某黃金選廠磨礦—分級工藝優化實踐

李永亭 史勝武 王有春

(山東鑫海礦業技術裝備股份有限公司)

某黃金選廠磨礦—分級工藝優化實踐

李永亭 史勝武 王有春

(山東鑫海礦業技術裝備股份有限公司)

針對紫金山西某金選礦廠磨礦—分級作業存在的磨礦效果差、分級效率低、易損件壽命短等問題，在分析格子型球磨機+水力旋流器的磨礦—分級工藝優勢的基礎上，采用格子型球磨機+多級篩+砂泵+水力旋流器的設備布置進行磨礦—分級作業改造，并增加除雜機除去碎鋼球。改造后，磨礦—分級作業處理能力提高了16%，分級效率提高了35.48%，溢流細度由-0.074 mm 60%提高到70%，磨機利用系數提高到2.16 t/(m3·h)，全年平均浮選回收率提高0.36%，增加經濟效益62.37萬元，可供其他類似選廠參考。

磨礦—分級 多級篩 耐磨膠泵 水力旋流器

磨礦—分級作業是選礦生產工藝必需的作業之一，磨礦作業成本約占總選礦成本的45%～60%。影響磨礦—分級作業指標的因素主要包括給礦粒度、磨礦濃度、磨機結構參數、返砂量、磨礦介質和分級效率等，其中給礦粒度、磨機結構參數和磨礦濃度可在設備制造和磨礦作業運行中得到較好的控制；在冶金和材質發展較好的今天，磨礦介質也得到很大改善；返砂量跟分級效率、介質充填率和介質配比(包括碎球影響)的情況有關；分級效率主要受分級濃度、分級設備、分級物料粒度組成的影響，較難控制。

因此分級效率是磨礦—分級作業重要的一環，分級效率高低直接決定了磨機處理量和選礦工藝指標及生產成本。

1 存在問題

紫金山西某金選礦廠設計生產能力1 000 t/d，原磨礦—分級作業為一段磨礦兩段分級，磨礦采用1臺MQG2740型格子型球磨機，一段分級采用1臺FLGT-2000 mm高堰式螺旋分級機，二段分級采用1臺普通的φ500 mm水力旋流器。磨礦—分級產品采用重選和浮選聯合流程處理，重選采用尼爾森選礦機和搖床。投產運行1 a中，高堰式螺旋分級機在使用過程中主軸折斷3次，雖經廠家修復，但嚴重影響了生產。通過考察選廠流程，發現磨礦—分級作業存在問題。

(1)磨礦—分級作業的螺旋分級機規格小、分級效率很低，分級機返砂量大、球磨機循環負荷比高達270%，磨機經常“漲肚”，利用系數僅1.76 t/(m3·h)，直接影響磨機的處理能力和磨礦效率；另外，磨機磨礦濃度、磨礦細度不穩定使旋流器進料、溢流細度和濃度產生波動，浮選礦漿液面不易控制，泡沫層忽高忽低，給浮選操作帶來較大難度，浮選指標變化較大，制約著選礦廠生產能力的提高。

(2)磨機排礦粒度粗，硫化礦物單體解離度不高，尾礦中仍有34.6%的硫化礦物沒有單體解離，φ500 mm水力旋流器給礦砂泵經常抽空，造成旋流器給礦不均勻，且柱體出現多處磨穿漏漿。球磨機鋼球配比和補加制度不規范，磨礦產品細度較低。由于浮選時要求適宜的入選粒度，大量粗顆粒在浮選過程中會造成中礦循環量大、減小浮選時間，惡化浮選條件[1-2]，因此有必要重新更換1臺新的螺旋分級機或采用其他可替代的設備。

(3)渣漿泵葉輪、前后護套等過流件不耐磨，葉輪壽命只有一個月左右，最長不超過50 d；旋流器沉砂嘴經常堵塞，壽命也只有一個月左右，最長56 d。頻繁更換備件拆卸設備導致選礦流程生產能力下降、設備“跑、冒、滴、漏”問題增多，工人勞動強度大、金屬流失嚴重。

2 格子型球磨機+水力旋流器優勢

目前常用的分級設備主要是螺旋分級機和水力水力旋流器。一般情況下，一段磨礦—分級為螺旋分級機與格子型球磨機配套使用，二段磨礦—分級為水力旋流器與溢流型球磨機配套使用，均構成閉路循環。由于水力旋流器分級效率高，因此試圖在一段磨礦格子型球磨機后也配套使用水力旋流器進行分級。

格子型球磨機+水力旋流器的磨礦—分級工藝優勢如下：

(1)分級效率。螺旋分級機分級效率一般為30%～50%，水力旋流器分級效率可達到65%～85%。

(2)處理能力。格子型球磨機+水力旋流器閉路循環工藝可盡早分離出合格粒級，減小磨機的循環負荷，比溢流型球磨機+水力旋流器工藝處理能力可提高10%～15%，比格子型球磨機+螺旋分級機工藝處理能力提高10%以上。

(3)過磨問題。水力旋流器分級效率提高，可減少過磨程度，浮選濃度大大提高，浮選條件要優于螺旋分級機，有利于提高和穩定浮選指標。

(4)設備成本。目前與磨機匹配的螺旋分級機國內最大是φ3 000 mm的雙螺旋分級機，處理能力可達1 500～3 000 t/d，分級機質量85 t，造價近百萬元，而水力旋流器造價僅需十幾萬元。

(5)運行成本。格子型球磨機排礦粒度較大、粒級范圍寬并含有部分碎鋼球，在與水力旋流器配套使用時，對泵和沉砂嘴的材質要求嚴格。目前選廠使用的砂泵葉輪和水力旋流器沉砂嘴等易損件磨損嚴重。磨礦生產成本與采用螺旋分級機相比，每噸原礦增加了0.5～0.7元。

(6)占地面積。分級機占地面積大，如選廠使用的高堰式螺旋分級機占地面積約25 m2，而1臺φ600 mm旋流器占地面積僅1 m2。

因此，水力旋流器與螺旋分級機相比優點很多，但由于砂泵和水力旋流器的磨損問題一直未能得到有效解決，格子型球磨機+水力旋流器閉路循環的磨礦—分級工藝未得到廣泛使用。

3 磨礦—分級作業改造

3.1 改造方案

基于格子型球磨機+水力旋流器工藝優點，考慮到選廠實際安裝空間的限制、無法更換更大規格的分級機，提出采用水力旋流器代替螺旋分級機的技術改造方案，即格子型球磨機+多級篩+砂泵+水力旋流器工藝，并增加除雜機。球磨機排礦產品經多級篩篩除粗顆粒和碎鋼球等雜質后通過一段旋流器分級，粗顆粒及碎鋼球經除雜機揀出。改造前后磨礦—分級作業工藝流程見圖1。

圖1 改造前后磨礦—分級作業工藝流程

3.2 主要設備

設計選用的成套設備僅需20多萬元，而如果使用螺旋分級機+水力旋流器分級的工藝，則成套設備的造價不低于40萬元。設備選型見表1。

表1 主要設備選型

(1)膠泵和水力旋流器。目前市場上使用的渣漿泵(泥漿泵、膠泵)檢修頻繁、修理費用高、使用效果不好主要有兩個原因：一是葉輪和護套不耐磨；二是密封性差。此次改造所用的膠泵所有過流件、密封件、水力旋流器的內襯和沉砂嘴等均采用高耐磨橡膠壓鑄而成，耐磨性超過了合金、聚氨酯、鑄石等材質，耐磨性能好，易損件平均使用壽命可達6個月以上，大大提高了設備的運轉率和完好率。該金選礦廠FLGT-2000 m高堰式螺旋分級機質量34.6 t，而φ600 mm水力旋流器質量僅0.7 t，且本身無運動部件，維修容易，維護成本低。

(2)多級篩采用摩根篩原理制造，逐級分級，配套凈化鋼球設備，能最大限度地延長細粒級篩網的使用壽命，消除碎球影響；提高充填介質質量，控制水力旋流器分級粒度為0～3 mm；分級效果好，利于操作，指標穩定，有利于浮選作業[3]。

4 改造效果

改造前后磨礦—分級作業指標見表2。

表2 改造前后磨礦—分級作業指標對比

由表2可以看出，改造后，磨礦—分級作業處理能力由原900 t/d增加到1 050 t/d，提高了16%，相當于新建一座處理能力150 t/d的黃金選廠，直接節省投資300萬元；分級效率提高了35.48%，溢流細度由原-0.074 mm 60%提高到70%，磨機利用系數提高到2.16 t/(m3·h)。溢流細度增大可使硫化礦物充分單體解離，全年平均浮選回收率提高0.36個百分點，增加黃金產量3 118.5 g，增加經濟效益62.37萬元。

磨礦—分級作業改造后，自2011年7月投產運行，至今運轉正常。膠泵葉輪、前后護套護板等過流件和水力旋流器沉砂嘴等易損件使用壽命達到6個月以上，大大提高了設備的運轉率、處理能力、生產效率。另外，旋流器本身無運動部件，使用壽命長，維修容易、成本低。

5 結 論

(1)采用格子型球磨機+多級篩+耐磨膠泵+水力旋流器的磨礦—分級工藝，相比原磨礦—分級作業磨礦能力提高11%以上，磨礦成本下降16%，分級效率提高了35.48%，金屬回收率提高0.36%。新磨礦—分級工藝采用多級篩對磨礦產品進行分級，可消除+3 mm的大顆粒和碎鋼球對水力旋流器、砂泵的磨損。

(2)磨礦—分級作業改造后，膠泵過流件、旋流器沉砂嘴等易損件的平均使用壽命達到了6個月以上，大大提高了設備的運轉率和完好率，設備處理能力和生產效率也得到提高，改善了“跑、冒、滴、漏”現象，減小了金屬的流失，且設備維護成本低，工人的勞動強度降低，每年可增加經濟效益62.37萬元。

[1] 胡為柏.浮選[M].北京：冶金工業出版社，1989.

[2] 董 兵，胡獻立.金渠選礦廠擴能增效的技術改造及生產實踐[J].黃金，2014(3)：59-61.

[3] 姚 凱.選礦廠磨礦—分級優化組合研究與應用[J].內蒙古石油化工，2011(21)：11-12.

2016-10-17)

李永亭(1963—)，男，高級工程師，265500 山東省煙臺市福山高新技術產業開發區鑫海街188號。