多碎少磨工艺在铅硐山选矿厂的研究与应用

苟敏刚，张 志，于兴良，贺彩琴

（陕西铅硐山矿业有限公司，陕西凤县 721707）

陕西铅硐山矿业有限公司选矿厂于1996年10月投产，设计处理量为800 t／d，通过技术改造，2011年实际日处理矿石已经达到1 080 t，年处理原矿石36.6万t。碎矿系统为三段一闭路工艺流程，承担主要破碎任务的中、细碎和筛分设备均已使用20多年，设备老化严重，性能下降，严重影响了破碎生产能力，浪费了能耗，成为制约生产的主要因素；加之随着矿山资源日益贫化，选矿成本日益增高，在不改变现有工艺的情况下，“多碎少磨”就显得尤为重要。针对设备陈旧老化现状并结合生产工艺要求，坚持“多碎少磨”的选矿设计理念，走改造、挖潜增效之路，对碎矿主要设备进行更新改造，进一步强化“多碎少磨”效果，以达到提高选厂生产能力，降本增效的目的［1］。

1 矿石性质

铅硐山铅锌矿属于沉积改造型层控矿床，主要金属矿物为闪锌矿、方铅矿、菱锌矿、白铅矿、褐铁矿、黄铁矿，少量含银硫化矿等；非金属矿物有方解石、白云石、石英、碳质等。矿石构造主要为条带状、微层状、团块状、网脉状、扁豆状、斑点状等。结构有他形粒状、自形与半自形等，铅锌矿物属微粒-微细粒不规则嵌布类型。原矿密度为2.97 t／m3，矿石硬度8～12，属中硬度可碎性矿石。矿石多元素分析结果见表1，原矿粒度组成见表2。

表1 矿石多元素分析结果 %

2 碎矿工艺流程及存在问题

2.1 碎矿工艺流程

碎矿系统为三段一闭路工艺流程，如图1所示，生产工艺中设置预先和检查两次筛分，具体流程为：≤500 mm的原矿经过PE600×900颚式破碎机破碎，粗碎产品进入中碎YA1536振动筛预先筛分（筛孔18 mm×18 mm），筛上物料进入中碎PYYB1219圆锥破碎机，中碎后的物料进入细碎YA1842振动筛检查筛分（筛孔18 mm×18 mm），筛下物料与预先筛分合格物料一并进入粉矿仓，筛上物料返回细碎PYYD1208圆锥破碎机循环破碎，最终产品粒度控制在-15 mm粒级≥90%。

表2 原矿粒度组成

图1 碎矿工艺流程

2.2 存在问题

1.设备方面：一是中、细碎圆锥破碎机和筛分设备已使用20多年，设备老化，性能严重下降，处理能力满足不了目前生产需要。尤其是从2008年开始，选矿厂原矿处理量逐年扩大，2011年选矿处理能力已经达到1 080 t／d，在产能的提升过程中，原有的破碎设备面临着破碎产品粒度偏大、小时处理能力偏小、设备生产效率低以及破碎系统开机时间长等制约生产的问题，特别是中碎、细碎和筛分设备已不能适应处理量不断增加的生产要求；二是中、细碎圆锥破碎机设备故障率高，检修抢修频繁，平均检修时间为6～8 h，最长可达12 h，也影响了正常生产；三是筛分设备面积严重不足，筛分效率低，合格物料不能及时筛出，循环负荷量大，影响了圆锥破碎机的工作效率，增加了设备能耗。

2.对磨矿系统的影响：最终破碎产品粒度较粗，产品粒级中粗粒级含量较高，入磨粒度15～10 mm占37.97%，影响了球磨生产能力的提高，制约了生产。

综合以上可以看出：破碎与筛分设备问题是碎矿流程的瓶颈，制约着流程的正常运行和处理能力的提高。因此，采用高效破碎与筛分设备，提高设备工作效率，降低破碎产品粒度成为必然选择。

3 实现“多碎少磨”的措施

在不改变碎矿工艺的情况下，正确选用新型高效的破碎和筛分设备是实现多碎少磨最有效的方法。根据流程考察以及对存在问题的分析结果，选矿厂决定对目前使用的中、细碎圆锥破碎机和振动筛进行更新换代，以增加碎矿作业的总破碎比与提高筛分作业效率，尽量减少破碎合格产品再循环进入破碎机，减少不必要的能耗和提高破碎机的生产能力，畅通破碎系统生产流程，为后续磨矿作业创造条件。

3.1 采用高效超细破碎机

选矿厂分别于2013年、2016年，将破碎车间两台服务年限到期的中、细碎单缸液压圆锥破碎机，更新为高效节能的山特维克CH430圆锥破碎机。

山特维克CH430圆锥破碎机设计先进，机体紧凑，破碎能力强，产品粒形较好。其主要特点为：（1）按重型工况设计，主轴上下两点支撑，受力条件好；（2）腔形变化较多，恒定破碎腔设计使衬板磨损周期内给料和生产能力保持稳定，可显著降低运行成本；（3）偏心衬套可设置4种偏心距，使设备的灵活性和适应性大大增强；（4）配备智能型排料口调节系统，可使破碎机的性能达到最大化；（5）先进的衬板磨损量控制功能、自动补偿功能、运行数据记录查询功能以及方便的网络通信功能，能显著提高设备的维护水平。

设备更新后，提高了中、细碎作业破碎比，均衡了中、细碎作业负荷率，解决了以前生产中排矿产品粒度粗、粒度不均等问题，破矿效果十分明显。改造前后破碎生产运行参数对比见表3。

表3 改造前后破碎生产运行参数对比

3.2 采用高效振动筛

筛分系统承担着整个碎矿流程的主要筛分任务，作用十分重要，筛分效率的高低直接影响着合格产品的多少和物料质量。

1.2017 年9月将细碎振动筛更新为2YA1842振动筛，细碎振动筛设备性能参数对比见表4。

表4 细碎振动筛设备性能参数对比

经过试运行，发现细碎圆锥频繁出现堵塞溢矿且循环负荷偏大情况。针对此问题，对细碎振筛的给矿物料进行了取样筛分，结果为70～10 mm粒级占67.37%，+25 mm粒级占12.86%，粗粒级含量占比较大。根据取样考查结果和现场调查情况，分析主要原因为：一是振筛上、下层筛网负荷率不合理，上层筛网孔径偏小，大部分物料下不去，含有大量粉矿的物料进入细碎圆锥，影响了设备处理能力和工作效率；二是筛网孔径为方形孔，对扁平和条形矿粒的筛分效果较差，影响了筛分效率。

综合以上，采取了调整筛网孔径的优化措施：一是将上层筛孔径14 mm×14 mm变为25 mm×25 mm，充分发挥上层大尺寸筛网对物料的疏松作用；二是将下层筛方形孔径12 mm×12 mm变为矩形孔径12 mm×20 mm，充分发挥下层筛子对细粒级的主要筛分作用，以及增强扁平和条形颗粒的透筛率，减小碎矿的循环负荷，最大化提高破碎效率和筛分效果。

经过优化改造，上、下层筛负荷率得到了合理分配，筛分效率提高到了89%以上，筛下产品中细粒级含量明显增多。

2.2018 年6月将中碎振动筛进行了更新，仍为单层筛，孔径确定为12 mm×20 mm，同样也是增强扁平和条形颗粒的透筛率。改造后，中碎预先筛分工作效率由54%提高到了70%以上。

通过对筛分系统设备更新以及优化改造，碎矿产品粒度控制到了12 mm以下，细粒级-10 mm含量由52.31%提高到了80.64%，既提高了细粒级的筛分效率，减少了进入中碎的细粒级含量，又减小了筛下产物的粒度，增强了筛分效果。改造前后破碎生产运行参数对比见表5。

表5 改造前后破碎生产运行参数对比

4 效果分析

改造后，碎矿产品粒度控制到了-12 mm占90.44%，碎矿产品粒度组成发生明显变化，细粒级-10 mm含量提高了28.33%，达到80.64%；易磨粒级-5 mm含量提高了7.89%。在保证磨矿细度-0.074 mm 73%～75%的情况下，球磨机处理能力提高了 120 t／d，总动力成本降低了 1.57 kWh／t，球耗降低了0.04 kg／t，年增加经济效益约500万元以上，有效控制了生产成本，给企业带来了较好的经济效益。碎矿系统改造前后，最终产品粒度组成对比见表6、生产指标对比见表7（表中数据摘自生产统计报表）。

表6 改造前后碎矿最终产品粒度组成对比

表7 改造前后生产指标对比

另外，碎矿系统每天开机时间控制在9.8 h左右，与之前比较减少了约1.7 h，设备维护检修有了时间保证，减少了设备故障，促进了设备的良好运行。

5 结 语

1.在没有改变碎矿工艺的情况下，通过更新破碎、筛分主要设备以及对筛网孔径的优化改造，降低了碎矿产品粒度，大幅提高了-10 mm粒级含量，强化了“多碎少磨”效果，达到了增产降本，创造效益的目的。

2.针对设备陈旧现状，走改造、挖潜增效之路，抓住制约生产的瓶颈，解决了困扰生产的难点。