倪章元,顧春宏

(湖南有色金屬股份有限公司黃沙坪礦業(yè)分公司,湖南桂陽 424421)

湖南有色金屬股份有限公司黃沙坪礦業(yè)分公司1 500 t/d鐵選廠原一期設(shè)計處理兩種不同類型的礦石:鐵礦及鐵多金屬礦,主要精礦產(chǎn)品為鐵精礦、鉬精礦及鉍精礦,經(jīng)過改擴建后,二期設(shè)計主要考慮回收原礦中的鎢金屬及螢石。主要精礦產(chǎn)品為鎢精礦及螢石精礦。原設(shè)計采礦供礦最大塊度小于500 mm,原礦品位:鉬0.12%;鉍0.04%;鐵25%;鎢0.32%;螢石13%。

但鐵選廠自投產(chǎn)以來,井下出礦品位降低比較明顯,出礦塊度部分超過500 mm,最大達到1 000 mm,進不了PE600×900顎式破碎機,需人工二次破碎,嚴重影響碎礦流程暢通,且設(shè)備、工藝流程存在不足,使得生產(chǎn)連續(xù)性差,處理能力一直沒達產(chǎn),生產(chǎn)精礦指標不太理想。從2007年初以來,公司對原設(shè)計流程及設(shè)備進行了大量的調(diào)試和改造,并在2008年8月進行了流程的查定,其查定的選礦指標為:

鉬精礦:品位46%,回收率83%。

鉍精礦:品位4%,回收率45%。

鐵精礦:品位61%,回收率65%。

鎢精礦:品位50%,回收率30%。

從查定的選礦指標可知:鉬、鐵的精礦品位和回收率尚可,但鎢精礦的品位和回收率明顯偏低,離設(shè)計指標差距很大;由于嵌布粒度細,選廠的鉍精礦實際上只能算是中間產(chǎn)品,也就是只產(chǎn)出了鉍硫混合精礦。

同時,根據(jù)鐵選廠2009年12月份的生產(chǎn)報表也可以看出:該月處理原礦量13 342 t,按月平均處理量計算,選廠實際處理能力不到設(shè)計處理能力的一半;另外,該月主要精礦產(chǎn)品及指標為:

鉬精礦:原礦品位0.11%左右;精礦品位45%左右;精礦理論回收率85%左右,但精礦實際回收率只有75%左右,比理論回收率要低。

鎢精礦:原礦品位0.20%左右;精礦品位32%左右;精礦理論回收率25%左右。

鐵精礦:原礦品位11%左右;精礦品位60%～62%左右;精礦理論回收率65%左右。

選廠沒有產(chǎn)出螢石精礦及鉍精礦(產(chǎn)出的是鉍硫混合精礦)。

因鎢指標較低,對鎢選礦工藝重新進行研究,同時針對以上問題,對該廠工藝重新進行計算和設(shè)計,在滿足工藝要求的前提下,應盡可能地利用原有設(shè)備和原有設(shè)施。經(jīng)過技術(shù)攻關(guān)和改造,工業(yè)試驗指標有較大幅度提高,鎢質(zhì)量達到64.67%,回收率達到68.13%,鉬回收率也有提高,實際回收率達80%以上。

1 礦石性質(zhì)

黃沙坪鉛鋅礦鐵礦屬接觸交代矽卡巖型氣化高溫熱液礦床,一號礦體群主要有三種礦石類型:(1)含石英脈石榴石鈣鐵輝石條帶狀磁鐵礦;(2)石榴石鈣鐵輝石塊狀磁鐵礦;(3)石榴石浸染磁鐵礦。

礦石中金屬礦物以磁鐵礦為主,少量白鎢礦、輝鉬礦、輝鉍礦、自然鉍、白鐵礦、褐鐵礦等。非金屬礦物以螢石、鈣鐵榴石、透輝石等為主。磁鐵礦呈條紋狀、細脈狀產(chǎn)出。磁鐵礦在礦石中的嵌布粒度為0.02～0.2 mm,屬細粒狀嵌布的礦石,也常見磁鐵礦沿螢石間隙充填交代,或包裹螢石。

輝鉬礦:主要呈葉片狀、條狀,偶見呈粒狀,分布于石榴子石、綠泥石化石榴子石、透輝石、方解石、螢石、陽起石等矽卡巖礦物組成脈石基底中。輝鉬礦亦常見存在于黃鐵礦、毒砂邊部或粒間。輝鉬礦邊部有時可見伴生輝鉍礦、輝鉛鉍礦、硫銅鉍礦等含鉍礦物及黃銅礦。輝鉬礦嵌布粒度不均勻,主要在0.02～0.4 mm之間,粗者可達數(shù)毫米,細者 0.02 mm以下。

輝鉍礦:主要呈柱狀、細粒狀,常分布在輝鉬礦邊部或被輝鉬礦包裹,也呈細小散粒狀分布于石榴子石、透輝石、透閃石、螢石等脈石基底中。嵌布粒度比輝鉬礦細得多,主要在0.07 mm以下。

礦石硬度為 f=13～19,礦石密度為3.557 t/m3,礦石堆密度為2.40 t/m3。

鉬鉍原礦多元素分析結(jié)果見表1。鉬鉍原礦礦物組成見表2。

2 改造前工藝及指標

2.1 初步研究結(jié)果及設(shè)計工藝

鎢、鉬、鉍、螢石、石榴子石綜合回收原則流程如圖1所示,試驗研究結(jié)果見表3。

表1 鉬鉍原礦多元素分析結(jié)果 %

表2 鉬鉍原礦礦物組成 %

圖1 鎢、鉬、鉍、螢石、石榴子石綜合回收原則流程

2.2 工業(yè)指標

從2006年9月底工業(yè)調(diào)試至2008年7月,處理了原礦接近35萬t,生產(chǎn)原礦品位、設(shè)計原礦品位和生產(chǎn)技術(shù)指標分別見表4、表5和表6。

表3 鎢鉬多金屬礦閉路全流程試驗結(jié)果 %

表4 生產(chǎn)原礦品位 %

表5 設(shè)計原礦品位 %

表6 生產(chǎn)精礦品位及回收率 %

經(jīng)過內(nèi)部技術(shù)人員的改造,主要是對選鉬流程由鉬鉍與硫分離改為鉬與鉍硫分離,并對分離流程進行了適當擴容,鉬指標有較大改善,質(zhì)量接近45%,理論回收率接近80%,但鎢指標沒有明顯改善。

2.3 存在的問題

分析鐵選廠生產(chǎn)的實際情況,存在的主要問題有:(1)原礦塊度過大;(2)選廠處理能力不能達產(chǎn); (3)流程不暢通,事故停機及設(shè)備檢修停機頻率大,時間長,金屬流失嚴重;(4)有用金屬理論回收率與實際回收率差距大,資源浪費嚴重;(5)工藝作業(yè)環(huán)節(jié)中,設(shè)備的規(guī)格、數(shù)量及使用性能存在不足,加上原礦供應不足,生產(chǎn)不連續(xù),指標不穩(wěn)定。

3 技術(shù)攻關(guān)及工藝改造

3.1 技術(shù)攻關(guān)

經(jīng)過調(diào)研,最終選擇與廣州有色金屬研究院進行合作,因生產(chǎn)礦石品位與原設(shè)計品位有較大差距,主要是鎢品位明顯偏低,取樣配樣時盡量接近生產(chǎn)品位。經(jīng)過半年的攻關(guān),鎢指標取得較大突破,全流程試驗總結(jié)果見表7。

3.2 改造實踐

工藝改造設(shè)計規(guī)模仍為原有1 500 t/d,主要改造設(shè)計內(nèi)容包括:(1)碎磨工藝流程的技術(shù)改造;(2)鎢選別流程的工藝技術(shù)改造;(3)鉬、鉍選別流程的工藝技術(shù)改造;(4)鐵精礦的提質(zhì)降雜;(5)結(jié)合建設(shè)項目的主要特點,并考慮到節(jié)約投資,因此在滿足工藝要求的前提下,應盡可能地利用原有設(shè)備和原有設(shè)施。此外還應盡可能小地影響選廠的生產(chǎn)。

表7 全流程試驗總結(jié)果 %

3.2.1 粗礦倉改造方案

選廠粗碎車間內(nèi)的破碎設(shè)備由PE600×900顎式破碎機改為JC1100型顎式破碎機,并相應改造振動給礦設(shè)備及原礦倉,使原礦處理的最大塊度由原設(shè)計500 mm增大到750 mm(少量＞750 mm人工單獨處理)。

3.2.2 細礦倉改造方案

為了平衡采礦與選廠的工作制度,更有利于生產(chǎn)的調(diào)節(jié)和管理,為選礦流程的穩(wěn)定創(chuàng)造條件,本次改造設(shè)計在原有細礦倉邊新增一個直徑為10 m的1 000 t細礦倉。

3.2.3 磨礦分級改造方案

將原有FX400-GTX6型一段旋流器改為直徑Ф 660 mm的旋流器共2臺,一用一備,同時旋流器的沉砂嘴由Ф 60 mm增大到Ф 100 mm,相應的旋流器給料泵及泵池也進行改造。

3.2.4 白鎢粗選改造方案

將原有常溫浮選前Ф 30 m脫水濃密機和加溫前Ф 15 m粗精礦濃密機改造成能自動分段提耙的新型濃密機;將原有常溫浮選充氣式浮選機改為自吸氣機械攪拌式浮選機,并適當擴容。

3.2.5 白鎢加溫精選改造方案

新建一個加溫車間,將原加溫攪拌槽的進漿由砂泵輸送改為自流進漿,經(jīng)過計算,因原有加溫前Ф 15 m粗精礦濃密機規(guī)格偏小,所以原有4臺Ф 2.2 ×2.5 m加溫攪拌槽應由6臺Ф 3.0×3.0 m的加溫攪拌槽取代;將原有一粗四精二掃的加溫浮選流程改造成一粗五精四掃的流程,浮選設(shè)備相應增加;為提高白鎢的回收率,恢復原有細泥搖床,對加溫精選尾礦中的粗粒白鎢進一步回收。

3.3 工業(yè)試驗

工業(yè)試驗原礦多元素化學分析結(jié)果見表8。

表8 原礦化學分析結(jié)果 %

鎢浮選工業(yè)試驗在黃沙坪礦業(yè)分公司鐵多金屬選礦廠進行,選廠設(shè)計規(guī)模為1 500 t/d。工業(yè)試驗的主要內(nèi)容是鎢的浮選回收。

鎢浮選工業(yè)試驗是以黃沙坪鐵多金屬選廠的原有生產(chǎn)流程的設(shè)備為基礎(chǔ),結(jié)合鎢浮選小型試驗進行了適當?shù)恼{(diào)整。

鎢粗選給礦為鉬鉍混合浮選尾礦。原廠原工藝流程是:礦石經(jīng)過破碎、磨礦、鉬鉍粗選、鉬鉍分選、硫浮選、弱磁選收鐵,弱磁尾礦經(jīng)30 m濃密機濃密后進行白鎢浮選,經(jīng)過10月29日～11月1日的工業(yè)試驗,30 m濃密機不能正常運行。根據(jù)小型試驗結(jié)果,多金屬礦石磁性鐵含量很少,不預先除鐵,對鎢的浮選影響不大,現(xiàn)場技術(shù)組經(jīng)研究決定取消磁選、濃密和砂泵揚送三個作業(yè)環(huán)節(jié)。同時,根據(jù)小型試驗結(jié)果,多金屬礦石硫含量很少,不預先脫硫,不影響鎢的浮選,又由于脫硫浮選尾礦不能自流至鎢粗選調(diào)漿的第一個攪拌槽,決定取消脫硫浮選作業(yè),將脫硫浮選的調(diào)漿桶作為碳酸鈉和氫氧化鈉的調(diào)漿桶,脫硫3槽8 m3浮選槽改為鎢粗選水玻璃的攪拌槽,取消原鎢粗選第一個調(diào)漿桶,原鎢粗選的第二個調(diào)漿桶作為ZL調(diào)漿桶,工業(yè)試驗鎢選別結(jié)果見表9,不同階段試驗生產(chǎn)結(jié)果見表10。

表9 選鎢工業(yè)試驗指標結(jié)果

表10 不同階段試驗生產(chǎn)結(jié)果 %

試驗結(jié)果表明,與工業(yè)試驗前兩年比較,鎢精礦WO3品位由39.09%～47.59%提高到64.67%, WO3實際回收率由 14.88%～15.37%提高到68.13%。鐵(多金屬)選礦廠選鎢工業(yè)試驗取得了圓滿成功。鉬精礦鉬品位有所降低,但回收率有較大提高。因工業(yè)試驗的重點是驗證白鎢浮選指標,鉬流程還未改造,僅改變了藥劑制度。

4 結(jié) 論

1.該廠原設(shè)計為鐵選廠,綜合回收鎢鉬多金屬,實際生產(chǎn)時鎢鉬原礦多于鐵礦,部分設(shè)備選型不合理,廠內(nèi)設(shè)備配置也不合理,很難保證穩(wěn)定的浮選條件,造成理論與實際差距大,同時也不能達產(chǎn),改造難度較大。

2.初步研究取樣代表性不充分,對礦石性質(zhì)研究也不夠充分,造成生產(chǎn)與研究差距大,如鉬鉍硫分離流程對比不充分。

3.白鎢采用常溫粗選、加溫精選,嚴格控制工藝條件,采用新型的藥劑制度,加強對螢石、方解石等含鈣脈石礦物的高效抑制,采用白鎢礦的高效捕收劑ZL,二段回收率分別達75%、85%以上,浮選完成了白鎢的有效回收。

4.通過工藝流程優(yōu)化,簡化了流程,穩(wěn)定的選礦過程,降低了成本,同時消除了脫硫及磁選對白鎢礦的夾帶損失,使理論與實際更加接近。

5.該廠原礦中混有銅鉛鋅,造成鉍很難成精礦產(chǎn)品,須進一步探索研究,可從采出礦時加強控制。另該礦螢石具有綜合回收價值,探索研究比較成功,應盡快上生產(chǎn)線,實現(xiàn)有價元素的有效回收。

[1] 湖南有色金屬研究院.湖南黃沙坪多金屬礦選礦試驗報告[R].長沙:湖南有色金屬研究院,2005.

[2] 長沙有色冶金設(shè)計研究院.郴州市黃沙坪鐵選礦有限責任公司1 500 t/d鐵選廠達產(chǎn)工藝技術(shù)改造工程方案設(shè)計說明書[R].長沙:長沙有色冶金設(shè)計研究院,2010.

[3] 廣州粵有研礦物資源科技有限公司.提高黃沙坪鎢鉬礦選礦回收率研究報告[R].廣州:廣州奧有研礦物資源科技有限公司,2010.

[4] 湖南有色金屬股份有限公司黃沙坪礦業(yè)分公司,廣州粵有研礦物資源科技有限公司.提高黃沙坪鎢鉬礦選礦技術(shù)指標工業(yè)試驗報告[R].郴州:湖南有色金屬股份有限公司黃沙坪礦業(yè)分公司,2010.