应用新技术设计选矿厂碎磨工艺流程

胡子林

摘 要：各種矿物的矿山企业都需要选矿厂，碎磨设备是选矿厂的主体设备，同时也是投资最大耗能最高的设备，所以各个矿山企业对碎磨设备的工艺流程都特别重视。最优的工艺流程，最合适的碎磨设备型号，始终是它们孜孜以求的目标。利用目前世界最先进的模拟选型技术，为选矿厂优化工艺及碎磨设备型号，帮助矿山企业获得更高的利润，成为所有设计者的重要责任。

关键词：矿物实验；工艺流程；模拟分析

中图分类号：TD45 文献标志码：A

0 引言

随着矿产资源的开发利用，原矿品位日趋降低，不仅大量的矿石需要经过碎磨选矿加工才能被利用，而且在被选矿石中难选矿石愈来愈多；同时，冶炼对精矿质量的要求越来越严，要求综合回收的元素越来越多。因此，选矿工程在资源开发利用中显示着愈来愈重要的作用，碎磨工艺流程又是整个选矿工程的重要环节。我国矿产资源虽然丰富，但贫矿多、富矿少，嵌布粒度细，伴生元素多，类型复杂，使资源的开发利用增加了不少难度。因此，摆在选矿设计工作者面前的任务是非常艰巨的。

设计是工程建设的关键环节。在建设项目确定以前，它为项目决策提供科学依据；在建设项目确定以后，它为工程建设提供设计文件。同时，设计还是将科学技术转换为生产力的枢纽，工业生产中的先进经验、先进技术以及科学研究中的最新成果，都将通过设计推广应用到生产中去。因此，做好设计工作，对工程项目在建设过程中节约投资和建成投产后取得效益起着决定性的作用，对提高国家的科学技术水平也有着重要意义。根据矿石特性和选矿试验成果，确定合理的设备配置，对综合回收、环境保护、辅组设施和厂房结构等都要进行精心设计，使选矿厂基建投资发挥最大的效益，并为未来生产获得较高技术经济指标创造条件。本文运用目前国际上最先进应用范围最广的澳大利亚昆士兰大学JK公司研制开发的JKsimMet软件及其实验装置，对某金矿项目选矿厂不同碎磨工艺流程进行对比，获得了理论上最经济最优的工艺及设备。

1 矿石实验

在应用软件进行流程设计前，需要先应用落重实验机。本项目应用北方重工引进的落重实验机对两个矿区12个矿石样品做了SMC，同时也做了球磨机邦德功指数实验。具体实验样品来自两个主要矿区一和矿区二。每个矿区采集两个金刚石钻芯，每个芯采样3个复合材料；上部，中部和下部，根据核心中的视觉差异选择边界。

1.1 样品标记（表1）

1.2 矿石实验测试解释

关于矿石实验可用数据，有几点必须注意。发现样本在不同的取样位置之间是变化的，而在同一取样位置不同深度上观察到的变化较小。在与数据库相比时，发现本次实验结果的A×b值大多处于数据库的第21个百分点到第90个百分点以内。然而值得注意的是，只有少数异常值出现在非常低的能力范围内，大多数样本或低于平均水平或高于平均水平。RWI和BWI值对数据库的平均值和平均值之间趋于一致，表明对于给定的研磨尺寸，高于典型的能量需求。矿石类型的磨损指数都远低于平均水平，预计介质和衬管的消耗量将反映出这种情况，预计磨损率较低。A×b和ta值的排名越低，抗冲击破损和磨损的能力就越高。

2 模拟工艺流程

2.1 主要工艺指标

处理量187.5t/h，F80=129mm，P80=106?m，ta=0.035，A×b=40.2。使用数据集的第85百分位是作为设计目的是标准做法。这确保了处理将在整个流程模拟中呈现给回路的大多数矿石类型的充分考虑。不使用SMC和BWi数据的统计第85百分位值用于碎磨流程比功率计算。已经发现这种方法倾向于碎磨流程比功率的偏差值，因为统计值并不总是与数据集的工作指数和A×b之间的实际关系相关。选择具有与第85百分位对应的预测特定能量的来自数据集的样本以用于建模参数。目前国际上碎磨流程有两个基本流程，

（1）破碎流程（三段破碎加球磨机的流程）。

（2）半自磨流程。

小型矿山企业多用传统破碎流程，大型矿山多用半自磨流程。半自磨流程中又有SS SAC单一半自磨流程和SABC半自磨球磨流程之分。本文选用目前国际上最流行的半自磨流程，运用软件对半自磨流程模拟分析，选择最适合的半自磨流程。

2.2 工艺流程模拟

运用模拟软件建立SS SAC半自磨流程和SABC半自磨流程，将之前测得的SMC实验结果中的A值、b值及ta值代入两个模型，进行模拟分析。两个流程的半自磨机顽石的返砂率都为25%，符合半自磨机返砂率不大于30%的要求。SABC半自磨流程中球磨机的循环倍率为350%，符合标准半自磨流程中球磨机循环倍率要求。模拟结果SS SAC的半自磨机比功耗22.9kWh/t，顽石破碎机比功耗0.4kWh/t，总比功耗23.3kWh/t；SABC的半自磨机比功耗10.0kWh/t，顽石破碎机比功耗0.4kWh/t，球磨机比功耗13.1kWh/t，总比功耗23.5kWh/t。

2.3 流程对比分析

SS SAC流程相对于SABC流程所需设备少，选厂建设费用少，功耗低，设备维护人员少。所以SS SAC流程不论是选矿厂建设的前期投入，还是后续的运行维护都要比SABC流程更经济。

结语

本文依托某金矿项目选矿厂碎磨流程设计，运用国际先进矿物实验技术及流程模拟软件，对不同半自磨流程进行模拟分析。从中找到最优的设备配置，努力争取在选矿厂设计阶段就得到最好的设计流程，使用户在选矿厂建设阶段和后期运行时获得最大的经济效益，先进矿物实验技术及流程模拟软件的应用为设计者在选矿厂设计阶段就能准确的设计提供了保证。

参考文献

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