劉亞博，丁彥同，王天堯

（嵩縣金牛有限責任公司， 河南洛陽市 471435）

嵩縣東灣選廠優(yōu)化工藝設備研究

劉亞博，丁彥同，王天堯

（嵩縣金牛有限責任公司， 河南洛陽市 471435）

針對東灣選廠工藝流程及設備存在的問題，分別對磨礦、浮選、排污、再選工藝進行改造，同時對該廠供料系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)及配電站進行革新，效果明顯，年新增處理礦量能力11460t，新增黃金產(chǎn)量65kg，有效地緩解了生產(chǎn)的壓力，也使得選礦回收率提高了0.7個百分點，每年可創(chuàng)造經(jīng)濟效益650余萬元，實現(xiàn)了經(jīng)濟效益最大化。

磨礦工藝；浮選工藝；技術改造；供料系統(tǒng)；除塵系統(tǒng)

0 前 言

金牛公司東灣選廠位于嵩縣大章鄉(xiāng)任嶺村境內(nèi)，1995年3月開工建設，同年10月投入生產(chǎn)運營，設計日處理礦石能力100t／d。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，到目前為止，日處理礦量提升到330t／d，選礦工藝流程也由全泥氰化－鋅粉置換轉(zhuǎn)變?yōu)樵V浮選加浮選尾礦氰化活性炭吸附工藝。在生產(chǎn)過程中，雖然對工藝及設備進行過多次改造，但仍沒有達到要求，為此專門成立了工藝設備技術改革小組，對現(xiàn)行工藝設備中存在的問題進行了一系列的探索、改造，經(jīng)過近一年的努力，取得了多項革新成果，獲得了顯著的經(jīng)濟效益。

東灣選廠2006年以前為兩段全閉路的磨礦工藝流程，日處理礦量270t／d，原礦磨礦后進入浮選工藝流程進行浮選，浮選尾礦進入炭吸附工藝流程，最終廢棄物排入尾礦庫。生產(chǎn)中受到設備陳舊、科技含量低、工藝落后等諸多因素困擾，為此主要從工藝和設備兩方面進行了探索及研究。

1 生產(chǎn)工藝技術改造

1.1 磨礦工藝

2006年6月份以前的磨礦工藝流程為兩段全閉路，如圖1所示。一段磨礦為ZQMYΦ2130球磨機，經(jīng)FG1.5m分級機一次分級后，進入HCΦ300旋流器進行控制分級，旋流器溢流進入浮選工藝流程，旋流器沉砂進入二段MQZΦ1535球磨機再磨。

入選品位的不斷下滑導致了較大的壓力，要獲得理想的生產(chǎn)效益，唯有提高日處理礦量能力，為此決定新增加1臺二段磨礦磨機，將原來做為二磨的球磨機恢復為一段磨礦，形成2個系列二段磨礦的工藝格局，如圖2所示。

圖1 原磨礦工藝流程

圖2 磨礦工藝改造后流程

改造目的是在增加1臺磨機的情況下，將處理礦量能力提高60t／d。改造前，一段磨礦濃度75%，分級機溢流濃度29%，細度60%－200目，二段磨礦濃度70%，旋流器溢流濃度28%，細度74%－200目。經(jīng)過改造，日處理礦量330t／d，2個系列一段磨礦濃度平均75%，分級機溢流濃度平均29%，細度60%－200目，二段磨礦濃度70%，旋流器濃度28%，細度76%－200目。從上述數(shù)據(jù)看，改造前后的工藝技術指標沒有發(fā)生太大的變化，但年新增處理礦量能力11460t，新增黃金產(chǎn)量65kg，其它副產(chǎn)品若干，有效地緩解了生產(chǎn)的壓力。

1.2 浮選尾礦工藝

由于日處礦量能力增加，使礦漿的有效浸出時間及活性炭吸附時間降低，排放尾礦中尾渣和尾液品位持續(xù)跑高，經(jīng)跟蹤檢測，排放的尾液品位達到0.066g／m3，尾渣品位0.8g／t，貴金屬流失嚴重，經(jīng)濟損失較大。

改造前，浮選尾礦的各項數(shù)據(jù)為：礦量270t／d，浸出濃度40%，共有JJCA型Φ4.5×5m浸出槽8座，其中第一槽為預浸槽，則單槽容積V單為71.5 m3，總?cè)莘eV總為572m3，礦漿容積為508.85m3；單位時間浸出槽礦漿為21.20m3／h，浸出時間與吸附時間分別為26.98，23.61h。

改造后，礦量增加至330t／d，在原數(shù)據(jù)不變的情況下有：礦漿容積621.92m3，單位時間通過礦漿25.91m3／h，浸出時間縮短了4.9h，為22.08h，吸附時間縮短了4.29h，為19.32h。

以上分析證明，原系統(tǒng)勉強能滿足生產(chǎn)，而改造后浸出與吸附時間明顯不足，須延長浸出吸附時間。為此，啟用閑置的XFCA浸出系統(tǒng)（以下稱氰Ⅱ）。

啟用的氰Ⅱ系統(tǒng)，礦漿分流約1／3（110t），浸出濃度40%，氰Ⅱ共有Φ3.5×4m浸出槽7個，將第一槽做為預浸槽，計算得單槽容積50.87m3，總?cè)莘e356.09m3，礦漿體積207.31m3；單位時間通過能力為8.64m3／h，浸出時間與吸附時間分別為41.21，35.33h。

分流1／3礦量后，氰Ⅰ系統(tǒng)的有效數(shù)據(jù)為：礦漿體積V單＝414.62m3，單位時間通過礦漿17.28 m3／h，浸出時間33.10h，吸附時間28.96h。

將以上數(shù)據(jù)列為表1，可以看出，浸出和吸附時間均有明顯的變化，根據(jù)實際生產(chǎn)中的跟蹤取樣，改造后排放尾礦中尾液品位氰Ⅰ為0.02g／m3，氰Ⅱ為0.01g／m3，尾渣品位氰Ⅰ氰Ⅱ均為0.4g／t，選礦回收率提高了約0.7個百分點。

1.3 排污工藝

由于礦量的增加，原濃密機已滿足不了生產(chǎn)的需要，脫藥效果差，環(huán)保形勢嚴峻。為有效治理外排尾礦，防止造成環(huán)境污染，經(jīng)過一系列試驗及考察、論證，決定采用堿氰法對含氰廢棄物進行排放再處理。

表1 改造前后浸出時間與吸附時間對比

浮尾系統(tǒng)最終排液量約為472m3，其中1／3（約157m3的尾液澄清水）可返回生產(chǎn)系統(tǒng)再利用，CN－含量在0.2‰左右。

試驗中，漂白粉用量為0.5～3.5kg／t，處理時間為1～4h，最終經(jīng)數(shù)據(jù)比較認為在3kg／t用量中處理2h時效果較為理想。使用2臺Φ3.5×4m浸出槽作為漂白粉反應攪拌槽。為了獲得漂白粉穩(wěn)定的添加量，又安裝了1臺漂白粉給藥機。系統(tǒng)啟動后，具體數(shù)據(jù)為：單槽容積50.87m3，總?cè)莘e101.74 m3，礦漿體積為621.92m3，單位時間通過礦漿25.91m3／h，漂白粉與礦漿攪拌處理時間為3.93h。

在浸出槽中漂白粉的有效反應時間約為試驗時的2倍，加上排放到尾礦庫后自然降解的時間，效果應該更好。從跟蹤情況看，CN－含量由原來的0.2‰降低到微量，取得了較好的效果。

1.4 再磨工藝改造

為了切實做到廢水回收再利用，節(jié)約成本、降低消耗、利于環(huán)保，作者又對工藝進行了改造，新增1臺GMQΦ2145球磨機替代MQZΦ1535二磨球磨機，新建1座NZS－Ф18m濃密機進行濃縮脫水，以達到尾礦廢水全部回收利用的目的，同時進一步提高磨礦細度、優(yōu)化炭浸作業(yè)條件、降低炭的磨損，減少不必要的經(jīng)濟損失。改造后工藝流程見圖3。

在磨礦工藝后，礦漿直接進入浮選工藝流程，浮選尾礦進入NZS－Ф18m濃密機，濃縮脫藥后溢流水用于一段磨礦，底流濃度達到70%～75%后進入Ф2145球磨機再磨，二段磨礦由LP100旋流器泵送入HCФ300旋流器控制分級，沉砂返回二段磨機再磨，旋流器溢流進入Ф15m濃密機和Ф12m濃密機后到浮選尾礦炭吸附工藝，在二段磨礦磨機內(nèi)加入氰化鈉進行磨前預浸，延長了浸出時間，尾礦含氰廢水返回后可在這個工藝中利用，這樣既解決了含氰污水的回收再利用，節(jié)約水資源、保護環(huán)境，同時進一步完善了工藝條件，優(yōu)化了炭浸作業(yè)條件，降低了貴重金屬流失量，實現(xiàn)了一舉多得。

圖3 再磨工藝改造后流程

2 設備技術革新改造

2.1 磨礦供料系統(tǒng)

原設備由于陳舊、配件難購、故障率高、維修量大等缺點，不能滿足生產(chǎn)的需要，因此需要對設備進行更新。經(jīng)過考察，GZ－2電磁振動給礦機適合工藝要求。該機水平產(chǎn)量為10t／h，10°產(chǎn)量為14 t／h，同時由于采用電磁振動的原理，該機體積小、能耗低、結構簡單、維修簡便。為了獲得準確的處理礦量，自行制做了自動測礦量裝置，為準確、可靠檢測礦量提供了科學保障。

改造前后效果比較見表2，從表2可以看出，改造后該機150W的功率比原機功率降低了10倍，節(jié)能降耗；改造后，每天僅電費一項就可以節(jié)約21.06元／臺；減少了維修量，維修費用幾乎為0，節(jié)支明顯；降低了故障停車時間；供料均衡，效果顯著。

表2 供料系統(tǒng)改造前后效果對比

2.2 除塵系統(tǒng)

除塵設備為建廠時安裝，雖經(jīng)多次改造，但效果較差。生產(chǎn)作業(yè)時車間到處塵灰飛揚，給職工的身心健康及設備的正常運轉(zhuǎn)帶來較大的影響。

由于更新改造牽涉到整套除塵設備的更換，考慮只改造其核心部分，達到革新的目的。改造除了考慮設備的實用性，還考慮到原設備的空間位置狹小、車間內(nèi)濕度較高等不利因素?？紤]到潮濕，將風機懸空架裝；考慮到通暢，采用圓筒形結構設備；考慮到風壓，采用了1臺JK255－4－5.5kW軸流式局部通風機，該機風量2.1～3.7m3／s，全壓1000～1820MPa。改造完畢后投入使用，由于工作場所比較封閉，因此除塵效果較好。隨后又對另一臺除塵器進行了技改，由于場所較開放，除塵效果沒有第一臺好。

改造效果見表3，從表3可以看出，操作環(huán)境的改變減少了開車時間，生產(chǎn)效率隨之提高，且開車時間的縮短，節(jié)約了電能，降低了噸礦成本，經(jīng)濟效益較為明顯。此改造適宜于較封閉的場所使用。改造后充分改善了職工的操作環(huán)境，最大程度上防止了職業(yè)病的發(fā)生，并提高了設備運行的安全程度，且降低了生產(chǎn)成本，節(jié)約了維修費用。

表3 除塵系統(tǒng)改造前后效果對比

2.3 配電站無功功率補償改造

東灣選廠初建時，總裝機容量為S7－500kVA電力變壓器1臺，設備總功率480kW，隨著歷年的技改，目前為止，設備功率為1522.95kW，開機功率達到1302.45kW，裝機容量1400kVA，主供電設備為S7－800kVA、S9－500kVA、S7－100kVA電力變壓器各1臺。

500kVA變電器主要的供電對象為3個車間的數(shù)十臺設備，總功率為252.5kW，這些車間的負荷全部為感性負荷，感性無功功率耗能大，平均有功功率P為190kW，功率因數(shù)為0.67。在一定的有功功率下，功率因數(shù)越小，所需要的無功功率就越大，因此變壓器的容量和供電線路也越大，這樣不僅增加供電投資、降低設備利用率，也增加了線路網(wǎng)損。

因此需要對系統(tǒng)進行無功功率補償，選用電力電容器并聯(lián)集中補償法，電容補償柜安裝在變壓器的二次側(cè)。電容補償柜運行后，功率因數(shù)提高到0.9～0.95，達到了功率因數(shù)規(guī)定的標準，裝設電容器組的容量Qc為119.7kVA。

在實際的生產(chǎn)中，500kVA變壓器裝設200 kVA容量的電容器組，投入150kVA電容器組，運行功率因數(shù)提高明顯，二次側(cè)電壓有較大幅度的提高，效果顯著。電能表的讀數(shù)從每天2640kWh降低到2580kWh，電流從400A降低到320A，由此每天可節(jié)約電能180kWh，按0.7元／kWh，則每天可節(jié)約費用126元。

通過無功功率補償裝置的投運，無功功率補償因數(shù)得以提高，減少了視在功率，總電流隨之減少，供電系統(tǒng)的電能損耗和電壓損失相應降低，既節(jié)約了電能又提高了電壓質(zhì)量，避免選用較大容量的設備和導線，而且以較小的投入收到了較高的回報，節(jié)約了能源，經(jīng)濟效益明顯。

3 結 論

通過對工藝、設備的技術革新改造，使選廠的選礦回收率提高了0.7個百分點，每年可創(chuàng)造經(jīng)濟效益650余萬元。事實上，隨著礦產(chǎn)資源性質(zhì)的不斷變化，資源的優(yōu)化配置工作也在不斷的變化著，金牛公司在這方面正進行著積極有益的探索。

［1］中國地質(zhì)科學院鄭州綜合利用研究所.嵩縣金牛公司二選廠原礦浮選及金精礦氰化浸出試驗研究［R］.鄭州：中國地質(zhì)科學院鄭州綜合利用研究所，2003.

［2］孫傳堯，敖 寧，劉耀青.復雜難處理礦選礦理論與實踐［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2009：33－37.

［3］牛福生，劉瑞芹.選礦知識600問［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2008：78－83.

［4］黃振卿.簡明黃金實用手冊［M］.沈陽：東北師范大學出版社，1991：103－107.

［5］黃禮煌.金銀提取技術［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2005：59－64.

2011－11－11）

劉亞博（1983－），男，河南嵩縣人，助理工程師，研究方向：礦山設備及選礦技術，Email：bb6108＠163.com。