低贫金矿工艺改进探讨*

王 前 顾法礼 李会建 刘 帅 薛 鹏

(山东华特磁电科技股份有限公司 山东 临朐 262600)

前言

我国的金矿资源比较丰富，基本上每个省都有黄金资源，目前探明矿区1 265处，总保有储量4 265 t，资源储量1 159.1 t，保有储量787.4 t，居世界第7位。我国已经发现的金矿物有38种，若包括亚种和变种则达46种，据全国矿产储量汇总表统计，1996年末，其中岩金2 515.8 t,占59%，砂金557.42 t，占13.1%，共伴生金1 191.56 t，占27.9%。

我国的金矿类型繁多，成矿的地质条件各异，主要产生于破碎带蚀变岩型、石英脉型及火山-次火山热液型三者约占金矿总储量的94%。因此形成的我国金矿产资源所具有的特点：

(1)矿床类型多，但缺少世界级的大型矿床；

(2)大型、特大型金矿床少，中小型金矿床多；

(3)资源分布广泛，储量相对集中；

(4)金矿床中富矿少，中等品位多，品位变化大，贫富悬殊；

(5)伴生金储量占有重要位置；

(6)金矿成矿时代广泛，可以形成于各个地址时期。

金矿资源的分类很多，一般根据选矿实际情况，将金的矿石划分为贫硫化物金矿石，多硫化物金矿石，含金多金属矿石，含蹄化金金矿石，含金铜矿石。对于叶片状、鳞片状及板状金易于用浮选以氰化法回收，而不宜用重选或混汞；粒状和球状金则适于重选和混汞，却不利于浮选；金主要嵌布在硫化矿物中，特别是嵌布在黄铁矿、黄铜矿中最多，在矽卡岩型铜铁矿床中，黄铜矿是金的主要富集矿物，而在金矿床中黄铁矿又往往是金的富集矿物。

随着金矿的不断开采，可开发利用的金矿资源日趋减少，金矿原矿品位不断贫化，越来越多的微细粒级贫矿石得到利用，目前我国招远地区的许多金矿，工业选矿品位已经低于2 g/t，而且这些金矿嵌布粒度比较细小，因而为将金矿单体解离需要磨矿细度越来越细，造成能耗越来越高，从而提高了选矿成本。

为解决低贫金矿磨矿能耗过高的问题，笔者对金矿破碎及磨矿进行了研究，最终发现高压辊磨机在破磨流程中能够起到大幅度降低能耗的作用。20世纪70年代末，德国Kausthal 技术大学的Kschonert教授提出了料层粉碎原理，并设计出高压辊磨机。料层粉碎原理说明矿石在对压辊的高压载荷作用下，内部受到极大的创伤并产生众多的微裂纹，甚至直接被挤压成饼状或更细粒度，从而大幅度减少了使后续磨矿的工作量。20世纪80年代末，德国洪堡公司(KDH)依据德国Kausthal大学矿物工程学院萧纳特的理论研究成果，研制开发出第一台高压辊磨机，又称辊压机。辊磨机开始普遍应用于水泥行业，其应用技术也达到一定水平，趋于成熟，为水泥行业提高生产效率、降低生产成本起到了关键作用。

经过20多年的发展，高压辊磨机在金属矿山、水泥、电厂磨煤等行业应用方面取得了突破性进展，如德国洪堡公司(KDH)的铁矿石辊磨机、美国BH、DH系列型煤辊压机等。但由于高压辊磨机是一种新型设备，并且价格较高，工艺推广相对滞后，在我国仍没有得到广泛的应用，国内仅有三山岛金矿、沂水金矿等寥寥几家投入应用。高压辊磨机工作原理见图1。

Ⅰ第一粉碎区段 Ⅱ第二粉碎区段 Ⅲ第三粉碎区段 Ⅳ第四粉碎区段

为解决低贫金矿嵌布粒度过细，磨矿成本过高的问题，依据多破少磨的原则，对胶东某金矿选矿工艺进行了研究，对其矿进行了实验，实验情况如下：

取样为现场细碎圆锥筛下物料：

原矿样粒度筛分、双传动高压辊磨机开路辊压粒度分析如表1所示。

双传动高压辊磨机-5 mm闭路辊压粒度分析如表2所示。

表1 原矿样粒度筛分、双传动高压辊磨机开路辊压粒度分析

续表1

表2 双传动高压辊磨机-5 mm闭路辊压粒度分析

1 推荐技改提产工艺流程

现有的工艺流程图如图2所示。

技改流程中原破碎流程不变，保留原来的HP300及HP500圆锥破碎机，但HP300细圆锥破碎机出料粒度由原来的-12变为-25，大幅度提高了破碎段产量，合格矿石全部进入高压辊磨机和微粉筛系统，闭路循环获得-5 mm物料给入MQG3660球磨机。

2 技改提产能力计算

2.1 现场MQYG3660球磨机磨矿分级系统

目前该磨矿分级系统入料粒度为-12 mm，-200目含量4.3%，磨矿细度-200目含量60%。MQYG3660独立分级处理量按108 t/h，利用容积法，计算现有磨矿分级系统效率：

1.094t/(m3·h)

图2 现有工艺流程

图3 技改提产工艺流程

高压辊磨机-5 mm闭路提产能力计算：

根据高压辊磨实验筛析结果，细碎圆锥筛下物料经高压辊磨机闭路系统处理后，入磨细度降低到-5 mm，-200目含量9.88%。

技改后磨矿分级系统磨矿效率计算：

q=K1K2K3K4q0

K1=1(技改前后矿石性质相同)

K2=1(技改前后磨机规格相同)

K3=1(技改前后磨机型式相同)

K4=1.18(容积法公式中K4是基于圆锥产品粒级组成，而辊压机处理后物料细粒级含量明显增加，以多个辊压机使用现场后续磨矿生产数据总结归纳，并结合辊压实验粒度筛析，对K4系数加以修正)

技改后磨矿效率：

q=1.17×1.094=1.280t/(m3·h)

技改后磨矿分级系统处理量为：

提产能力

2.2 技改提产分析

通过技术改造，MQYG3660球磨机磨矿分级系统处理高压辊磨机-5 mm排料，则MQYG3660球磨机(由108 t/h提高到141.8 t/h)两台磨机处理能力为141.8X2=283.6 t/h，日处理量约为6V806.4 t/d，原产量为5 184 t/d。

另外，辊压机使物料内部出现大量微裂纹，可以降低球磨功指数；入磨粒度降低后，随着加球尺寸及磨机内球级变化，可以提高磨矿效率。以上因素可进一步提高磨矿能力。

2.3 技改经济效益分析计算

以MQYG3660对应破碎磨矿系统分别进行高压辊磨机-5 mm闭路闭路经济效益分析见表3。

表3 高压辊磨机-5 mm闭路闭路经济效益分析

1)破碎工作制18 h，磨矿工作制24 h；2)破碎衬板1.3万/t，球磨机钢球0.4万/t；3)破碎衬板更换周期40 d，技改前球磨机球耗1.0 kg/t；4)平均电价0.7元/kWh；5)圆锥破碎电机负载率0.8，3073香蕉筛电机负载率0.7，高压辊磨机电机负载率0.75，球磨电机负载率0.9，渣浆泵电机负载率0.7。

通过上述工艺研究我们可以看出通过对金矿破磨工艺的改造，我们能够较大幅度的降低破碎磨矿的成本，本生产线理论成本降幅在15%左右，随着我国金矿入选品位日益低贫，越来越多的贫矿会大幅度提高选矿厂的功耗，降低企业效益，我们将高压辊磨机引入破碎磨矿生产线，改造难度相对较小，效果明显，可以预见未来的金矿选矿中高压辊磨机会发挥出重要作用。