應用新技術設計選礦廠碎磨工藝流程

胡子林

摘 要：各種礦物的礦山企業都需要選礦廠，碎磨設備是選礦廠的主體設備，同時也是投資最大耗能最高的設備，所以各個礦山企業對碎磨設備的工藝流程都特別重視。最優的工藝流程，最合適的碎磨設備型號，始終是它們孜孜以求的目標。利用目前世界最先進的模擬選型技術，為選礦廠優化工藝及碎磨設備型號，幫助礦山企業獲得更高的利潤，成為所有設計者的重要責任。

關鍵詞：礦物實驗；工藝流程；模擬分析

中圖分類號：TD45 文獻標志碼：A

0 引言

隨著礦產資源的開發利用，原礦品位日趨降低，不僅大量的礦石需要經過碎磨選礦加工才能被利用，而且在被選礦石中難選礦石愈來愈多；同時，冶煉對精礦質量的要求越來越嚴，要求綜合回收的元素越來越多。因此，選礦工程在資源開發利用中顯示著愈來愈重要的作用，碎磨工藝流程又是整個選礦工程的重要環節。我國礦產資源雖然豐富，但貧礦多、富礦少，嵌布粒度細，伴生元素多，類型復雜，使資源的開發利用增加了不少難度。因此，擺在選礦設計工作者面前的任務是非常艱巨的。

設計是工程建設的關鍵環節。在建設項目確定以前，它為項目決策提供科學依據；在建設項目確定以后，它為工程建設提供設計文件。同時，設計還是將科學技術轉換為生產力的樞紐，工業生產中的先進經驗、先進技術以及科學研究中的最新成果，都將通過設計推廣應用到生產中去。因此，做好設計工作，對工程項目在建設過程中節約投資和建成投產后取得效益起著決定性的作用，對提高國家的科學技術水平也有著重要意義。根據礦石特性和選礦試驗成果，確定合理的設備配置，對綜合回收、環境保護、輔組設施和廠房結構等都要進行精心設計，使選礦廠基建投資發揮最大的效益，并為未來生產獲得較高技術經濟指標創造條件。本文運用目前國際上最先進應用范圍最廣的澳大利亞昆士蘭大學JK公司研制開發的JKsimMet軟件及其實驗裝置，對某金礦項目選礦廠不同碎磨工藝流程進行對比，獲得了理論上最經濟最優的工藝及設備。

1 礦石實驗

在應用軟件進行流程設計前，需要先應用落重實驗機。本項目應用北方重工引進的落重實驗機對兩個礦區12個礦石樣品做了SMC，同時也做了球磨機邦德功指數實驗。具體實驗樣品來自兩個主要礦區一和礦區二。每個礦區采集兩個金剛石鉆芯，每個芯采樣3個復合材料；上部，中部和下部，根據核心中的視覺差異選擇邊界。

1.1 樣品標記（表1）

1.2 礦石實驗測試解釋

關于礦石實驗可用數據，有幾點必須注意。發現樣本在不同的取樣位置之間是變化的，而在同一取樣位置不同深度上觀察到的變化較小。在與數據庫相比時，發現本次實驗結果的A×b值大多處于數據庫的第21個百分點到第90個百分點以內。然而值得注意的是，只有少數異常值出現在非常低的能力范圍內，大多數樣本或低于平均水平或高于平均水平。RWI和BWI值對數據庫的平均值和平均值之間趨于一致，表明對于給定的研磨尺寸，高于典型的能量需求。礦石類型的磨損指數都遠低于平均水平，預計介質和襯管的消耗量將反映出這種情況，預計磨損率較低。A×b和ta值的排名越低，抗沖擊破損和磨損的能力就越高。

2 模擬工藝流程

2.1 主要工藝指標

處理量187.5t/h，F80=129mm，P80=106?m，ta=0.035，A×b=40.2。使用數據集的第85百分位是作為設計目的是標準做法。這確保了處理將在整個流程模擬中呈現給回路的大多數礦石類型的充分考慮。不使用SMC和BWi數據的統計第85百分位值用于碎磨流程比功率計算。已經發現這種方法傾向于碎磨流程比功率的偏差值，因為統計值并不總是與數據集的工作指數和A×b之間的實際關系相關。選擇具有與第85百分位對應的預測特定能量的來自數據集的樣本以用于建模參數。目前國際上碎磨流程有兩個基本流程，

（1）破碎流程（三段破碎加球磨機的流程）。

（2）半自磨流程。

小型礦山企業多用傳統破碎流程，大型礦山多用半自磨流程。半自磨流程中又有SS SAC單一半自磨流程和SABC半自磨球磨流程之分。本文選用目前國際上最流行的半自磨流程，運用軟件對半自磨流程模擬分析，選擇最適合的半自磨流程。

2.2 工藝流程模擬

運用模擬軟件建立SS SAC半自磨流程和SABC半自磨流程，將之前測得的SMC實驗結果中的A值、b值及ta值代入兩個模型，進行模擬分析。兩個流程的半自磨機頑石的返砂率都為25%，符合半自磨機返砂率不大于30%的要求。SABC半自磨流程中球磨機的循環倍率為350%，符合標準半自磨流程中球磨機循環倍率要求。模擬結果SS SAC的半自磨機比功耗22.9kWh/t，頑石破碎機比功耗0.4kWh/t，總比功耗23.3kWh/t；SABC的半自磨機比功耗10.0kWh/t，頑石破碎機比功耗0.4kWh/t，球磨機比功耗13.1kWh/t，總比功耗23.5kWh/t。

2.3 流程對比分析

SS SAC流程相對于SABC流程所需設備少，選廠建設費用少，功耗低，設備維護人員少。所以SS SAC流程不論是選礦廠建設的前期投入，還是后續的運行維護都要比SABC流程更經濟。

結語

本文依托某金礦項目選礦廠碎磨流程設計，運用國際先進礦物實驗技術及流程模擬軟件，對不同半自磨流程進行模擬分析。從中找到最優的設備配置，努力爭取在選礦廠設計階段就得到最好的設計流程，使用戶在選礦廠建設階段和后期運行時獲得最大的經濟效益，先進礦物實驗技術及流程模擬軟件的應用為設計者在選礦廠設計階段就能準確的設計提供了保證。

參考文獻

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