某金礦選礦廠的碎磨流程模擬優(yōu)化分析

林 煒

（紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司，福建 龍巖 364200）

關(guān)鍵字：破碎；半自磨機(jī)；JKSimMet

澳洲某金礦選礦廠采用“粗碎-半自磨機(jī)-頑石破碎-球磨-重選-碳浸”工藝，對(duì)于原生礦處理，視不同礦石硬度，處理能力在220萬(wàn)噸/年～300萬(wàn)噸/年之間，若在30%軟礦配入情況下，處理礦量可達(dá)到370萬(wàn)噸/年。

該金礦位于西澳大利亞伊爾崗克拉通上，構(gòu)造穩(wěn)定，地形平緩，風(fēng)化的地幔和風(fēng)化石已被保存而不被侵蝕，并且以普遍覆蓋的形式存在[1]。在該大陸的大部分地區(qū)厚度在20m～100m。由于氧化礦或過(guò)渡帶礦主要在礦坑表層50m厚度內(nèi)，下部主要是硬巖性質(zhì)的原生礦。對(duì)于一般的露天礦開(kāi)采，從開(kāi)采的時(shí)間和空間順序，以及出礦量角度，難以滿足選礦廠30%軟礦的配礦要求，從而對(duì)保證年處理礦量370萬(wàn)噸的生產(chǎn)計(jì)劃排產(chǎn)和組織帶來(lái)困難[1,2]。若100%給入原生礦時(shí)，在磨礦達(dá)到滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，選礦流程下游的碳浸處理能力仍有20%～46%的富余處理能力，因此選礦廠呈現(xiàn)出硬巖處理能力較弱的情況。為加強(qiáng)硬巖礦處理能力，除了考慮采礦細(xì)爆和加大粗碎的破碎比，兩個(gè)潛在技改方案有望改善生產(chǎn)狀況。方案一是在旋回破碎機(jī)和粗礦堆之間增加中碎圓錐破碎機(jī)；方案二是在頑石破碎機(jī)（圓錐破碎機(jī)）之后增加一臺(tái)高壓輥磨機(jī)，破碎后返回半自磨機(jī)。本文采用JKSimMet進(jìn)行流程模擬對(duì)比分析。

1 碎磨流程運(yùn)行現(xiàn)狀模擬

圖1 選礦廠現(xiàn)流程JKsimMet模擬結(jié)果

通過(guò)礦石樣品的破碎數(shù)據(jù)以及連續(xù)三個(gè)月的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行現(xiàn)流程模擬分析。圖1給出了較好物料平衡的流程模擬結(jié)果。頑石量是半自磨機(jī)運(yùn)行負(fù)荷的參考指標(biāo)之一。穩(wěn)定在135t/h的頑石循環(huán)量，占總給礦量的28%左右，反映半自磨機(jī)已達(dá)到較高的運(yùn)行負(fù)荷。

2 碎磨流程模擬

碎磨流程分為原生礦配比71%和100%兩種情形分析。表1是71%原生礦配比下的流程模擬結(jié)果。結(jié)果顯示增加一臺(tái)高壓輥磨機(jī)作第二段頑石破碎機(jī)，僅增加處理礦量6%；若現(xiàn)流程增加中碎工序，頑石量大幅降低（23t/h），小時(shí)處理礦量增加19%至556t/h，接近于碳浸系統(tǒng)最大處理能力560t/h。由于提高處理礦量將縮短浸出時(shí)間，因此中碎方案完全滿足71%原生礦配比條件下的礦量提產(chǎn)要求。

表1 71%原生礦配比下的流程模擬結(jié)果

表2給出了100%原生礦配比條件下的流程模擬結(jié)果。從單位能耗看，完全處理原生礦時(shí)，瓶頸仍主要在半自磨機(jī)，而球磨機(jī)能力略有富余。由于半自磨機(jī)的破碎效率低下，這限制了磨機(jī)內(nèi)頑石的及時(shí)排出，所以加強(qiáng)頑石破碎后，對(duì)降低球磨機(jī)運(yùn)行負(fù)荷有積極作用，但對(duì)于提高處理礦量不顯著。但對(duì)于中碎方案，雖然僅破碎了總給礦量的43%，但是處理礦量仍得到顯著提升。

表2 100%原生礦配比條件下的流程模擬結(jié)果

3 分析與討論

中碎方案相比兩段頑石破碎方案優(yōu)勢(shì)更加明顯。增加中碎工序，一方面有助于降低半自磨機(jī)入磨粒度，增加半自磨機(jī)排料振動(dòng)篩篩下合格產(chǎn)品和最終磨礦細(xì)度的合格產(chǎn)品，另一方面，中碎方案的處理礦量和設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率明顯高于兩段破碎方案，可同時(shí)降低半自磨機(jī)和球磨機(jī)負(fù)荷，真正體現(xiàn)“多碎少磨”[3,4]。采用中碎方案可顯著提升原生礦處理能力，其運(yùn)行成本可降低1.5澳元/噸，約7.2人民幣/噸。由于此次中碎方案僅處理43%的入選礦量，因此該方案還有進(jìn)一步改善空間。根據(jù)成本評(píng)估，兩段頑石破碎方案與中碎方案的投資成本基本相當(dāng)，而前者運(yùn)行成本高于后者，因此推薦實(shí)施“增加中碎工序”改造方案。

4 結(jié)論

①JKSimMet軟件模擬分析結(jié)果表明，某金礦選礦廠100%原生礦配比時(shí)，兩段頑石破碎方案可提升礦石處理能力5%，及從402t/h增加至423t/h，而中碎方案則可以增加到464t/h，提升原生礦處理能力約15%。而如果繼續(xù)以當(dāng)前軟/硬礦配礦比29/71，那么兩段頑石破碎改造方案和中碎方案提升礦量分別為6%和19%。②中碎方案無(wú)論是設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率還是總處理礦量都優(yōu)于兩段頑石破碎方案，有利于發(fā)揮“多碎少磨”。③由于兩段頑石破碎方案和中碎方案的投資成本基本相當(dāng)，而后者單位運(yùn)行成本低于前者，因此建議采用中碎方案進(jìn)行該選礦廠的加強(qiáng)硬巖破碎能力改造。采用中碎方案可顯著提升原生礦處理能力，其運(yùn)行成本可降低1.5澳元/噸，約7.2人民幣/噸。