某大型鉬礦山柔性選礦單元生產實踐

張 峰

（金堆城鉬業集團有限公司，陜西 渭南 714000）

現代礦山一般都是連續性生產。選礦廠屬于典型的工藝專業化配置，按照自動化、標準化、系列化作業，這種剛性的生產模式效率高、成本低，管理簡單，但實際生產中有多種因素嚴重制約著這種模式的正常運行。雖然我們可以采取不同的生產管理方法、優化調整工藝參數和改變內外界條件（如設備大修、礦石性質、客戶需求）等措施克服困難，實際情況卻是改變能力十分有限，而且成本很大。應對這些制約因素最有效的途徑是建設不同的選礦工藝流水線，然而從經濟角度、現場環境和集約型企業政策方面講，都不可能實現。1998 年美國里海大學和GM 公司共同提出了柔性生產模式AM(Agilemanufacturing)，現已成為“21 世紀制造業戰略”。它的主要內容是建立彈性生產體系，在同一條生產線上通過設備設施調整來完成不同品種的批量生產任務，既滿足多品種的多樣化要求，又使設備流水線的停工時間達到最小，即“只在必要的時間內生產必要數量的必要產品”。國內某大型鉬礦山針對不同的因素，多年來持續改造局部工藝，建設成柔性選礦單元，顯著地減少了這些因素的制約作用。

1 設備大修

設備大修時間長、項目多、成本高、恢復其各項性能良好。若選礦廠存在單臺生產設備配置時，大修期間往往造成工藝線停產，成為瓶頸因素。

1.1 新線碎礦工藝簡介

A 選礦廠新線碎礦工藝（見圖1）于2011 年9 月投入運行。粗碎作業由國產PXZ1200/160 和美卓MK-Ⅱ-42-65兩臺旋回破碎機組成，預先篩分有兩臺1600×4500 固定棒條篩組成，中碎由1 臺山特維克CH870EC 破碎機組成，細碎由1 臺山特維克CH870FE 破碎機組成，預先篩分和檢查篩分篩下產品進入輥磨作業。本道工序由一臺德國魁伯恩500/15-6A 1000 PG 1E 高壓輥磨機完成。

1.2 立項背景

從設計上分析，該輥磨機具有良好的碎礦性能，可以使排礦粒度達到-8mm 占到90%以上，但是輥胎使用壽命卻達不到預期要求，磨損周期僅為10 個月。磨損后，輥胎對礦石的擠壓效果顯著變差，各項指標均難以滿足生產要求，必須及時更換輥胎。每次僅更換輥胎就需要190 小時，再加上相關附件，全年需285 小時用于高壓輥磨機系統檢修，影響新線3.2%運轉率。更為關鍵的是，檢修高壓輥磨機時，新線碎礦工藝和下部的磨選也必須全線停車。因此輥磨機大修成為制約生產的瓶頸因素。

圖1 A 選礦廠新線碎礦流程圖

1.3 改進措施

圖2 高壓輥磨檢修用旁路供礦示意圖

結合現場環境，在高壓輥磨機的給礦皮帶與5#皮帶運輸機之間，新建旁路供礦系統（見圖2）。用10mm 鋼板焊接一段和二段溜槽，底部和兩側安裝30mm 錳鋼襯板，頂部用廢舊運輸帶密封，兩段溜槽的頃角均為490，大于礦石的安息角，能夠自溜，下礦順暢。處理輥磨機故障或更換輥胎時，只需將給礦小車后移、固定即可開啟旁路；檢修完畢，移動小車到原位置，即可向輥磨機供礦。

1.4 效果評價

（1）提高了技經指標。

2014 年5 月份投入8.5 萬元建成旁路供礦系統，本年度在高壓輥磨機系統檢修期間，磨選部分正常運行。提前與露天礦溝通，加大粉礦配比，磨礦效率不變，處理礦石12萬噸，新增54%品位鉬精礦226 噸,實現檢修、生產兩不誤。

（2）為提升設備運行質量提供了保證。

本臺高壓輥磨機投資大，大部分備品備件仍需進口，價值高，需要精心維護。這種柔性化的生產方式為開展設備綜合管理奠定了基礎，保證了其運行參數始終處于優良狀態。

2 客戶對不同產品質量的需求

選礦廠屬于流水線生產，對客戶存在不同需求的適應性差。以銷定產，生產工藝成為銷售的保證和后盾。

2.1 A 選礦廠老線浮選工藝簡介

老線浮選工藝由三個系統組成，一系統由BF-1.2M3浮選機組成8 次強浮選，二系統由BF-1.2M3浮選機組成1-2次精選和CCF 浮選柱組成3-6 次精選，三系統由CCF 浮選柱組成5 次精選。

2.2 立項背景

根據公司訂單式管理要求，車間需要在特定的期間內生產出48%、50%、52%、55%、56.5%等不同質量的鉬精礦，需要調整操作，以提高或降低鉬精礦品位。受流水線工藝限制，從開始調整到產品質量合格，現場往往短則五天，長則一周的適應時間，而且品位相差越大，工藝波動越明顯，生產組織越困難，導致鉬金屬流失嚴重，甚至影響交貨合同。

2.3 改進措施

通過對三個系統的工藝分析，認為一系統是強浮選，浮選機容量小，品位控制靈活，但很難提高至52%以上，且品位接近50%時，金屬量流失明顯上升；二、三系統主體設備是浮選柱，品位能達到57%，相對穩定，但提品位和降品位適應時間長，若提品位時間過短，也會造成金屬流失。

基于以上觀點，當生產56%以上鉬精礦時，將一系統8次精礦按比例導入二系統一柱、三系統三柱進行浮選；當生產56%以下鉬精礦時，二、三系統最終鉬精礦品位不變或小幅降低，按客戶實際品位需求，根據流程計算，將一系統8次精礦適量直接導入成品車間，通過混礦配制達到交貨標準（見圖3）。當然在分量時需要調整精選段藥劑添加量。

圖3 精選部分工藝設備形象聯系圖

2.4 效果評價

近年來的生產實踐充分證明，將一系統8 次精礦分量至二、三系統后，完全滿足了客戶需求。

（1）縮短了工藝調整時間。

2019 年2、3 月份，現場精礦品位三天時間就從52%提升到57%，達到了質量要求，尾品幾乎不變。

（2）確保抓住市場機遇，取得了顯著地經濟效益和社會效益。

2019 年該企業根據鉬市場供需情況，搶占市場先機，在高價位期間生產出適銷對路的鉬產品，滿足了客戶的需求，取得了良好的經濟效益，樹立了品牌的美譽度。

3 礦石性質

礦石性質是決定選礦廠技術經濟指標的關鍵因素之一。通常一座礦山的礦石根據物理組成和結構分為若干類型，雖然在選礦工藝設計時已考慮到不同的礦石性質，但是在以后的生產實踐中，我們會發現建成的工藝并不能完全適應這種因素的變化。

3.1 B 選礦廠入選礦石性質

輝鉬礦的嵌布特征有四種類型：

（1）以片狀疊加體形式呈脈狀、層狀、斑塊狀沿礦石的裂隙及孔洞充填，礦石標本中可見沿板狀長石層面分布的薄層狀輝鉬礦，結晶程度好，單形片體大而潔凈，便于解離。

（2）呈群體片狀稀密不均的分布在由多種脈石礦物(石英、長石、角閃石、云母、高嶺石等)構成的碎屑、砂粒狀脈石中，這部分輝鉬礦粒度均勻適中，一般在30um～100um之間，交易解離。

（3）呈稀散的扁平片狀分布在脈石中，粒度在20um～60um 之間。

（4）呈細小的薄片狀分布在層狀的碳質物中，粒度在20um～30um 之間。

3.2 立項背景

B 選礦廠粗精泡沫流入4 號泵池（見圖4），經旋流器分級，溢流進入浮選柱精選1。當輝鉬礦由前述（3）（4）嵌布特征構成主要組分時，粗精泡沫易發粘，4 號泵池嚴重外溢。控制出量后粗精品位達13.70%，回收率降低3.56%。分析了精尾中輝鉬礦粒度（見表1）。

按近似面積含量計算，以-0.043+0.01mm和-0.01mm為主，分別占59.60%、37.08%，共計96.68%。可見，精尾中極細顆粒輝鉬礦是回收困難、金屬流失的重要原因。

3.3 改進措施

根據現場環境，在粗精泡沫槽底部增加一根DN200 管道至5#泵池，并在管道出口處安裝閥門（見圖4），一部分泡沫不經過4 號泵池和再磨分級直接進入5#泵池。

表1 精尾中輝鉬礦粒度統計

3.4 效果評價

保證了該段工藝正常生產。根據泡沫粘度和4#、5#泵池液位情況調整閥門開度，粗精泡沫能順暢流動，粗精品位和回收率達到設計范圍；明顯減少了因4#泵池礦漿外溢而造成的金屬流失；減輕了再磨1 的過磨現象，降低了精選1 尾品。

圖4 精選部分工藝設備形象聯系圖

4 暴雨季節

雨季嚴重影響著選礦廠的連續供礦，易造成選礦設備設施的堵塞，中斷工藝線運行。

4.1 本部礦區氣象條件

本部礦區位于秦嶺東部北麓，系高山氣候區，屬亞熱帶與大陸性氣候的過渡帶，雨量充沛，降雨集中在7、8、9 三個月，近幾年水文記錄表明，日降雨量超過50mm的天氣多見。

4.2 立項背景

如圖1 所示，A 選礦廠新線碎礦流程中，預先篩分是兩臺篩孔為20mm 的固定棒條篩，安裝傾角480，一開一備。在暴雨、多雨期間，礦泥粘滯性大，篩孔大面積堵塞，完全失去篩分作用。

4.3 改進措施

（1）連續供礦，縮短運礦列車裝礦時間。

（2）準備雨季專用條篩，篩孔擴大為30mm。

（3）每年夏季來臨之前，在采礦場堆積可供選礦廠處理2-3 天的塊礦。

（4）制作疏通篩孔簡易工具，在特別嚴重的情況下，人工處理篩孔堵塞問題。

4.4 效果評價

應對措施對于雨水集中，尤其是暴雨天氣效果明顯。通常上述四種措施聯合使用能夠基本實現短時間連續生產，但是遇到特大暴雨或者中雨持續兩天以上時，效果銳減。

5 結語

（1）選礦工藝線中配置有單臺生產設備時，需要綜合各種因素，建造相關裝備，保證該設備在大修期間整個工藝線仍然能夠正常運行，以降低停產損失。

（2）認真研究選別工藝，對局部工藝流程進行改造，不同的流程適應不同的礦石性質和產品要求，以降低工藝線調整損失。

（3）雨季生產中，可采取聯合措施，一定程度上能減輕天氣造成的損失。

（4）該大型鉬礦山通過改進局部選礦工藝，實現了柔性化生產，為國內同行提供了實踐經驗。