張永利 王海豐

(西部礦業(yè)集團(tuán)有限公司)

西部礦業(yè)股份有限公司錫鐵山鉛鋅礦是國內(nèi)知名的大型鉛鋅礦山，1978年被列為國家“六五”規(guī)劃重點(diǎn)項(xiàng)目。西部礦業(yè)錫鐵山分公司成立于2004年，是國內(nèi)最大的獨(dú)立鉛鋅采選聯(lián)合生產(chǎn)企業(yè)。錫鐵山鉛鋅礦老選礦系統(tǒng)已運(yùn)行30多年，碎礦采用三段一閉路碎礦工藝，磨礦采用 “球磨+螺旋分級機(jī)”一段閉路磨礦工藝，設(shè)備規(guī)格小，系列多，占地面積大，且設(shè)備自動化程度低，運(yùn)行成本高，工人勞動強(qiáng)度大。

隨著行業(yè)發(fā)展要求的不斷提高，錫鐵山鉛鋅礦30多年前的選礦工藝技術(shù)已跟不上時代步伐，錫鐵山分公司要實(shí)現(xiàn)持續(xù)健康發(fā)展，就必須堅(jiān)持不懈地加快轉(zhuǎn)型升級、推動選礦技術(shù)改造，向一流礦山企業(yè)轉(zhuǎn)變。2017年西部礦業(yè)錫鐵山分公司實(shí)施了選礦技術(shù)升級改造項(xiàng)目，新建年處理量132萬t選礦廠，項(xiàng)目僅用7個月時間就實(shí)現(xiàn)了竣工投產(chǎn)，30 d實(shí)現(xiàn)達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)。

新選礦廠設(shè)計(jì)1個系列，碎磨采用一段粗碎+半自磨+球磨(SAB)工藝流程，浮選采用優(yōu)先浮選選鉛—鋅硫混合浮選—鋅硫分離浮選工藝。新選礦廠的投產(chǎn)提升了選礦生產(chǎn)水平，成本同比下降，生產(chǎn)效率全面提升，選礦指標(biāo)有效提高，工人勞動強(qiáng)度大幅降低，作業(yè)環(huán)境大大改善，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備大型化、自動化、精細(xì)化，為打造國內(nèi)優(yōu)秀礦山企業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。同時改善了廠容廠貌和生活環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了用最小的成本創(chuàng)造更高的企業(yè)效益，讓企業(yè)發(fā)展向更優(yōu)、更快、更高轉(zhuǎn)變[1-3]。

1 新選礦廠設(shè)計(jì)與投資

1.1 廠址選擇的合理性

廠址選擇的前提是在企業(yè)現(xiàn)有場地內(nèi)選擇，且對現(xiàn)有選礦廠生產(chǎn)影響最小。根據(jù)現(xiàn)有選礦廠布置及周邊舊廠房使用情況，結(jié)合升級改造工藝配置，通過分析現(xiàn)有工藝流程、結(jié)合現(xiàn)場用地情況，選擇合適的位置布置新建選礦廠磨浮系統(tǒng)。

1.2 簡化碎磨工藝

站在選礦工藝原理角度，磨礦重要性不言而喻。從選礦工藝角度分析，粗碎+半自磨+球磨(SAB流程)和三段一閉路破碎+球磨流程(常規(guī)碎磨流程)都是可供選擇的礦石破磨流程[4]。常規(guī)碎磨流程屬于成熟的選礦破磨工藝，穩(wěn)妥可靠，但流程長、設(shè)備臺(件)數(shù)多；由于項(xiàng)目所在地屬高海拔地區(qū)，不適于高強(qiáng)度勞作，而半自磨流程具有流程短、粉塵環(huán)境作業(yè)點(diǎn)少、作業(yè)人員少等特點(diǎn)。與傳統(tǒng)的由多段破碎篩分和球磨機(jī)或棒磨機(jī)構(gòu)成的碎磨工藝流程(圖1)相比，半自磨+球磨(SAB)工藝(圖2)流程簡單、處理量大、粉塵少，可節(jié)省設(shè)備、廠房面積和基建投資，鋼球單耗低，被認(rèn)為是一項(xiàng)先進(jìn)的磨礦工藝。通過借鑒參考國內(nèi)外先進(jìn)選礦流程，錫鐵山選礦技術(shù)升級改造項(xiàng)目確定碎磨流程采用一段粗碎+半自磨+球磨工藝。

圖1 傳統(tǒng)三段一閉路碎磨工藝流程

圖2 粗碎+半自磨+球磨(SAB)工藝流程

1.3 優(yōu)化浮選工藝

硫化鉛鋅礦浮選工藝主要有優(yōu)先浮選流程、混合浮選流程、等可浮選流程、原生電位調(diào)控浮選流程。錫鐵山選礦廠原浮選工藝Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ系列采用“鉛優(yōu)先浮選—鋅硫混浮再分離流程”(方案1，見圖3)，Ⅳ系列采用“鉛、鋅順序優(yōu)先浮選流程”(方案2，見圖4)。方案1生產(chǎn)指標(biāo)見表1，方案2生產(chǎn)指標(biāo)見表2。

圖3 方案1流程

圖4 方案2流程

表2 方案2流程生產(chǎn)指標(biāo)%

通過表1、表2進(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，在原礦處理量為4 800 t/d、原礦品位無較大波動的情況下，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ系列流程產(chǎn)品有價金屬價值按目前市場價計(jì)算，合計(jì)較Ⅳ系列流程高400元/d(不含硫精礦價值)，藥劑成本低6 547元/d，電費(fèi)高1 417元/d。與Ⅳ系列工藝流程相比，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ系列工藝產(chǎn)生價值高5 530元/d，且其各項(xiàng)工藝指標(biāo)較為均衡，硫、金、銀也得到有效回收，因此最終選取方案1作為新選礦廠工藝流程[5]。

為適應(yīng)選礦設(shè)備大型化、自動化、現(xiàn)代化的發(fā)展趨勢，對已生產(chǎn)多年的選礦廠進(jìn)行技術(shù)升級改造。對采用“三段一閉路”流程的破碎車間和設(shè)備規(guī)格小、系列配置多的磨浮車間(一期3個系列，二期1個系列)進(jìn)行技術(shù)升級改造，確定選礦工藝流程為“粗碎—半自磨—球磨—浮選—濃密—脫水”流程，使選礦廠自動化控制水平達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。保留已經(jīng)過改造、脫水效果先進(jìn)、布置相對獨(dú)立的脫水生產(chǎn)系統(tǒng)，技術(shù)升級改造后破碎、磨浮系統(tǒng)新建于原選礦廠破碎系統(tǒng)西側(cè)。

1.4 大幅提升自動化控制水平

自動控制系統(tǒng)本著“科學(xué)、合理、先進(jìn)、可靠”的原則采用目前成熟、可靠、先進(jìn)的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、PLC自動化產(chǎn)品及智能儀表檢測設(shè)備，對選礦生產(chǎn)過程進(jìn)行高水平的自動化管理和控制。

整個選礦廠的自動化儀表檢測與控制系統(tǒng)采用集中與分散相結(jié)合的工業(yè)計(jì)算機(jī)DCS控制系統(tǒng)。在新建磨礦車間旁新建1座集中控制室，建筑面積378.0 m2，內(nèi)設(shè)柜式集中儀表顯示控制盤和工業(yè)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，以自動完成選礦廠的生產(chǎn)操作、調(diào)節(jié)及對全廠的礦石處理量、金屬回收率、藥劑消耗等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行在線管理，并自動完成選礦廠的日報(bào)表、月報(bào)表等技術(shù)管理所需的各項(xiàng)資料[6-7]?，F(xiàn)場PLC可編程序控制器和就地儀表顯示控制箱均安裝在檢測控制點(diǎn)附近便于操作的地方。

1.5 環(huán)保設(shè)計(jì)符合國家環(huán)保要求

對生產(chǎn)過程產(chǎn)生粉塵的車間除采取有效的設(shè)備密封外，還在各產(chǎn)塵點(diǎn)設(shè)計(jì)了超細(xì)霧化抑塵系統(tǒng)。系統(tǒng)噴霧形式是通過管道內(nèi)的水加壓，當(dāng)水到達(dá)噴頭處并達(dá)到額定壓力時，便能開啟高壓霧化噴頭的彈簧，然后被震蕩破碎，并利用高壓將破碎后的水霧顆粒從噴嘴噴出。在產(chǎn)塵點(diǎn)噴出3～20 μm的細(xì)霧滴顆粒，形成一個濃密的霧池效果。粉塵通過霧池時凝結(jié)、沉降在物料表面，從而達(dá)到抑塵、降塵效果。另外多種噴嘴搭配使用，提高了粉塵治理效果，有效防止粉塵溢出。所選擇的除塵器凈化效率均在99%以上，凈化后的空氣含塵濃度均低于排放標(biāo)準(zhǔn)。

建筑裝修材料選用綠色環(huán)保材料，減少對人及環(huán)境的二次污染。項(xiàng)目主要排放廢水為隨尾礦排入尾礦庫的廢水，廢水量9 510.72 m3/d，尾礦庫底部做防滲設(shè)施，除蒸發(fā)和尾礦自身含水外，其余全部回用，回水量7 935.62 m3/d。經(jīng)尾礦庫回水泵提升至選礦廠回用或處理后回用，實(shí)現(xiàn)“廢水零排放”，不影響周圍環(huán)境。

1.6 項(xiàng)目投資適中

錫鐵山分公司選礦廠技術(shù)升級改造(新建選廠)工程估算建設(shè)投資16 549.21萬元，其中工程費(fèi)用13 270.14萬元，其他費(fèi)用1 505.94萬元，基本預(yù)備費(fèi)1 773.13萬元。

1.7 經(jīng)濟(jì)效果顯著

項(xiàng)目技改完成后，經(jīng)濟(jì)效果顯著。在年處理量及原礦品位相同的情況下，新選廠每年鉛精礦金屬量減少609 t、鋅精礦金屬量增產(chǎn)1 505 t、鉛精礦金屬量增產(chǎn)28 kg、鉛精礦銀金屬量增產(chǎn)602 kg。老選廠4個系列中IV系列為原生電位調(diào)控浮選工藝流程，因此老選廠鉛回收率較新系統(tǒng)高。以2018年上半年銷售均價鉛精礦14 785元/t金屬、鋅精礦16 047元/t金屬、鉛精礦中金216 455元/kg、鉛精礦中銀2 669元/kg測算，增加銷售收入2 281.37萬元/a，具體見表3。

表3 改造前后各產(chǎn)品增產(chǎn)增收情況

注：硫精礦增收未計(jì)算在內(nèi)。

根據(jù)表3計(jì)算，相比老選廠，新選廠每年城建稅、教育費(fèi)附加等附加稅費(fèi)83.64萬元,每年減少總成本費(fèi)用2 551.43萬元，單位原礦處理成本費(fèi)用由272.93元/t減少到254.71元/t，減少18.22元/t，具體見表4。

表4 新老選廠成本費(fèi)用對比 萬元

依據(jù)年增加的銷售收入和總稅費(fèi)及減少的總成本費(fèi)用，每年可增加利潤總額4 749.16萬元，扣除新增所得稅，每年新增稅后利潤4 036.79萬元。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)測算年新增現(xiàn)金流量5 684.17萬元，新選廠總支出約18 000萬元，依據(jù)7%折現(xiàn)率測算，內(nèi)部收益率為30.59%，投資回收期為4.20 a(含基建期)，投資指標(biāo)較好。

2 成果啟示

2.1 科技創(chuàng)新是傳統(tǒng)礦山企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展之路的根本基石

本次技術(shù)升級改造項(xiàng)目是在經(jīng)濟(jì)可行的基礎(chǔ)上積極應(yīng)用高新技術(shù)成果和裝備進(jìn)行的。選用φ5 m×2.5 m半自磨+φ3.8 m×5.2 m球磨磨礦系統(tǒng)，新選廠原礦處理量已達(dá)4 800 t/d(設(shè)計(jì)能力4 000 t/d)。選用高精度在線分析儀可快速對浮選過程中的精礦品位進(jìn)行檢測，以便及時調(diào)整藥劑制度、提高精礦產(chǎn)品質(zhì)量。目前鉛鋅綜合回收率達(dá)到188%，較老系統(tǒng)提高了1個百分點(diǎn)。

眾多新設(shè)備的應(yīng)用，提高了選礦效率，錫鐵山分公司也逐步實(shí)現(xiàn)了由勞動密集型的高能耗生產(chǎn)方式向技術(shù)密集型的低能耗發(fā)展模式的轉(zhuǎn)變，使得技改紅利深層次效應(yīng)日益顯現(xiàn)，推動西部礦業(yè)從“制造”走向“智造”。

2.2 管理創(chuàng)新是傳統(tǒng)礦山企業(yè)發(fā)展之路的有力保障

項(xiàng)目投產(chǎn)調(diào)試初期，出現(xiàn)磨礦系統(tǒng)臺效嚴(yán)重偏低、尾礦管頻繁堵塞等問題，錫鐵山分公司同設(shè)計(jì)院及施工單位進(jìn)行多次專題會議研討，制定整改技術(shù)方案，通過調(diào)整破碎機(jī)設(shè)備參數(shù)、調(diào)整半自磨機(jī)及球磨機(jī)負(fù)荷分配等措施，極大地提高了磨礦系統(tǒng)的臺效。

整個選礦廠自動化儀表檢測與控制系統(tǒng)采用集中與分散相結(jié)合的工業(yè)計(jì)算機(jī)DCS控制系統(tǒng)，大大簡化了人員編排和勞動強(qiáng)度。通過群眾性活動的開展，員工作業(yè)環(huán)境得到極大改善，生產(chǎn)指標(biāo)得到較好優(yōu)化，有效解決了企業(yè)生產(chǎn)中存在的問題，推動企業(yè)技術(shù)進(jìn)步，各項(xiàng)生產(chǎn)指標(biāo)均超過設(shè)計(jì)目標(biāo)。此外還對原礦攪拌桶及其過漿管路進(jìn)行改造，優(yōu)化部分加藥點(diǎn)，改造部分管路和霧化除塵系統(tǒng)等，不斷推進(jìn)技術(shù)革新和管理創(chuàng)新活動。

2.3 制度創(chuàng)新是傳統(tǒng)礦山企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展之路的首要前提

礦山制度創(chuàng)新就是遵循事物發(fā)展的內(nèi)在規(guī)律，敢于創(chuàng)新、敢于突破陳規(guī)的制度。要使傳統(tǒng)礦山企業(yè)走創(chuàng)新發(fā)展之路，制度創(chuàng)新是首要前提，要做到制度創(chuàng)新，就必須從實(shí)際出發(fā)，堅(jiān)持3個原則：

一是必須提高礦山資源利用率。對于礦石資源的后備儲量，應(yīng)該從技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上綜合論證，強(qiáng)化整體規(guī)劃，合理配置資源，實(shí)現(xiàn)有序開采，提高開采強(qiáng)度，降低貧化率和損失率。在今后新選廠生產(chǎn)中重點(diǎn)提高選礦回收率，如可以多做小型浮選試驗(yàn)，調(diào)整藥劑制度，改善回水水質(zhì)等。

二是必須兼顧環(huán)境治理。針對礦山開采，可以在采礦作業(yè)中對表土進(jìn)行獨(dú)立堆放，剝離的廢棄物進(jìn)行集中充填采空區(qū)、表土鋪設(shè)、植被種植與恢復(fù)，形成“剝離—采礦—土地復(fù)墾”有序?qū)?，從而?shí)現(xiàn)恢復(fù)生態(tài)，改善環(huán)境。以往選廠存在的環(huán)境問題主要是尾礦亂排，近年來隨著法律法規(guī)的加強(qiáng)，尾礦亂排現(xiàn)象已基本杜絕，但選廠仍是工業(yè)廢料、廢物排放比較集中的地方，如廢石堆場、粉塵、浮選藥劑產(chǎn)生的氣體污染等。本次技改選廠盡管應(yīng)用了大量通風(fēng)除塵設(shè)備，但在今后生產(chǎn)中仍需注意這些問題。生產(chǎn)是源頭，在生產(chǎn)中推行清潔生產(chǎn)、節(jié)約生產(chǎn)、安全生產(chǎn)，將礦山的環(huán)境治理實(shí)現(xiàn)從末端治理到源頭控制的轉(zhuǎn)變。

三是必須走多元化發(fā)展之路。一般單一產(chǎn)業(yè)的企業(yè)快速發(fā)展到一定時期就會出現(xiàn)增速放緩現(xiàn)象，這時候企業(yè)不得不面對繼續(xù)單一產(chǎn)業(yè)發(fā)展與多元化發(fā)展的抉擇。除了錫鐵山這一核心礦山，西部礦業(yè)在冶煉、鹽湖化工、旅游、房地產(chǎn)等各個方面全面發(fā)展，且均取得不少成果。例如青海鋰業(yè)已發(fā)展成為我國唯一一個大規(guī)模、穩(wěn)定生產(chǎn)碳酸鋰的鹽湖提鋰企業(yè)，且品質(zhì)達(dá)到電池級，西部鎂業(yè)已解決了高純氫氧化鎂制取、過濾和洗滌技術(shù)水平低的難題。公司不斷謀求新的發(fā)展空間，在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)上互為支撐、協(xié)同發(fā)展，全面提高核心競爭力和發(fā)展力。

西部礦業(yè)堅(jiān)定不移地貫徹新發(fā)展理念，堅(jiān)決端正發(fā)展觀念，轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，不斷提升發(fā)展質(zhì)量和效益，加快企業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性調(diào)整，全面推進(jìn)深化改革，堅(jiān)決破除各方面體制機(jī)制弊端，率先在錫鐵山分公司推進(jìn)選礦技術(shù)升級改造，從2017年4月開工建設(shè)到竣工投產(chǎn)，僅用7個月時間，實(shí)現(xiàn)了新的突破。

近年來，西部礦業(yè)以提質(zhì)增效為目標(biāo)，以轉(zhuǎn)型升級為抓手，以深化改革為動力，不斷提升企業(yè)發(fā)展效益和質(zhì)量，探索出了一條獨(dú)具特色的國企改革之路，在青海省屬出資企業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的推進(jìn)中發(fā)揮了帶頭表率作用。

3 結(jié) 語

西部礦業(yè)錫鐵山分公司通過合理選擇廠址，簡化碎磨工藝、優(yōu)化浮選工藝，大幅提升生產(chǎn)自動化控制水平，規(guī)范環(huán)保設(shè)計(jì)等措施，進(jìn)行選礦技術(shù)升級改造項(xiàng)目，新建了年處理量132萬t的選礦廠，項(xiàng)目投資適中，經(jīng)濟(jì)效果顯著?？萍紕?chuàng)新是傳統(tǒng)礦山企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展之路的根本基石，管理創(chuàng)新是傳統(tǒng)礦山企業(yè)發(fā)展之路的有力保障，制度創(chuàng)新是傳統(tǒng)礦山企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展之路的首要前提。

錫鐵山技改選礦廠貫徹新發(fā)展理念，注重生態(tài)保護(hù)，堅(jiān)持質(zhì)量第一、效益優(yōu)先，以供給側(cè)機(jī)構(gòu)改革為主線，推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量變革、效率變革、動力變革，提高全要素生產(chǎn)率，該成果與經(jīng)驗(yàn)對其他類似選礦廠的技術(shù)改造具有借鑒意義。