昭通铅锌选矿厂的优化设计

刘志伟（中国恩菲工程技术有限公司，北京 100038）

昭通铅锌选矿厂的优化设计

刘志伟（中国恩菲工程技术有限公司，北京 100038）

系统介绍了昭通铅锌矿的矿石性质、设计流程、主要设备的选择和厂房配置特点。昭通铅锌选矿厂的顺利投产表明，工艺流程的合理选择和优化设计是项目成功的关键。

铅锌矿石；选矿厂；优化设计；设备选择；配置

1 前言

昭通铅锌矿是一个富含铅、锌、硫，并伴生有金、银、镉、锗等稀贵金属的多金属矿床。在20世纪50年代就建设了第一座铅锌选矿厂，处理能力150t/d，后经多次改造，处理能力达到300t/d。随着企业的不断发展，矿山出矿能力不断扩大，矿山新建一座2 000t/d的铅锌选矿厂。新建选矿厂磨矿浮选分两个系列，每个系列各1 000t/d，一个系列处理自有矿山出矿，另一个系列处理民采矿点出矿。选矿厂在设计过程中充分吸收了老选矿厂生产经验及技术革新成果，并将近几年铅锌选矿新技术融入到设计之中。整个工程自2006年底开始建设，2009年8月初投料试生产，2009年10月投产一个多月后就达到生产稳定，各项考核指标合格，金属回收率达到甚至超过了试验所获得的最好指标。昭通铅锌选矿厂的顺利投产说明了优化设计是工程项目成功的关键。

2 矿石性质

2.1 矿物组成

矿石中矿物组成复杂，金属氧化率低，主要金属矿物有：方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、灰硫锑铅矿、灰硫砷铅矿和少量黄铜矿；主要非金属矿物有：方解石、白云石、含铁白云石、石英、绢云母，少量萤石、磷灰石、粘土矿物等。矿石中主要矿物含量见表1。矿石多元素分析结果见表2。

2.2 矿石结构构造

方铅矿：在矿石中沿闪锌矿裂隙充填交代，呈脉状、不规则状产出，其形状和大小随闪锌矿裂隙而变化，部分粗粒方铅矿中包含有闪锌矿，或包含黄铁矿晶体。

表1 原矿主要矿物含量 %

表2 矿石多元素分析结果 %

闪锌矿：主要呈块状、不规则粒状产出。闪锌矿在应力作用下，产生大量的张性裂隙，沿闪锌矿裂隙有方铅矿和方解石充填交代。闪锌矿中常包含有早期结晶的自形～半自形粒状黄铁矿。

黄铁矿：主要呈晶粒状集合体分布，在黄铁矿晶粒间和碎裂隙中，常有方铅矿、闪锌矿等充填交代。在粗粒方铅矿或闪锌矿中，常包含有黄铁矿残晶。

矿石中的镉和锗基本上都富集在闪锌矿中，闪锌矿含镉量达到0.15%、含锗量0.012%，都已达到工业要求，可综合回收。其它矿物基本不含镉和锗。

3 工艺流程的确定

3.1 碎磨工艺流程的选择

昭通铅锌矿为井下采矿，粉矿碎矿多，老选厂生产实践证明原矿中缺少大块磨矿介质，并且电价较高，所以排除自磨流程和半自磨流程。综合比较后认为，中碎前带有预先筛分的碎磨节能工艺流程最大可能地利用了破碎机的破碎产能，最大限度地降低了破碎粒度，降低了球磨机的能耗。所以，碎磨工艺流程确定采用中碎前带预先筛分的碎磨节能工艺流程。投产后的生产实践证明，破碎能力和破碎产品粒度都能很好的满足设计要求。

3.2 选别工艺流程的确定

昭通铅锌矿原有选矿厂经过多年的生产实践，生产工艺流程几经改造，不断完善，确定了铅硫混合浮选—铅硫分选—铅硫混合浮选尾矿选锌的工艺流程作为300t/d选矿厂的实际生产流程。并取得了较好的生产技术指标。为了获得更为充分的设计依据，昭通铅锌矿先后委托研究院对昭通铅锌矿进行了选矿小型试验研究工作。

研究院所做试验采用优先浮选流程，依次产出铅精矿、锌精矿，然后浮锌尾矿脱水，硫酸铜调浆浮硫产出硫精矿。另一院所进行的试验采用铅硫混合浮选—再磨脱锌—铅硫分选—混合浮选尾矿选锌的浮选工艺流程，流程结构和现有300t/d选矿厂生产浮选流程相一致。综合比较后认为，后一试验金属回收率稍好，并且选硫作业无需浓缩脱水，选别流程相对简单。并且选矿厂工人有多年的生产实践经验，易操作好管理。因此以此选矿试验作为昭通2 000t/d选矿厂的设计依据。选矿厂设计指标：原矿含铅4.22%，锌13.04%，硫31.28%；铅精矿含铅58.04%，锌3.90%；锌精矿含锌55.01%，铅0.49%。硫精矿含硫45%，铅精矿铅回收率85%，锌精矿锌回收率91%，硫精矿硫回收率68%。投产后生产指标为：原矿含铅3.72%，锌10.17%，硫11.18%；铅精矿含铅62.45%,锌3.35%；锌精矿含锌52.37%,铅0.47%。铅精矿铅回收率88.40%，锌精矿锌回收率91.19%。

生产原则流程见图1。

图1 昭通选矿厂原则流程图

3.3 精矿脱水工艺的选择

昭通铅锌矿选矿厂精矿过滤几十年来一直采用圆盘式真空过滤机，设备笨重，更换滤布困难，滤饼水分高，而且工作环境差，劳动强度大。设计考虑到凡口铅锌矿于1995年从芬兰引进第一台陶瓷过滤机，安装于锌精矿过滤系统，不仅单位面积处理能力有大幅度的提高，同时滤饼水分达到9%～10%，比当时用的盘式真空过滤机降低了3%～4%。而后，该矿又引进了3台陶瓷过滤机，分别用于铅精矿和硫精矿过滤系统，同样得到比当时用的盘式真空过滤机低3%～4%水分的精矿滤饼。近年来一些大型矿山对陶瓷过滤机都有了一些成功的应用，同时进行了陶瓷过滤机和压滤机的方案比较后，决定采用陶瓷过滤机，即浓缩+过滤两段脱水工艺。

4 主要设备的选择

4.1 设备选择原则

设备选择的正确与否是选矿厂能否顺利投产的关键，因此设备选择的原则是首选国内生产的技术先进且已生产证明稳定可靠的设备。中国尚不能制造或设备质量不过关的关键设备则从国外引进或合作制造，以确保整个工程的质量和投产后正常持续高效生产。按照这个原则整个选矿厂的设备选择进行了多方案比较，确保了所选设备的先进性。

4.2 碎磨设备的选择

为了贯彻“多碎少磨”的设计原则，经过多方案比较，中碎采用了C80颚式破碎机，细碎采用了GP11F圆锥破碎机，筛分采用了2YAH2148圆振动筛，一段磨矿采用了Φ3.2m×4.0m格子型球磨机，一段磨矿分级采用了Φ2.4m沉没式双螺旋分级机。根据生产经验，防止过磨，再磨采用了Φ2.7m×3.6m格子型球磨机，再磨分级采用了6-Φ200旋流器组。其中中碎和细碎为引进设备，这有效地保证了破碎细度，达到了“多碎少磨”节能的要求。其它设备为国产设备，在保证设备高技术性能的前提下，有效降低了设备投资。实践证明碎磨设备的选择完全能满足所设计的破碎粒度和磨矿细度。

4.3 选别及脱水设备的选择

选别及过滤设备经方案比较后分别选用了BF-16、BF-8浮选机，TT-60、TT-45、TT-30陶瓷过滤机。BF自吸式浮选机比充气式浮选机综合能耗降低5%以上，设备台数更少。陶瓷过滤机比板框压滤机投资少，能耗更低。这些大型高效设备的选用，使选矿厂管理更加方便，生产成本更低，显著提高了企业的经济效益，并为选矿厂顺利投产提供了保证。

5 配置

5.1 总体方案的优化

选矿厂位于彝良县洛泽河东侧的山坡上，总体采用台阶式布置方式，整个厂区分为5个台阶，高差控制在10m以内，尾矿库在选矿厂下游方向布置，厂房内部和厂房间主矿浆以及尾矿输送全部实现了自流。考虑地形特点，尽可能减少占地，减少粉尘污染，设计采用粉矿仓而不是粉矿堆。

5.2 厂房配置特点

碎磨流程采用中碎前带有预先筛分的工艺流程。中碎颚式破碎机给料设备采用棒条式振动给料机，此设备兼有筛分和给料的功能，从而省去一台预先筛分振动筛和一台带式输送机，筛分厂房配置更加紧凑，占地更少。实际生产表明，棒条式振动给料机能预先筛分掉原矿中绝大部分粉料，有效减小中碎颚式破碎机负荷，使中碎排矿粒度更小。

粉矿仓的配置采用两个直径10m的圆形矿仓，矿仓顶部水平布置一条可逆皮带，这样通过生产调度可实现同一套破碎筛分设备分别处理企业自有矿山出矿和民采矿点出矿。设备利用率实现最大化。

6 改进措施及建议

昭通铅锌矿选矿厂一次磨矿分级设备几十年来一直采用螺旋分级机，在2 000t/d选矿厂的设计过程中，考虑选矿厂工人的操作经验，采用螺旋分级机。螺旋分级机构造简单，工作可靠，操作方便，但分机效率低，增大磨矿系统功耗，并且占地面积大。建议采用旋流器作为磨矿分级设备，分级效率更高，能耗更低。

选矿厂浓密脱水部分的配置是浓密机底流管将精矿给入到高浓度搅拌槽，再用渣浆泵扬送至陶瓷过滤机。配置简单明了，易操作好管理，但每种精矿产品配置上需增加一台高浓度搅拌槽，设备投资增加，能耗增加，泵房建筑面积增加。可采用将浓密机底流管直接接渣浆泵，配置更优化。并且根据精矿沉降试验可知，这样的配置不会有精矿浓度过高、管道堵塞情况的发生。

7 结语

昭通铅锌选矿厂的设计通过方案优化，确定了更为合理的工艺流程和更为合理的设备选型，配置上的精心布局，有效保证了一次投产成功，为业主创造了更好的经济效益，赢得了业主的好评。

Optimum design of Zhaotong lead-zinc concentrator

This paper systematically introduces the property of Zhaotong lead-zinc ore,selected technology and main equipment selection,as well as characteristics of the workshop disposition.Successful commissioning of the concentrator shows that reasonable technology selection and optimum design are the key of a successful project.

lead-zinc ore;concentrator;optimum design;equipment selection;disposition

1672-609X（2010）06-0015-03

TD928.1

B

2010-06-25

刘志伟（1979-），男，河北正定县人，工程师，从事选矿工程设计工作。