丰山铜矿碎矿洗矿工艺流程的改造与实践

程治华，徐世权

（大冶有色金属有限责任公司丰山铜矿， 湖北阳新县 435232）

丰山铜矿碎矿洗矿工艺流程的改造与实践

程治华，徐世权

（大冶有色金属有限责任公司丰山铜矿， 湖北阳新县 435232）

系统研究了丰山铜矿井下供矿和碎矿洗矿的工艺流程，针对性地降低了井下原矿水分，改造了碎矿工艺流程，实现了井下矿石不洗矿干开，大幅度降低了工人劳动强度，创造了1000万元／a的经济效益。

丰山铜矿；洗矿工艺；原矿水分；矿泥；设备改造

丰山铜矿隶属于大冶有色金属集团控股公司的一座中型矿山，选厂设计处理量为3000t／d。投产至2010年期间，为了尽可能消除原矿矿泥对整个采选流程产生的不利影响，设计采用了一个洗矿流程。但是由于该系统流程长、设备设施故障多，矿泥中金属量流失严重，每年都造成了相当程度的经济损失。2010年以来，丰山铜矿通过对井下溜矿系统和碎矿系统的技术改造，实现了大幅度降低进入到碎矿流程的矿石水分含量的目标，在此基础上，取消选矿洗矿流程后，达到了井下溜矿和碎矿流程畅通的目的，实现了年增经济效益一千多万元的目标。

1 矿泥特点及其影响

矿泥一般指直径小于5～10μm的矿粒，是矿业固体废物的一种。水法选矿或洗矿作业中产生的尾矿废物常以浆状形式排出，其沉淀物形成为矿泥。按其成因可将矿泥分为2种：原生矿泥和次生矿泥。在矿床内部由于地质作用产生的矿泥称为原生矿泥。矿石在采矿、运输、碎矿、磨矿过程中，由于爆破、运输、破碎等过程相互摩擦与碰撞产生的矿泥称之为次生矿泥。次生矿泥的多少与所采用的采矿方法、运输环节和选矿破碎方法有关。

矿泥遇水呈糊状，产生严重堵塞现象，给碎矿、筛分和矿石运输带来困难，其严重干扰选别过程及效果，尤其对浮选作业的影响较大，并造成精矿浓缩、过滤和尾矿浓缩困难，影响脱水效果。

丰山铜矿井下采出矿石泥矿含量大，占原矿总量的10%左右，主要为次生矿泥，矿泥中铜品位与块矿相当；粒级分布范围较广，对浮选技术经济指标影响大；其粘性较强，极易堵漏斗、粘矿仓，致使流程不畅。为使碎矿流程顺畅，丰山铜矿在选矿碎矿前设计了一段洗矿流程，从而消除或减弱矿泥对选矿作业的不利影响。

2 改造前洗矿工艺流程

原洗矿工艺流程如图1所示，流程中存在的问题如下。

图1 改造前洗矿工艺流程

（1）选矿车间年处理井下矿量约66～70万t，其中有泥矿超过7万t。经过洗矿、分级，所脱去泥矿中的微细粒级矿泥约占泥矿总量的45%，为3.3万t，即有200t左右的铜金属量被直接作为尾矿排入尾矿库，经济损失巨大。

（2）几十年来，虽进行过部分流程改造，在立式砂仓安装了自动化控制仪表，但因维修与管理问题，仪表与设备故障频繁，难以维修，只能进行人工操作，导致难以准确控制立式砂仓放矿量。放砂量偏大，会影响4＃球磨机的磨矿浓度；放砂量偏小，则砂仓内矿砂浓度偏高，容易堵塞放量管道。立式砂仓配置有2台砂泵（1台备用），生产过程中经常出现故障，维修频繁，导致生产不能正常进行。

（3）洗矿过程中，双层筛筛网磨损较快，更换工作强度大。其采用的是Φ5mm钢丝材质，一般情况下，新换上的筛网只能正常使用1周时间左右，之后每隔1～2d就需修补筛网，既耽误生产时间，又浪费成本。

（4）Φ18m浓密机放砂量同样难以控制。放砂量偏大，影响Ⅰ系列浮选浓度，进而影响浮选指标；放砂量偏小，则导致浓密机“压死”。一般情况下，平均每周就会“压死”1次，处理过程中既影响生产，又会流失更多的矿泥。

3 工艺、设备技术改造措施及项目

经过反复讨论认为，要从根本上加强矿泥回收工作，就必须取消洗矿流程，让矿泥100%进入选别作业，从而最有效地避免矿泥在洗矿过程中的流失。而取消洗矿作业的前提是大幅度降低井下供矿水分。实践证明，当原矿含水量低于5%时，碎矿流程畅通。

3.1 井下降低原矿水分的改造措施

丰山铜矿井下供矿受掘进、铲装、运输、粗碎、溜矿、提升等作业影响，原矿水分达到了10%左右，无法满足碎矿不洗矿的作业要求。井下降低原矿水分的改造措施及设备技术改造如下。

（1）首先对井下各中段下盘沿脉和各中段穿脉进路进行清理、打排水沟和卸水井，避免因积水导致掘进、铲装和运输作业途中原矿水分增加。

（2）对井下－351m中段粗碎防尘系统进行升级改造，大幅度地降低了粗碎过程中产生的粉尘，杜绝了破碎系统喷水防尘的陋习；对粗碎冷却水进行完善，做到了冷却水循环利用，避免了冷却水进入矿仓。

－351m中段破碎系统自安装以来，板式给矿机存在严重跑偏现象，使用寿命不超过3a，本次流程改造使用了激光测距仪，采用双矩形端面比较法，找出问题的根源在于传动系统与支撑系统构成的矩形中心线不重合。在确保不改变现有基础的情况下，工作组设计出双轴单绕点调整法，彻底解决了跑偏现象，避免了板式给矿机给矿过程中添加水协助卸矿的操作。

（3）卸矿漏斗在卸矿过程中磨损非常快，为减少溜斗的磨损，均在各溜斗上铺设了一层轨道钢，但轨道钢增加了矿石下卸阻力，导致矿石难以凭借自身重力作用顺利下滑，需要风吹水洗。本次改造对采掘主井溜板和－392m计量装置底板采用了光滑的低磁性材料——65Mn，解决了2处粘矿问题，同时减小了卸矿阻力，避免了用水冲洗。

计量装置泄漏问题的解决也取得了技术上的重大突破。传统的井底卸矿装置全部采用收敛式结构设计（固定部接口截面积大于活动部卸矿口截面积），利用粉矿回收装置回收泄漏的粉矿。本次改造根据流体力学局部压力损失原理，在扇形闸门两侧增设2个弧形补偿装置，再在下部溜嘴与扇形闸门对接处增设导流板，使固定部与活动部对接口截面积相等，从而最大限度地减少了矿石下行途中能量的损失，基本实现粉矿无泄漏的目标，避免了计量斗加水协助卸矿。

3.2 碎矿设备技术改造

（1）碎矿通风除尘系统改造。考虑到降低供矿水分后，碎矿流程的灰尘量会显著增加，为了预防、控制和消除职业病危害，进一步整治现场操作环境，丰山铜矿对303＃、305＃、307＃振动筛防尘系统和209＃、210＃、229＃圆锥破碎机防尘系统进行改造，现场通风防尘的效果大大改善，为后续取消洗矿流程打下基础。

（2）为减少圆磨和各下矿漏斗堵塞问题，有针对性地对碎矿破碎系统局部设备设施进行了改造。原1＃皮带与209＃圆锥破碎机的下矿漏斗断面偏小，下矿时经常堵塞。本次改造后，该下矿漏斗通过能力加大，保证了下矿通畅，降低了堵塞频次。细碎Φ1750mm短头圆锥破碎机为弹簧型，一旦发生堵塞，处理起来非常麻烦。通过对其盛料箱进行改造，改变了下矿点，堵塞频次显著下降，大大提高了生产效率。对碎矿3台圆磨的下矿漏斗进行改造，采用65Mn钢板代替轨道钢作为漏斗衬板，基本解决了漏斗堵矿问题。

3.3 取消洗矿流程

经过井下供矿系统和碎矿系统改造后，大幅度降低了井下矿石水分，原矿水分含量降到了4.7%以内，同时基本解决了碎矿下矿过程中堵矿问题。2010年6月，丰山铜矿拆除了选矿车间原洗矿流程中所有设备，对泥矿18m浓密机及立式砂仓则进行了改造利用，在井下水回收系统中用于蓄水供水，减少了矿区中心河沟的井下水排放量。

3.4 浮选过程研究

（3）沿断裂带的钾化、硅化、黄铁矿化、黄铁绢英岩化等蚀变是矿体存在的标志。

（4）黄铁矿化富集是含矿的直接标志，但应考虑构造的规模和其与金矿化的关系，规模较小的构造不利于成矿。一般情况下，黄铁矿化与金矿化密切相关。

4.2 找矿方向

魏家沟金矿区、灵山沟金矿区、原家金矿区皆位于北灵断裂带中，灵山沟金矿区、原家金矿区深部找矿已有突破，－400m以下已发现金矿体。北灵断裂规模大，切割深，具有广阔的勘查前景。在今后找矿工作中，应对灵北断裂带，3号蚀变带和7号蚀变带深部－300～－500m进行探矿，扩大矿区资源储量规模。

［1］葛平江，王来军，杨延东.灵北断裂次级带成矿规律及找矿标志［J］.中国矿山工程，2007（2）：20－22.

［2］孙丰月，于晓飞，冯占山，等.山东招远灵山沟金矿床金矿化空问定位机制［J］.吉林大学学报（地球科学版），2000（11）：920－925.

［3］梅贞华，孙 靖，李树立.山东省招远市魏家沟矿区金矿资源储量核实报告［R］.济南：山东正元地质资源勘查有限责任公司，2010.

［4］温汉捷，肖化云，俞广钧.构造地球化学探矿方法的应用—以山东招远魏家沟金矿床为例［J］.地质与勘探，1999（3）：32－35.

2011－12－06）

李文彬（1982－），男，山东平阴人，助理工程师，从事矿山地质技术管理工作，Email：app20111＠163.com。