| 大吉山钨矿选矿工艺改进的生产实践 |
随着市场经济的发展,给选矿带来了生机的同时也带来了更多的挑战,促使选矿厂在工艺上、设备上和管理上都发生了显著变化,本文结合近几年来大吉山钨业有限公司选矿生产实践,阐述了钨选矿新技术、新工艺、新设备、新材料的实际应用,以不断提高钨选矿技术水平。
1 原矿性质大吉山钨矿为高温热液充填的石英脉矿床,矿石中主要金属矿物为黑钨矿、白钨矿,其次为辉钼矿、辉铋矿、黄铁矿、磁黄铁矿及少量的孔雀石等;脉石矿物主要为石英、云母、方解石和少量电气石、石榴子石、绿柱石及金红石等;围岩为变质岩。黑钨矿为不均匀嵌布,在石英脉中,大粒结晶体达10 mm以上,细粒却只有0.04~0.01 mm;黑钨矿色褐黑,呈厚板状,矿石中白钨矿一般不多,色褐白,具油脂光泽,粒度一般比黑钨矿细。
矿石硬度10~12,围岩硬度8~10,矿石密度为2.7~2.8 t/m3,松散度为1.7~1.8 t/m3,原矿含泥6 %~7 %,含水2 %~5 %。矿石化学成份见表 1、表 2。
| 表 1 原矿多元素分析/% |
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| 表 2 原次生细泥多元素分析/% |
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2 选矿厂原工艺流程及分析 2.1 原工艺流程
粗选:三段一闭路破碎,破碎粒度为8 mm,三级反手选一级正手选,洗矿脱泥溢流归队浓缩。重选:合格矿分三个系统处理,贫富混选,三级跳汰,四级摇床一粗一扫,摇床中矿集中返回3#棒磨机,一段大闭路磨矿。精选:重选摇床、跳汰毛砂经台浮、浮选脱硫(磁选)产出合格钨精矿;台浮、浮选硫化矿分选出钼、铋副产品。原次生细泥采用摇床加绒毯溜槽回收。细泥作业回收率32 %~35 %。
2.2 原工艺流程分析(1) 大吉山钨业有限公司选矿厂生产能力大, 年原矿处理50万t。日处理原矿2200~2500 t,粗选分两班作业,造成粗选作业时间长、各手选皮带矿石层厚、手选尾矿波动大。
(2) 贫富混选,一般来说尾矿品位偏高, 而贫富分选尾矿品位较低。贫富分选较符合选矿“精工细作”方针。根据江西钨矿生产实践经验:重选班处理合格矿石250 t以上都采用贫富分选。大吉山钨矿选矿厂重选班处理合格矿石300 t以上, 因此,采用贫富混选不符合选矿设计原则。钨矿物容易过粉碎,二段一闭路磨矿比一段闭路磨矿过粉碎少,矿砂回收率比细泥回收率要高,减少过粉碎也是提高重选回收率的一种措施。
(3) 原次生细泥选矿工艺简单落后,钨细泥回收率较低,与同行业选矿水平相比有较大差距。
(4) 尾矿库自1976年技改以来,库容量一直不足,安全控管难度加大,输砂成本上升。
3 选矿厂工艺流程改进的生产实践 3.1 粗选工艺改进(1) 手选作业改为四级反手选。2003年对-4#手选和矿石进行分析测定,发现该皮带矿石层太厚,只能手选粗粒有用矿物,而覆盖在下层的中细粒的有用矿物难于手选干净,造成尾矿超标。2004年对粗选手选工艺作了改进,即-4#皮带+20 mm-40 mm矿石分为+20 mm-30 mm和+30 mm-40 mm两个粒级,增设了一条-6#手选皮带,进行反手选作业,将原流程由三级反手选一级正手选改为四级反手选。
(2) 提高中细碎效果。针对中碎、细碎破碎效果差、处理能力小造成粗选作业时间长能耗高的现象,将中碎由Φ1650短头型圆锥破碎机功率95 kW改为Φ1750短头型圆锥破碎机功率155 kW,细碎由Φ1650短头型圆锥破碎机功率95 kW改为Φ1750短头型圆锥破碎机功率155 kW破碎效果好、处理能力大,使一、二段破碎流程减少开车1 h,三段破碎流程减少开车2 h。
(3) 增加单筛筛分效率。又将LIRB型单筛筛面由原来用2根7 cm宽的松木压实筛面,改用螺丝紧固,增加了筛分面积,减少一台单筛开动,功率10 kW。
通过以上改进粗选手选尾矿品位由0.013 %降低到0.010 %,回收率由97.85 %提高到98.05 %,单位能耗由3.65 kW· h/t降为2.89 kW·h/t,年节约成本50 000×0.76×0.43=16.34万元。
3.2 重选工艺改进2000年,针对重选选矿设备作业率低,影响重选尾矿指标及贫富混选、一段磨矿比贫富分选、二段磨矿尾矿指标高,回收率低的特点,结合兄弟矿山的经验,相继对重选选矿设备、工艺流程进行了改进。
(1) JYⅡ-1型双层振动筛的钢丝筛改为聚胺酯筛网。钢丝筛使用寿命为7 d,而聚胺酯筛网使用寿命为2个月。
(2) 4PS型砂泵功率40 kW改为4/3C-AH型渣浆泵功率30 kW。4PS型砂泵叶轮底壳使用寿命4 d,渣浆泵叶轮底壳使用寿命7 d。
(3) 砂泵管路由焊接管改为陶瓷管。焊接管使用寿命为3个月,陶瓷管使用寿命为7 a。
(4) 工艺流程由原来的贫富混选、一段大闭路磨矿改为贫富分选、二段闭路磨矿。增加了一台Φ1500 mm单螺旋分级机功率7.5 kW、一台Φ1200 mm×2400 mm棒磨机功率55 kW、二台4/3C-AH型渣浆泵功率18.5 kW、12台6S摇床功率1.1 kW、一台无机械水力分级机。
通过以上改进,重选粗砂系统尾矿品位WO3由0.070 %降低到0.038 %,回收率由90.76 %提高到95.9 %。
3.3 原次生细泥工艺改进2004年大吉山钨业有限公司选厂原生细泥回收工艺:采用浓缩—(钉槽)摇床—绒毯溜槽回收。摇床精矿浇槽脱硫,产出45 %~50 %的钨细泥精矿;细泥作业回收率32 %~35 %。次生细泥选矿回收工艺:采用浓缩—摇床一粗一扫,产出摇床精矿18 %,产品未再经处理直销;细泥作业回收率25 %左右。该选矿工艺简单落后,钨细泥回收率较低,与同行业先进水平相比有较大差距。
(1) 应用重-浮-重工艺流程。2006年大吉山钨业有限公司与广州有色金属研究院选矿工程研究所、铁山垅钨矿联合设计。原次生细泥流程改为:原次生细泥浓缩后进入离心机一粗一精预富集,离心机尾矿再上摇床扫选丢尾,精选离心机尾矿返回离心机粗选作业;离心机精矿与摇床精矿浓缩后进入硫化矿浮选, 经一次粗选二次扫选二次精选,脱除硫化矿;硫化矿浮选尾矿进行黑白钨混合浮选,经一次粗选三次扫选二次精选,产出黑白钨混合精矿;黑白钨混合精矿浓缩至50 %~60 %浓度后进入白钨加温精选作业,经一次粗选三次扫选三次精选得白钨精矿,白钨加温浮选尾矿再用云锡微细摇床一粗一扫回收黑钨矿,得黑钨精矿。
(2) 选用新型选矿药剂。在原次生细泥浮选中采用新型高效螯合剂FB、TA-3,黑钨捕收剂FB、白钨捕收剂TA-3为广州有色金属研究院选矿工程研究所自行研制的,具有自主知识产权。使用此药剂矿浆泡沫较脆,精矿产率小,品位高,回收率高,选择性明显。经过几年的生产实践证明,使用此新型浮选药剂后钨精矿品位、回收率都有较大的提高。但黑钨捕收剂FB用量大、易沉淀造成堵塞,影响浮选指标,并呈酸性易腐蚀设备的缺点。
从2007年以来的原次生细泥工艺改进生产实践证明,效果显著,钨细泥作业回收率由32 %~35 %提高到71 %,细泥精矿品位由40 %提高到50 %以上,硫由大于7 %下降到1.3 %。
3.4 尾矿库技术改造(1) 尾矿库扩容改造。2003年由中国有色金属设计研究总院进行扩容设计,扩建后子坝最终标高从412 m升至421 m,扩容了230万m3,延长服务年限13 a。
(2) 新建排洪设施。2006年由江西冶金设计院设计,重新建了一个4#排洪井和排洪隧道,解决了库内3#-4#排水井之间的连接管在靠近3#排水井附近出现因沉降错位而使排水管泄漏,以及库内外排水有时浑浊的问题,确保尾矿库下游近3万人、184.8 hm2农田的安全。
(3) 应用陶瓷复合管和耐磨塑胶管。2008年,尾砂扬送管在2007年试用陶瓷复合管的基础上, 在1#输砂扬送管路辅设了600 m陶瓷复合管。过去,尾砂输送管是采用铸铁管,不耐磨,易碎,用作扬砂时有时管压突增易产生爆裂,更新工时多,维护频繁,野外作业劳动强度大,陶瓷复合管与铸铁管相比具有耐磨时间长,内瓷外钢不易爆裂,维护费用较少,便于安全使用,运行成本比铸铁管划算,耐磨比铸铁管提高3~5倍,试用效果显著,并于2009年初在放砂管下坡段试用了两根耐磨塑胶管。
4 结论大吉山钨业有限公司自2001年来,经过多次的技术改进,钨选矿工艺取得了较大的技术进步,各项经济技术指标得到了不断提高。
(1) 粗选工艺的改进,降低了手选尾矿品位,提高了回收率,节约了生产成本。
(2) 重选工艺的改进,降低了重选粗砂系统的尾矿品位,提高了回收率,大大提高了设备的作业率,减少了员工的劳动强度。
(3) 钨细泥工艺的改进和生产实践,使钨细泥作业回收率有了较大的提高。
(4) 尾矿库的技术改造,提高了尾矿库的安全程度,延长了尾矿库的服务年限。
2009, Vol. 23
