选矿工艺流程及设备的改进思考

选矿工艺流程及设备的改进思考

汪小平

广东省大宝山矿业有限公司 512100

摘要：随着我国选矿技术的大量推广，为选矿工艺中解决了许多技术难点，但目前我国的矿产资源仍然存在品种杂乱、数量贫、分布不均等问题，因此，在设计选矿工程流程时，应根据选矿实际情况进行改进。本文通过对选矿工艺流程及设备状况进行分析，为其提供相应的措施以供参考。
关键词：工艺流程；选矿；设备

前言
“近年来，全球经济仍处于深度结构调整，矿业市场由繁荣进入低迷，因此，开拓非传统、先进的采矿新技术，是振兴矿产业的必经之路。“---由国内知名工程院院士专家提出。这就使得我国要不断优化选矿工艺，借助现代化先进技术，才能确保矿产资源的有效利用。随着国内外选矿技术的不断创新，国内复杂且难选的选矿工艺也不断地在改进中。

1.分析选矿的性质特点
国内铁矿资源整体呈现出嵌布粒度细和组成复杂的特征，其具体表现如下：

1. 微细粒嵌布铁矿石在国内铁矿资源中比重大，其矿石中铁矿物结晶粒度均小于零点零七十四毫米，甚至出现只有零点零一毫米的，比如宁乡式鲕状赤铁矿等。

2. 国内接近百分之九十七的铁矿资源被视为贫矿，平均品位比世界铁矿石平均品位低出二十个百分点，其平均品位只有百分之三十左右。

3. 其存在诸多共伴生组分、组成复杂。国内铁矿资源总储量中有三分之一为共伴生组分铁矿，主要以稀土、锡、钒等共伴生元素，如攀西钒钛磁铁矿等，详情如图1。

图一（攀西钒钛磁铁矿）

2. 选矿工艺流程的现状及问题
   每个矿山都有着各自的区别和自身属性，只有真正掌握、深入了解才能落实好选矿实施的工作，其既要熟悉选矿工艺的基本流程，又要相关技术人员依据管理要素进行完善。中国地形复杂多样，针对矿产地质高的地域，由于采矿过程矿体比较稀薄，如果出现废石情况，就会导致严重的矿石贫化产生，因此，技术人员必须采取破碎操作而避免磨矿的对策，选用适宜的加工控制流程，从而提高整体冶炼处理工作的水平^[1]。若是出现嵌布粒度较细的情况，技术人员要注重矿产资源整合体系，利用破碎处理方式做好单体解离工作，再通过磁重联选方式做好高品质精选矿控制工作，有效地完善工艺应用效果。此外，对于矿产原理的利用和处理要遵循相关步骤和标准进行，选矿工艺流程作为矿物质量品位识别和质量判断的重要工作，也是对整个工艺操作工作流程有着严格的控制。

3.选矿的主要工艺流程
3.1破碎细磨
在完成开采工作后，开始进入对矿石破碎和磨矿的阶段，主要工作原理是将矿物进行加工，将其成为符合选矿作业以及后续加工阶段的形式，一般分为三个阶段：粗破、中破和细破。矿石破碎中的粗破技术选用旋回式破碎机，规格为一点二米和一点五米，粗破矿石块度粒径不能大于一米。中破碎石技术选用圆锥式破碎机，规格为二点一米、二点二米，细破碎石技术选用的是短头型圆锥式破碎机，规格与圆锥式破碎机一致。中破、细破碎石技术处理后的矿石块度粒径不能大于十二毫米，完成矿石碎破处理的矿石最终送达磨矿槽内。而破碎机作为选矿工艺生产过程的重要设备，其具备耗能低、破碎率高、粒径均匀等特点。经过国内外多年厂家对设备的改进和发展，破碎系统和设备取得了良好效果。通过引进科学、节能、高效的产品，现今破碎设备已经自带检测仪表和自动控制功能，以达到设备保护和稳定运行的目的，取代了原有功能落后的破碎机，为破碎作业减轻了不少压力^[2]。同时，磨矿作业是破碎作业的继续，属于选别前的准备作业。磨矿作业的主要目的是获得较好粒度组成的磨矿产物，为下一工序磁选过程提供原料，对选矿工艺指标、生产成本和能耗发挥着重要作用，其工作质量直接涉及到选矿生产和磨矿产品的品质。磨矿系统有四个技术指标分别是：磨矿台容、磨矿浓度、溢流浓度和磨矿粒度。除了原矿性质外，这些技术指标还与返砂水、 磨矿充填率、排放水等因素有关，研磨操作是一个繁琐复杂的过程，具有很强的内聚性。实践表明，只有做好矿物泼水和磨矿技术的作业，在一定程度上提高整体矿物的工作效率，合理降低成本，由此可见，破碎细磨工艺是选矿的重要流程。

3.2反浮选工艺
反浮选是与浮选相反的工艺，是从矿物中选出无用的物质成，具体工作流程如图2。其工作模式主要针对细粒嵌布矿石进行高品质的打磨处理，阴离子反浮选工艺或阳离子反浮选工艺都是作为将高品质精矿处理的关键技术，但需要注意反浮选工艺针对细粒嵌布进行控制和处理过程中，因受到设备和技术体系影响导致回收率有限，若想解决以上情况就得应用整合分选过程的效果。此外，在给予反浮选工艺体系处理项目管理的过程中，应对选矿水平和选矿工艺项目提供全面维护的支持。整合矿产体系管理的应用效果，也能更加突出工艺模式和管理效率，从而推进工艺的进步和全面升级。

图二（反浮选工艺流程）

3.3工艺融合
在选矿工艺方式中，工艺流程的融合也是提高选矿项目综合水平的方式之一，技术人员应结合用户需求和矿产材料差异化性质构建合理的选矿控制模式，科学的融合管理模式能提高组合分析的实效性，以保障高质量选矿的控制。但不是所有工艺能适宜融合处理方式，比如一些排列组合会影响整体选矿的控制，因此，需借助多元化管理模式同其他工艺进行融合处理，有效联合方法才能保证其应用的效果。

3.4具体的运用实践——以铁矿选矿为例
反浮工艺在我国铁矿选矿中取得了显著成效。以处理铁矿石为例，通常有两种方法，一种捕收剂采用阴离子反浮选法，另一种是捕收剂采用阳离子反浮选法。阴离子捕收剂反浮选法具体操作是：首先将氢氧化钠与碳酸钠将矿浆的PHpH值调到十一以上，其次用糊精、淀粉抑制赤铁矿，用氯化钙活化石英，再将脂肪酸类捕收剂捕收被钙离子活化了的石英。槽内产品便是赤铁矿精矿；阳离子捕收剂反浮选法是先将碳酸钠调整矿浆pH值约八到九，再用单宁、淀粉、糊精等抑制铁矿物，最后将胺类捕收剂浮选石英脉石，其中以醚胺最好，脂肪胺次之。传统铁矿采矿工艺中采取的捕收剂使铁矿石中诱发泡沫常有发生，大大降低了铁矿采矿效率，而反浮选技术具备脱硅特性，可将铁矿选矿品从原来的百分之六十四提升至百分之六十八左右，由此表明了反浮选工艺在铁矿选矿的重要性。

4.选矿设备的改进方法
碎磨工艺作为选矿的关键技术工艺，一般分为两大类：一类是传统的碎磨工艺流程，另一类是（半）自磨工艺。（半）自磨工艺取代了常规中细碎、筛分及矿石转运环节，减少流程时间，环境改善，劳动生产率提高，降低综合运行成本。因此，在国内外大型矿山的建设中，几乎把半自磨作为碎磨工艺。对半自磨+球磨流程的设备改进方法，其设备主要选用：半自磨机9X5 2台，球磨机5．5x10．50 3台，辅助设备：旋流器、直线筛、胶带输送机及渣浆泵，设备总功率：34660kW。经设备改进后，对工艺流程进行了具体描述：原矿经矿山粗碎后，较大块度≤150mm，经胶带运输机给人半自磨机；半自磨排矿给入直线振动筛，筛上-5mm部分返回半自磨机；筛下-5mm部分进人泵池，经泵送至球磨机排矿泵池；球磨排矿与半自磨排矿合并送旋流器分级；旋流器沉砂给人球磨机，旋流器溢流再进人高频细筛，筛上(+0.3mm)部分返回再磨，筛下即为合格产物，P80=0．155mm产品进人合格矿浆槽。

通过上述（半）自磨工艺可以看出，采用(半)自磨流程见效快，生产流程短，生产工艺对含泥量大的矿石适应性强，这些优点值得一些同类矿山在工艺流程合理的情况下建厂时优先考虑自磨、半自磨工艺。另外，自磨、半自磨流程建设周期短，生产操作人员相对较少，这种优势对于那些偏僻的地区特别值得考虑。随着科学技术的不断发展，及对矿石产品提出越来越高的要求，(半)自磨工艺技术将会有更大的发展空间。

结束语
总之，选矿技术以及工艺为我国矿产发展提供了技术支持，相关人员在选矿应提高自身的技术和工艺重视度，在不断地实验及实践中完善选矿的工艺水平，进而满足选矿的基本需求，加强勘察选矿资源的分布，从整体上提高选矿的工作效率，确保我国矿产资源能被有效利用。

参考文献
[1]赵旭会.选矿工艺设备问题与改进探讨[J]. 世界有色金属, 2020(05):68+70.

[2]李仕亮. 碎磨新设备在选矿厂设计中应用的进展[J]. 矿冶, 2020(001):82-85..

[3]刘加信. 选矿机械设备的使用及维护方法[J]. 冶金管理, 2020(01):50-51.