常规3段1闭路+球磨与半自磨+球磨碎磨流程的方案对比

陆长龙　刘　伟　洪保磊　李红新

(长春黄金设计院)



常规3段1闭路+球磨与半自磨+球磨碎磨流程的方案对比

陆长龙刘伟洪保磊李红新

(长春黄金设计院)

摘要吉尔吉斯斯坦库鲁—捷盖列克铜金矿选矿厂为了改善工作环境、降低生产成本及提高经济效益，在设计阶段进行了常规3段1闭路+球磨与半自磨+球磨两种碎磨流程方案的比较。对比结果表明：采用半自磨+球磨的碎磨流程比采用常规3段1闭路+球磨的碎磨流程可节省大量基建投资和年运营成本，且经济效益显著。

关键词3段1闭路破碎半自磨选矿工艺碎磨流程方案比较

选矿厂处理的原矿石大都为有用矿物和脉石矿物的连生体，二者联系紧密，常以细粒乃至微细粒嵌布，只有将原矿碎磨到一定粒度，才可使有用矿物和脉石矿物分离，从而通过选矿作业使有用矿物得到富集。矿石的碎磨可分为碎矿和磨矿两个阶段。在选矿厂建设及生产过程中，矿石的碎磨过程是构成选矿厂投资建设成本及生产运营成本的重要组成部分，其设备投资占选矿厂全部设备投资的50%以上，能耗占选矿厂总能耗的60%～70%[1]。针对库鲁—捷盖列克铜金矿矿石性质，通过对原矿碎磨流程方案的比较，确定了最佳碎磨流程，以达到降低选矿厂生产运营成本、提高经济效益的目的。

1原矿性质

库鲁—捷盖列克铜金矿矿床位于吉尔吉斯共和国西北部的贾拉拉巴德州恰特卡尔区，矿石中主要金属矿物组成为黄铁矿、黄铜矿、毒砂、闪锌矿、磁黄铁矿、辉钼矿、辉铜矿、铜兰、孔雀石、磁铁矿、褐铁矿等。非金属矿物主要以石英为主，少为长石、云母、绿泥石、方解石等碳酸盐矿物组成。铜、金为主要目的矿物，矿石工艺类型为少硫化物含金、铜矿石。

原矿采用机车运输，给矿粒度为-600 mm，密度为3.218 t/m3，硬度为8～10，属坚硬矿石。选矿厂设计处理能力为6 000 t/d，服务年限为14.8 a。

矿石中铜矿物主要嵌布在脉石粒间及裂隙中，少量与黄铁矿、磁黄铁矿、磁铁矿、闪锌矿等连生或包裹于磁黄铁矿、闪锌矿及脉石中。铜矿物组成主要是黄铜矿，少量辉铜矿、铜兰，偶见孔雀石。黄铜矿、辉铜矿、铜兰多以铜矿物集合体形式嵌布，次生铜与黄铜矿多呈交代方式与此共存，而孔雀石多以独立状态产出。原矿化学多元素分析结果见表1，原矿矿物组成分析结果见表2，主要金属矿物嵌布粒度分析结果见表3。

表1原矿化学多元素分析结果

%

注：Au、Ag含量单位为g/t。

表2原矿矿物组成分析结果

%

表3　主要金属矿物嵌布粒度分析结果

2碎磨方案的比较

2.1工艺流程比较

(1)3段1闭路+球磨流程。3段1闭路+球磨流程作为常规碎磨流程在矿山中应用广泛，具有技术成熟、生产稳定、电耗较低等特点。但此流程存在流程较长、生产设备较多、厂房占地面积大、产生粉尘的位置多、设备维护检修工作量大、生产人员多等问题。当处理含水含泥较多的矿石时，容易导致设备及漏斗、溜槽等堵塞，还需增加洗矿作业。

(2)半自磨+球磨流程。半自磨机是在自磨机的基础上发展而来，经过20世纪70年代的迅速发展，半自磨机技术逐渐趋于成熟。在国外，特别是多金属硫化矿选矿厂，半自磨工艺已经成为优先选择的方案，且设备年运转率可达92%～95%[1]。随着国内第一台半自磨机在铜陵有色冬瓜山选矿厂投入运营以来，包括昆钢大红山铁矿、内蒙古乌努格吐山铜钼矿、太钢袁家村铁矿等均采用了半自磨+球磨流程。与常规3段1闭路+球磨流程相比，采用半自磨+球磨流程具有作业流程短、配置简单、生产设备少、占地面积小、工作人员少、控制简单、对原矿适应性强等特点。但此流程较常规碎矿+球磨流程对原矿的粒度、硬度、组成等变化较为敏感，处理能力波动较大，生产调试周期较长，电耗较高，当顽石量较多时需设顽石破碎作业。

2.2技术经济指标比较

对采用3段1闭路+磨矿及采用半自磨+球磨的碎磨流程应根据特定的矿山及特定的矿石来评价，然后根据试验报告对两种流程做技术经济指标比较。

我国1980—1990年建设的鲁中及尖山两个大型选矿厂通过对投资及经营费用的对比，分别采用了半自磨(自磨)流程及常规碎磨流程[2]。根据库鲁—捷盖列克铜金矿矿石性质，在碎磨方案的选择中，考虑常规3段1闭路+球磨以及半自磨+球磨两种碎磨工艺流程。方案1为常规3段1闭路+球磨的碎磨工艺流程(见图1)，方案2为半自磨+球磨的碎磨工艺流程(见图2)。两种方案综合技术经济指标比较结果见表4。

由表4可知，针对库鲁—捷盖列克铜金矿项目无论是从基建投资还是从生产成本来看，方案2都要优于方案1，即采用半自磨+球磨流程。

3针对半自磨+球磨流程存在问题的改善方法

由于矿石因矿体、矿段、成因不同而差异很大，往往使半自磨的磨矿效率波动很大，特别是当矿石硬度发生变化时，严重影响磨机的生产稳定[3]。在选矿厂生产初期，由于矿石的氧化作用，使得上部的矿石硬度较高，产出顽石较多，宜在半自磨排矿后预留顽石破碎作业场地，根据实际生产情况增设。

图1　3段1闭路+球磨工艺流程

图2　半自磨+球磨工艺流程

针对采用半自磨+球磨的碎磨工艺流程电耗较高、调试周期较长、设备作业率较低(生产初期)等问题，可以通过有效的预防维护及衬板优化等方式解决[4]。

4结语

通过对库鲁—捷盖列克铜金矿项目碎磨流程的比选，设计采用半自磨+球磨的碎磨流程可节省大量基建投资。随着技术的不断发展进步，半自磨+球磨的碎磨工艺已逐渐成熟，其在基建投资、生产运营过程中的优势将更加明显，也将成为越来越多选矿厂在设计过程中的首选流程。

参考文献

[1]夏菊芳.半自磨工艺在我国矿山的应用现状[J].中国矿山工程，2004，33(5)：37-39.

[2]张光烈.自磨技术的发展及其有关问题的评述[J].中国矿业，2000，9(3)：52-55.

[3]杨琳琳.自磨机和半自磨机的发展和应用[J].国外金属矿选矿，2005(7)：13-15.

[4]纳爱特DA,杨淑霞.常规碎磨回路与半自磨碎磨回路的比较[J].有色冶金设计与研究，1998(12)：11-14.

表4　两种方案综合技术经济指标比较(可比指标)

(收稿日期2016-01-05)

陆长龙(1985—)，男，工程师，硕士，130012 吉林省长春市南湖大路4726号。