雷門溝鉬礦選礦廠工藝改造與生產實踐

陳剛剛 邱利賓 李亞輝

【摘 要】雷門溝鉬礦選礦廠設計為3000T/d的單一浮鉬的選礦廠，于2005年12月投產運行。在生產初期存在尾礦高，精礦雜質超標，流程階段選別工藝紊亂等問題。經試驗研究分析，有針對性的進行有效的局部流程改造后，使各項指標穩定提高，取得了較好的經濟效益和社會效益，具有借鑒推廣應用的意義。

【關鍵詞】工藝流程；存在問題；改造效果；強化掃選

雷門溝鉬礦是含礦斑巖體侵入新太古代變質花崗巖——綠巖帶的典型斑巖型鉬礦床。其規模大，品位偏低，整個礦床金屬量達34萬噸。雷門溝鉬礦選礦廠是設計能力為3000T/d的單一浮鉬的選礦廠，于2005年3月基建動工，同年12月試車生產，2006年5月達產。經過一年多的生產運行，礦石供應量和性質逐步穩定，操作人員技術素質不斷提高，但生產實踐中存在著工藝指標周期性波動[1]，選別現象難以控制，精選段分選紊亂，尾礦偏高，精礦含有害元素銅超標等現象。通過對原工藝流程進行數據采集考察，試驗研究分析，結合典型同行選礦廠的案例，有針對性對原流程精選段進行了局部改造。改造后，尾礦降低，回收率顯著提高，可達到82%左右，鉬精礦質量達標，合理利用了部分低品位難處理礦石，降低了生產成本；為進一步集約資源，挖潛增效，該選礦廠開展了資源高效回收利用研究---強化尾礦再選的實踐，不斷提升自身的技術水平，最大化的利用有限的資源，增強了企業核心競爭力[2]。

一、原礦性質

（一）原礦礦物組成及基本特征

雷門溝鉬礦礦石中目的礦物為輝鉬礦，銅礦物為黃銅礦，其它金屬礦物主要為黃鐵礦，其次少量磁黃鐵礦、磁鐵礦、赤鐵礦、金紅石等；脈石礦物主要為石英、白云母、長石，其次為少量高嶺石，綠泥石等[3]。其礦石可分為斑巖、片麻巖、混合巖、氧化斑巖、氧化片麻巖等自然類型；各類型的鉬礦石中，鉬均以獨立鉬礦物-輝鉬礦的形式存在。輝鉬礦主要以片狀疊聚合物的形態存在，大多數嵌生在脈石裂隙或晶界處，少數在致密脈石中侵染，它的大多數呈中粒0.02-0.10㎜嵌布；亦有部分呈粗粒>0.10㎜；少量呈中細粒<0.02㎜嵌布；絕大多數可以實現單體解離。黃銅礦以中細粒為主，部分呈粗粒，大多在脈石裂隙或晶間充填，一般與輝鉬礦關系密切，適當增加磨石可以實現單體解離。黃鐵礦是含量最高的硫化礦物，在整個礦石分布不均，但大多呈粗粒，非常易實現解離。

（二）礦石的多元素及物象分析

礦石的有益元素成份主要為Mo，另有Fe、S、微量Cu，雜質成份主要是SiO2，AL2O3和少量CaO和MgO，其礦物成份見圖0、表1、表2、表3。

二、原工藝流程及生產狀況

（一）原流程及特點

原工藝流程磨礦為一般粗磨，中礦一次再磨，精選兩次再磨的磨礦工藝。選礦為一次粗選，兩次掃選，四次精選，精尾一次掃選的工藝。原流程見圖1。

一段磨礦作業有4.27×6.1溢流型球磨機一臺，同500型旋流器組構成循環閉路磨礦，溢流細度為60%-0.074㎜，濃度為33%。粗選為30m3 充氣式浮選機六臺組成，掃選一、二由30m3充氣式浮選機各三臺組成。一次精選由充氣式8m3浮選機三臺組成，水平配置，順序返回。二精、三精、四精分別由B1212、B1212、B0912型浮選柱各一臺組成。精掃選由2m3自吸式浮選機組成。中礦再磨、一精精礦再磨、二精精礦再磨分別由JM1200、JM800、JM800型塔磨機各一臺閉路組成。

該工藝有以下特點：

①流程布局緊湊，結構簡單，浮選機、浮選柱、加藥機實現了PC機閉環控制，自動化程度高，各漿體輸送均有變頻調節，穩定方便節能。

②一段粗磨，中礦、粗精礦再磨的工藝，提高一段磨礦的產能，降低單耗，又實現了有用礦物的單體解離，提質降雜，穩定指標。

③機柱聯合工藝應用，使選礦設備優勢互補，大型充氣式攪拌浮選機，充入氣量足，及U型槽底設計解決了粗選段壓槽，堵塞的難題；浮選柱細粒級浮選二次富集比大，動耗低，基建費少，流程短等優點較適合再磨后的精選段應用[3]。

（二）工藝指標狀況

隨著礦山采礦臺階的深入，形成多點配礦，穩定了原礦供給性質，及工藝操作人員對選別現象辨識和調控能力加強，生產指標有所提高。但實際生產實踐中仍存在選礦回收率低，在69-78%之間；尾礦偏高，含鉬在0.036%左右；精礦含元銅素高，達1%左右。時有選別現象難以控制，精選段分選紊亂、周期性波動（當將精選段礦漿完全放掉，指標會有所好轉，10-15天后指標將逐步惡化，并有逃尾，逆浮現象）。各指標狀況見表4、表5、表6。

（三）原工藝存在的問題

從原工藝流程圖1和表4、5、6，結合實際生產情況分析表明該流程存在主要問題是：

（1）.分選段尾礦返回點不合理，特別是二次精選尾礦含鉬一般在10%左右，最高可達20%品位直接返回到粗選，其返回金屬量相當于原礦品位增加一倍。精掃選尾礦含鉬一般在8-10%左右，返回到一次掃選，使掃一的原礦品位增加0.5倍。加重了粗掃段的分選負荷，而丟失一定金屬量在主系統尾礦中。

（2）.二次精選浮選柱的效果不佳，使精選段流程形成“瓶頸”，沒有起到承上啟下的分選作用。經取樣分析可以看出：該精選作業入選品位（一次精選精礦）為22.37%，泡沫品位為39.91%，排礦品位為13.20%，排礦金屬量占有率高達53.34%，作業金屬回收率僅為61.24%。

（3）.精掃選作業選用GF-2型浮選機兩臺，有效容積僅為4m3，浮選時間短，很難將經過多次再磨后的細粒銅鉬有效分選，該作業回收率在40-60%，增加鉬在精掃作業中的損失幾率。

（4）.二精精礦再磨后細度在86%-0.038mm，有害雜質元素銅被磨細（過磨），部分銅微細粒被夾帶富集上浮后進入精礦中，難以抑制，造成精礦銅超標。

（5）.由于精掃選作業無法實現甩尾，在精選及精掃選作業中被抑制的銅及其它雜質又返回到主系統中，經過多次循環及充氣式浮選機的強力攪拌后，TGA作用時間過長而失效，使更多可浮性好的有害雜質元素細粒被浮收到主系統中，并優先上浮，引起分選紊亂，導致精礦質量不穩[4]。

三、工藝流程的改造

（一）取消二次再磨工藝

因為礦石的性質決定了鉬、銅容易單體解離，可減少不必要的多次再磨。經過再磨試驗，見表7。鉬粗精礦不再磨細度為65%-0.074mm時，較難得到較高的鉬精礦和回收率；經過一段再磨細度為76%-0.038mm時，可獲得品位為46.38%，回收率為40.27%的指標；經過兩段再磨細度為81%-0.038mm以上時，可獲得品位為52.64%，回收率為38.07%的指標。從表6和實際生產來看，一段再磨細度可達76%-0.038以上，其綜合指標考慮優于不在磨和兩段再磨，因此停開二精精礦再磨系統。

（二）精掃選開路工藝

如何將精選段作業被抑制的銅、黃鐵尾礦單獨選別及將“過?！彼巹┖臀⒓毩ｋs質及時排出系統循環，成為解決問題的關鍵。經分析研究，參閱資料，結合金堆城百花嶺選礦廠、克萊麥克斯選鉬廠等成熟的工藝特點，將二精尾礦單獨開路再選。改造后，精掃選系統以一次粗選8m3充氣式浮選機兩臺、三次掃選8m3充氣式浮選機六臺、四次精選1m3自吸式浮選機五臺的裝備，水平配置，順序返回[5]，見圖2。代替原精掃選單次4m3系統，延長了浮選時間，確保了精掃選作業尾礦及時甩尾和達標，指標效果見表8。

（三）延長二精浮選時間工藝

針對二次精選浮選柱能力不足，分選效果不佳，以及二精尾礦過高將制約精掃選系統的直接拋尾，所以其尾礦高低是影響總尾礦品位的關鍵因素。通過院企合作，經北京礦冶研究總院試驗研究，將原二精浮選柱直徑1.2m改為1.6m。新安裝了B1612型浮選柱一臺，延長了二精浮選時間9分鐘，降低了精掃選系統尾礦品位0.3%，提高了粗選和一精的產率，每天增大處理量300噸左右。同時提高了主系統回收率，穩定了產品質量。指標效果見表9。

（四）工藝改造效果

經過2007年對再磨系統、精掃選系統、二精系統的分項改造后，使工藝流程合理高效，優化后的工藝流程見圖3。生產趨于穩定有序，各項指標達到了預期。尾礦品位逐步降低，可控在0.016%；回收率顯著提高，可達82.19%；精礦含銅穩定在0.1%左右。改造后綜合指標見表10。改造后，回收率提高3%，每年可新增鉬精礦66噸，取得了較好的經濟效益[6]。

四、尾礦強化再選分析研究

（一）流程改造后尾礦狀況

從改造后流程中可以看出其總尾礦為尾1、尾2的合并，對選礦廠總尾礦取樣分析，雖然尾礦以大幅度降低，但與同行業相比仍需提高回收，見表11。從表中數據可以看出，尾礦中-400目鉬金屬分布占47.68%，說明尾礦中微細粒級是“逃尾”損失有用目的礦物主要點，也是掃選進一步強化回收的關鍵。

（二）尾礦再選小型試驗

采用現場的尾礦1、尾礦2礦樣，進行降低尾礦中鉬品位的探索性浮選試驗?，F場尾礦試驗流程圖見圖4，實驗結果見表12。從實驗結果看，尾礦1再選采用BK340和煤油混用情況下，Mo精礦品位為0.09%，回收率可達40.31%。尾礦2再選采用BK340和煤油混用條件下，Mo精礦品位為0.54%，回收率56.29%，兩種尾礦小型試驗采用藥劑基本相近[7]，因此工業實驗采用相同的藥劑條件是可行的，同時也表明該尾礦1、2具有一定的再選性。

（三）強化掃選系統的生產實踐

根據分析和相關試驗結果，經研究尾礦強化掃選作業系統采用浮選—重選—浮選聯合工藝配置方案，在KYZ-4308型浮選柱裝備基礎上又增加BL600型螺旋溜槽4臺，其中重選段粗選為3臺、掃選1臺的配置，精選段為KYZ-0610型浮選柱[8]。流程配置見圖5， 設備參數見表13。該系統流程給礦為尾1、2的混合總尾礦，考慮到加入一定量的捕收劑BK340，使部分可浮性較好的細粒和片狀硫化礦物被KYZ-4308E浮選柱分選夾帶在精礦中，導致精選柱細粒分選抑制不佳，提高精礦質量有難度，采用螺旋溜槽預先拋除黃鐵礦和脈石礦物，在進入精選浮選柱分選出精礦，直接摻合于主系統鉬精礦中，烘干出售[9]。經過近兩個月的工業生產試驗與數據統計，其指標見表14、15。綜合各項指標使總系統回收率顯著提高，達到了較好的效果，見表16。

五、結論與建議

（1）工藝流程系統的改造，說明加強精掃選作業并及時甩尾是合理有效的，減少了微細粒級礦泥對工藝閉路系統的干擾，降低了尾礦品位，提高了回收率，穩定了精礦質量。

（2）改造擴容了浮選裝備，延長了分選時間，增大了粗選段的產率，提高了產能，拓寬了處理礦石的范圍，利用了0.04%以上的低品位原礦石，集約利用了有限的資源。

（3）從鉬尾礦中強化再回收有用目的礦物是可行的，同時實踐也證明了采用浮選—重選—浮選聯合工藝方案配置是合理的，可提進一步高綜合回收率。

（4）機柱聯合雙開路浮選工藝的形成，貫徹了階段磨礦、階段選別、能出、早出、快出、早拋的技術思想。具有技術先進，礦石適應性強，系統干擾少，綜合回收率高，產品質量穩定等優點。同時該尾礦強化掃選作業系統的實踐應用，合理利用了有限的礦產資源，為走集約發展、循環利用，建綠色礦山樹立了典范[10]，具有借鑒推廣應用的意義。

（5）建議拓寬試驗研究，在浮選柱分選中酌情添加強力極性輔助捕收劑，以回收部分粗粒級有用連生體礦物，進一步提高回收率。同時做好有價礦物黃鐵礦的市場調研，增加裝備和完善工藝，提高硫的綜合回收，適應市場需求。

【參考文獻】

[1].葛虎勝.陳剛剛.節能減排新工藝在雷門溝鉬礦尾礦庫回水中的應用[J].中國鉬業，2008，（04）：13-15.

[2].江研.一個民營礦山企業的綠色礦業之路[J].中國礦業資本，2008，（01）：97.

[3].褚松濤.陳剛剛.雷門溝鉬礦床地質特征及主要控礦條件分析[J].有色金屬（采礦部分），2011，（04）：12-16.

[4].陳剛剛.基于可持續發展的民營礦山企業戰略及模式研究[D].河南大學，2015，（04）：24.

[5].邱利賓.GF浮選機在鉬精掃選系統的應用實踐[J].科技資訊，2012，（23）：93-93.

[6].陳剛剛等.難選鉬資源高效節能清潔回收技術研究[D].中國科技成果，2011，（05）：40.

[7].周少珍.河南嵩縣鉬礦選礦工藝流程優化試驗研究報告[D].北京礦冶研究總院，2009，（05）：42.

[8].盧世杰、陳剛剛等.大型浮選柱在鉬礦掃選作業中的工業試驗研究[J].有色設備，2011，（01）：13-15.

[9].陳剛剛等.某鉬尾礦強化掃選作業系統的研究與實踐[J].現代礦業，2012，（02）：81-83.

[10].王喜紅.清潔生產技術在嵩縣豐源鉬礦的應用[J].能源與節能，2011，（04）：61-63.