重合。在確保不改變現有基礎的情況下，工作組設計出雙軸單繞點調整法，徹底解決了跑偏現象，避免了板式給礦機給礦過程中添加水協助卸礦的操作。

（3）卸礦漏斗在卸礦過程中磨損非常快，為減少溜斗的磨損，均在各溜斗上鋪設了一層軌道鋼，但軌道鋼增加了礦石下卸阻力，導致礦石難以憑借自身重力作用順利下滑，需要風吹水洗。本次改造對采掘主井溜板和－392m計量裝置底板采用了光滑的低磁性材料——65Mn，解決了2處粘礦問題，同時減小了卸礦阻力，避免了用水沖洗。

計量裝置泄漏問題的解決也取得了技術上的重大突破。傳統的井底卸礦裝置全部采用收斂式結構設計（固定部接口截面積大于活動部卸礦口截面積），利用粉礦回收裝置回收泄漏的粉礦。本次改造根據流體力學局部壓力損失原理，在扇形閘門兩側增設2個弧形補償裝置，再在下部溜嘴與扇形閘門對接處增設導流板，使固定部與活動部對接口截面積相等，從而最大限度地減少了礦石下行途中能量的損失，基本實現粉礦無泄漏的目標，避免了計量斗加水協助卸礦。

3.2 碎礦設備技術改造

（1）碎礦通風除塵系統改造。考慮到降低供礦水分后，碎礦流程的灰塵量會顯著增加，為了預防、控制和消除職業病危害，進一步整治現場操作環境，豐山銅礦對303＃、305＃、307＃振動篩防塵系統和209＃、210＃、229＃圓錐破碎機防塵系統進行改造，現場通風防塵的效果大大改善，為后續取消洗礦流程打下基礎。

（2）為減少圓磨和各下礦漏斗堵塞問題，有針對性地對碎礦破碎系統局部設備設施進行了改造。原1＃皮帶與209＃圓錐破碎機的下礦漏斗斷面偏小，下礦時經常堵塞。本次改造后，該下礦漏斗通過能力加大，保證了下礦通暢，降低了堵塞頻次。細碎Φ1750mm短頭圓錐破碎機為彈簧型，一旦發生堵塞，處理起來非常麻煩。通過對其盛料箱進行改造，改變了下礦點，堵塞頻次顯著下降，大大提高了生產效率。對碎礦3臺圓磨的下礦漏斗進行改造，采用65Mn鋼板代替軌道鋼作為漏斗襯板，基本解決了漏斗堵礦問題。

3.3 取消洗礦流程

經過井下供礦系統和碎礦系統改造后，大幅度降低了井下礦石水分，原礦水分含量降到了4.7%以內，同時基本解決了碎礦下礦過程中堵礦問題。2010年6月，豐山銅礦拆除了選礦車間原洗礦流程中所有設備，對泥礦18m濃密機及立式砂倉則進行了改造利用，在井下水回收系統中用于蓄水供水，減少了礦區中心河溝的井下水排放量。

3.4 浮選過程研究

（3）沿斷裂帶的鉀化、硅化、黃鐵礦化、黃鐵絹英巖化等蝕變是礦體存在的標志。

（4）黃鐵礦化富集是含礦的直接標志，但應考慮構造的規模和其與金礦化的關系，規模較小的構造不利于成礦。一般情況下，黃鐵礦化與金礦化密切相關。

4.2 找礦方向

魏家溝金礦區、靈山溝金礦區、原家金礦區皆位于北靈斷裂帶中，靈山溝金礦區、原家金礦區深部找礦已有突破，－400m以下已發現金礦體。北靈斷裂規模大，切割深，具有廣闊的勘查前景。在今后找礦工作中，應對靈北斷裂帶，3號蝕變帶和7號蝕變帶深部－300～－500m進行探礦，擴大礦區資源儲量規模。

［1］葛平江，王來軍，楊延東.靈北斷裂次級帶成礦規律及找礦標志［J］.中國礦山工程，2007（2）：20－22.

［2］孫豐月，于曉飛，馮占山，等.山東招遠靈山溝金礦床金礦化空問定位機制［J］.吉林大學學報（地球科學版），2000（11）：920－925.

［3］梅貞華，孫 靖，李樹立.山東省招遠市魏家溝礦區金礦資源儲量核實報告［R］.濟南：山東正元地質資源勘查有限責任公司，2010.

［4］溫漢捷，肖化云，俞廣鈞.構造地球化學探礦方法的應用—以山東招遠魏家溝金礦床為例［J］.地質與勘探，1999（3）：32－35.

2011－12－06）

李文彬（1982－），男，山東平陰人，助理工程師，從事礦山地質技術管理工作，Email：app20111＠163.com。