湖南某鎢礦XRT射線智能選礦機(jī)預(yù)選拋廢研究與應(yīng)用

賈 妮

（衡陽遠(yuǎn)景鎢業(yè)有限責(zé)任公司，湖南 衡陽 421166）

0 引 言

湖南某鎢礦資源豐而不富，平均地質(zhì)品位0.41%，受采出礦貧化以及掘進(jìn)副產(chǎn)貧化因素影響，入選原礦品位0.30%以下，選礦成本109元/t。我國鎢礦開采面臨價(jià)格調(diào)整、成本上升的雙重?cái)D壓和產(chǎn)能過剩、技術(shù)水平、生態(tài)環(huán)境的三重約束，成本優(yōu)勢減弱，市場競爭加劇[1]。湖南某鎢礦不斷提高技術(shù)水平，一直尋求降低生產(chǎn)成本的途徑，選別前進(jìn)行拋廢不失為一種有效方法。

X射線傳感拋廢技術(shù)在國際上已是非常成熟的應(yīng)用技術(shù)[2]，原在金剛石礦山應(yīng)用較多[3-4]，現(xiàn)在也應(yīng)用于鋅礦、鎢礦、銅礦等金屬礦山。XRT射線智能選礦機(jī)應(yīng)用于貴州某鋅礦石的預(yù)選，礦石鋅品位從2.57%提高到5.04%，拋廢率達(dá)50.96%，金屬回收率超過95%。云南馬關(guān)鎢銅多金屬礦石WO3品位為0.479%，Cu品位為0.129%，對粒級為50～15 mm的礦石，XRT射線智能選礦機(jī)預(yù)選拋廢率達(dá)60%，干拋精礦WO3、Cu品位分別提高至1.15%和0.25%，回收率分別達(dá)96%和77.5%[5]。中國寰球工程公司的沙特某磷礦采用XRT射線智能選礦機(jī)進(jìn)行預(yù)選，P2O5回收率高達(dá)90%以上[6]。湖南某鎢礦鑒于XRT射線智能選礦機(jī)在國內(nèi)外應(yīng)用的成功案例，試將這一新設(shè)備新技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，提高原礦入選品位，降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)效益。

1 處理礦石性質(zhì)和分選原理

1.1 礦石性質(zhì)

湖南某鎢礦為單一鎢礦石，基本以白鎢礦形式存在，分布率占91.80%，WO3品位0.24%，其他有價(jià)金屬含量低，綜合利用價(jià)值不大。脈石組分主要為SiO2，其次為Al2O3、K2O和MgO。白鎢礦主要嵌布在晚期石英脈邊緣及與早期深色巖石接觸部位附近。礦物嵌布粒度屬中粗粒嵌布，一般在0.1～3.0 mm。原礦多元素分析結(jié)果見表1。

表1 原礦多元素化學(xué)分析結(jié)果 w/%Tab.1 Multi element chemical analysis results of raw ore

1.2 XRT射線智能選礦機(jī)分選原理

XRT智能選礦機(jī)由XRT射線源圖像成像傳感器噴閥內(nèi)部傳送帶及外部振動給料斗組成。由外部振動斗給料到內(nèi)部傳送帶，當(dāng)?shù)V石經(jīng)過傳感器和射線直射區(qū)域時(shí)，運(yùn)用X射線穿透技術(shù)和傳感器接收成像技術(shù)識別密度大的金屬礦物后，由傳感器發(fā)送指令給噴射控制卡（噴閥）進(jìn)行相對應(yīng)的金屬礦石噴射選出有礦礦石，如圖1所示。

圖1 XRT射線智能選礦機(jī)分選原理Fig.1 Diagram of separation principle of XRT ray intelligent concentrator

2 試驗(yàn)研究結(jié)果與分析

2.1 實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)

采集兩種粒級的鎢礦石（-45 mm+15 mm和-60 mm+30 mm），進(jìn)行XRT射線智能選礦機(jī)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表2所示，由表2可看出，試驗(yàn)原礦品位很低，預(yù)選拋廢后WO3品位提高到0.501%，富集比2.74。廢石WO3品位0.044%，低于生產(chǎn)線尾礦WO3品位0.08%，預(yù)選廢的礦石69.62%，這部分礦石不再進(jìn)入磨礦作業(yè)，降低了選礦成本。

表2 XRT射線智能選礦機(jī)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果 %Tab.2 Laboratory test results of XRT intelligent concentrator

2.2 半工業(yè)試驗(yàn)

在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)成果的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了-45 mm+15 mm粒級原礦XRT射線智能選礦機(jī)半工業(yè)試驗(yàn)。礦石成像密度分布見圖2，從圖2可見，X射線成像后劃分出密度大的區(qū)域是預(yù)選精礦，其他顏色發(fā)灰、發(fā)白的礦石是廢石。試驗(yàn)現(xiàn)場安裝了拋廢設(shè)備操作室、預(yù)選精礦運(yùn)輸皮帶、廢石運(yùn)輸皮帶和取樣平臺[8]等設(shè)備設(shè)施。操作上主要調(diào)節(jié)處理量、廢石品位兩個(gè)參數(shù)。將含WO30.287%的-45 mm+15 mm粒級原礦進(jìn)行預(yù)選拋廢試驗(yàn)，結(jié)果如表3所示。由表3可看出，預(yù)選精礦WO3品位提高到0.782%，富集比為2.72，廢石WO3品位為0.049%，低于生產(chǎn)線尾礦WO3品位0.08%，預(yù)選廢的礦石67.51%，經(jīng)核算，選礦生產(chǎn)成本從 109元/t降至 76.26元/t，降低了30.04%。單臺XRT射線智能選礦機(jī)處理能力31 t/h，在其他工藝不變的情況下，能提高選廠處理能力。

圖2 礦石成像密度分布圖Fig.2 Ore imaging density distribution

表3 XRT射線智能選礦機(jī)半工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果 %Tab.3 Semi industrial test results of XRT intelligent concentrator

3 應(yīng)用效果與分析

3.1 應(yīng)用工藝流程設(shè)計(jì)

采用XRT射線智能選礦機(jī)進(jìn)行工藝改造，處理-30 mm+15 mm和-60 mm+30 mm粒級原礦，處理能力40 t/臺·h。為應(yīng)用這一新設(shè)備，根據(jù)選廠原有生產(chǎn)工藝流程[9]，新建了拋廢車間。設(shè)計(jì)由1#篩、2#篩中間粒級礦供礦，經(jīng)3#篩干篩后進(jìn)行預(yù)選拋廢。廢石輸送至廢石倉，預(yù)選精礦經(jīng)圓錐閉路破碎后輸送至粉礦倉，-15 mm篩下產(chǎn)品匯入單螺旋分級機(jī)[10]。工藝流程如圖3所示。

圖3 拋廢車間工藝流程Fig.3 Process flow chart of waste disposal workshop

3.2 主要設(shè)備

拋廢車間新增設(shè)備34臺，主要設(shè)備是4臺XRT射線智能選礦機(jī)、大傾角皮帶[11]、大轉(zhuǎn)彎皮帶[12]，實(shí)際應(yīng)用如圖4～圖6所示。

3.3 應(yīng)用結(jié)果與分析

3.3.1 應(yīng)用結(jié)果

圖4 XRT射線智能選礦機(jī)車間應(yīng)用現(xiàn)場Fig.4 Workshop application site of XRT ray intelligent concentrator

圖5 大傾角皮帶設(shè)備現(xiàn)場Fig.5 High angle belt equipment site

圖6 大轉(zhuǎn)彎皮帶設(shè)備現(xiàn)場Fig.6 Large turning belt equipment site

XRT射線智能選礦機(jī)應(yīng)用結(jié)果如下表4所示。從表4可看出，預(yù)選精礦WO3品位提高到0.495%，富集比2.32，廢石WO3品位0.064%，低于生產(chǎn)線尾礦WO3品位0.08%，拋廢率65.37%。經(jīng)核算選礦生產(chǎn)成本70.95元/t，比預(yù)選拋廢前的109元/t降低了34.91%。單臺XRT射線智能選礦機(jī)處理能力32t/h，選廠處理能力從1 500 t/d提高到2 300 t/d，提高了53.33%。

表4 XRT射線智能選礦機(jī)應(yīng)用結(jié)果 %Tab.4 Application results of XRT ray intelligent concentrator

3.3.2 應(yīng)用分析

XRT射線智能選礦機(jī)具有自動化程度高、操作簡單、輻射防護(hù)細(xì)致、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。選廠在保持現(xiàn)有工藝不變前提下，進(jìn)行預(yù)選拋廢等相應(yīng)技術(shù)改造即可應(yīng)用，簡便高效。但也存在多方面問題。

（1）該設(shè)備處理能力32 t/h，沒有達(dá)到設(shè)計(jì)能力40 t/h。原因一是給礦沒有滿負(fù)荷；二是選礦機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)故障停機(jī)。可增加預(yù)選拋廢給礦礦倉，逐漸提高處理能力。

（2）預(yù)選拋廢給礦中含有-15 mm礦石，影響拋廢效果和流程通暢。此問題在拋廢前洗礦環(huán)節(jié)中可以解決。

（3）預(yù)選精礦進(jìn)圓錐破碎沒有擠滿給礦。原因是圓錐破碎前無緩沖礦倉。可增加預(yù)選精礦破碎前緩沖礦倉，達(dá)到圓錐擠滿給礦破碎。可以建議設(shè)備廠家，就不足之處不斷優(yōu)化選礦機(jī)。

4 結(jié) 論

（1）XRT射線智能選礦機(jī)能有效預(yù)富集鎢礦，富集比2.32，拋廢率65.37%，降低選礦成本34.91%，提高選廠處理能力53.33%。提高了低品位鎢礦山資源利用率和企業(yè)效益。

（2）XRT射線智能選礦機(jī)具有自動化程度高、操作簡單、輻射防護(hù)細(xì)致、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。

（3）應(yīng)用XRT射線智能選礦機(jī)，工藝流程設(shè)計(jì)應(yīng)有預(yù)選拋廢前洗礦設(shè)施、拋廢給礦礦倉、預(yù)選精礦礦倉。