提高選礦二系列磨礦細度的工藝改進

劉遠東

（江西銅業集團有限公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

1 引言

貴溪冶煉廠選礦車間二系列是貴溪冶煉廠30萬t銅冶煉工程的配套項目，2008年3月投產，設計規模為1555 t/d，處理閃速爐渣和轉爐渣混合物料，設計主要經濟技術指標為渣精礦含銅品位26%，尾礦含銅0.34%［1］。2008年下半年，選礦車間尾礦含銅降低至0.31%，處理能力達到了2800 t/d，實現了處理量和尾礦含銅設計“雙達標”。但在生產實踐中，我們發現浮選粒度合格率一直比較低，而浮選粒度合格率是降低尾礦含銅的一個重要因素，因此，對影響粒度合格率達標的相關工藝進行了改造。

2 選礦工藝簡介

銅冶煉過程中產生的閃速爐渣、轉爐渣、電爐渣，由渣包車運至緩冷場，經緩冷、破碎、磨礦、浮選和濃縮脫水，得到最終精礦和尾礦。其中磨礦系統由半自磨機和球磨機組成，浮選系統采用“兩粗-三精-三掃”工藝流程。浮選產品經濃縮過濾得到精礦。精礦產品返回銅冶煉系統，尾礦直接外銷。主要工藝流程圖如圖1所示。

3 磨礦細度的影響

圖1 選礦主要工藝流程圖

磨礦是一個復雜的物理化學過程，磨礦介質、磨礦環境以及入磨物料等因素都會對磨礦產品的表面形狀、性質和分選行為產生影響［2］。磨礦細度是指磨礦產品的粗細程度。一般以小于200目（小于0.074mm）礦粒的質量分數（%）表示。不同礦石有不同磨礦細度要求。適宜的磨礦細度，一般應根據礦石的嵌布特性，經試驗確定或通過生產實踐加以驗證。泡沫浮選是貴冶選礦車間的主要選礦方法和途徑，礦漿中顆粒的尺寸大小直接影響浮選指標的高低，入浮顆粒太粗有用礦物的單體解離度不高，從而使精礦品位降低，同時由于顆粒太大不易被泡沫浮起，最終造成目的礦物回收率低下［3-4］；入浮顆粒太細會導致浮選藥劑的選擇性降低，不僅會造成精礦品位的低下，還會大大增加浮選藥劑的用量［5-7］。選礦車間二系列磨礦細度的設計值是-325目（0.045mm）的粒級含量占全部粒級的80%以上，但是這些年車間磨礦細度實際情況是-325目占比一直徘徊在78%左右，因此很有必要通過一些技術改進來提高-325目粒級的含量。

4 改進措施

二系列這兩年通過改進直線振動篩篩網、球磨機補加鋼球配比、鋼球添加制度、旋流器給礦壓力等方面，顯著提高了磨礦細度。

4.1 直線振動篩篩網改進

直線振動篩的作用就是將半自磨出來的物料進行篩分，粒度不合格的物料通過皮帶運輸機返回半自磨機再磨，合格物料通過渣漿泵揚送至球磨工序再磨。因此，在不影響半自磨機處理能力的前提下，減小直線振動篩第二層篩網的尺寸，由原來的3.6×22mm改為2.8×22mm，從而減輕后續球磨機和分級工序的壓力，使篩下-325目從25.8%提高到了32.5%，提高了6.7個百分點，如表1。

表1 篩網改進前后-325目粒級含量的變化

4.2 球磨機補加鋼球配比改進

球磨工序是選礦車間磨礦系統里的最后一道工序，球磨機磨礦效率的好壞直接影響到入選礦物的粒度合格率，因此也是提高粒度的關鍵所在。鋼球的選擇和添加是提高球磨機的磨礦效率關鍵手段之一，合理的裝球及補球能很大提高磨礦質量。二系列從投產開始一直使用的是Φ50的鋼球，-325目粒級含量在75%～78%，很難超過80%。我們通過查閱相關文獻和借鑒同行的相關經驗，由原來的只加Φ50的鋼球改為Φ50和Φ30兩種鋼球按1∶1比例添加，-325目從77.6%提高到了80.7%，提高了3.1個百分點，如表2。

表2 鋼球直徑改進前后-325目粒級含量的變化

4.3 球磨機鋼球補加制度改進

隨著球磨機連續工作，鋼球的磨損在不斷地進行，原裝鋼球最佳球荷也在變化，故需要定期地補加一定量的鋼球，才能維持初裝時的比例。為了方便添加鋼球，我們的添加方式為每天上午8點左右添加，1天添加1次，但通過測量粒度我們發現上午8點和下午4點-325目粒級波動很大，含量比早上添加鋼球后的含量有明顯的下降。因此，我們改變了添加模式，由原來的1天1次改為1天2次，分別為上午8點左右和下午4點左右添加，通過改變添加模式，避免了粒度出現階段性波動，1天1次補加-325目含量可相差3.7個百分點，但1天2次補加差異僅在1.4個百分點左右，且1天2次補加整體含量比1天1次平均要高3個百分點左右，使磨礦產品粒度更加均勻，如表3。

表3 添加模式改變前后-325目粒級含量的變化

4.4 旋流器給礦壓力改進

混合液以一定的壓力切向進入旋流器，在圓柱腔內產生高速旋轉流場。混合物中密度大的組分在旋流場的作用下同時沿軸向向下運動，沿徑向向外運動，在到達錐體段沿器壁向下運動，并由底流口排出；密度小的組分向中心軸線方向運動，并在軸線中心形成一向上運動的內渦旋，然后由溢流口排出，這樣就達到了兩相分離的目的， 如圖2所示。

圖2 旋流器工作原理示意圖

給礦壓力是影響旋流器分級效率的重要因素之一。提高給礦壓力，可以增大礦漿流速，物料所受離心力增大，可以提高分級效率和底流濃度，但通過增大壓力來降低分級粒度收效甚微，動能消耗卻大幅度增加，旋流器整體特別是底流嘴磨損更加嚴重。因此不能單純的提高輸送泵的變頻，而是要確保輸送泵的平穩輸出。由于泵電機的電流值反應了泵的輸出壓力，我們通過調整變頻器的參數，使的泵的電流處于較平穩狀態，從而達到穩定給礦壓力的目的。我們選取連續3小時輸送泵的電流變化情況，如圖3所示。

圖3 給礦壓力改進前后輸送泵的電流變化圖

通過穩定給礦壓力，提高了旋流器分級效率，使得控制分級旋流器溢流-325目含量從78.4%提高到了81.1%，提高了2.7個百分點，如表4。

表4 給礦壓力改進前后-325目粒級含量的變化

5 結語

通過這幾年工程技術人員的不斷摸索和改進，選礦車間二系列的-325目含量從2013年的日均78.8%提高到2018年的日均81.5%，尾礦品位由0.282%穩定降低到了0.257%，銅金屬回收率由87%提高至88%。尾礦含銅的降低，提高了銅資源的回收率及利用率，實現了渣選生產效益的最大化，創造了較好的經濟效益和社會效益。