崔麗娜 彭雪清

(長沙有色冶金設(shè)計研究院有限公司，湖南 長沙 410007)

0 引言

近年來，全球礦山均面臨著礦石資源日益貧化的問題，厚大、易采礦體越來越少，薄礦體、難采礦體越來越多，不僅采礦難度大，而且礦石品位低，增加了選礦能耗和藥劑消耗等，導(dǎo)致生產(chǎn)成本極高[1]。若能在礦石碎磨前，預(yù)先拋掉粗粒級的尾礦或廢石，將降低后續(xù)運輸、磨礦及選別作業(yè)成本，減少環(huán)境污染，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和競爭力。為此，國內(nèi)外學(xué)者和工程技術(shù)人員一直致力于礦石預(yù)選技術(shù)與設(shè)備的研究。

礦石揀選技術(shù)因節(jié)能降耗效果顯著，得到國內(nèi)外大量的研究投入，使得該技術(shù)得到快速發(fā)展與應(yīng)用[2-4]。揀選技術(shù)是根據(jù)礦石中不同組成成分所反映的易被檢測的物理特性(光性、放射性、磁性及電性等)的差異，通過對礦石的逐一檢測和鑒別，依靠一定外力將礦石或廢石分離出來的一種物理分選方法。雙能量X射線透射(DE-XRT)揀選技術(shù)是目前最先進(jìn)的傳感預(yù)選技術(shù)。X射線檢穿透礦石時會被吸收，吸收情況主要由礦石元素的原子序數(shù)、密度和厚度決定。雙能量X射線投射技術(shù)(DE-XRT)可利用兩種波長或能量的X射線消除礦石厚度對檢測的影響，通過分析物料密度獲得被檢測礦石元素的原子序數(shù)[1]。與其它分選技術(shù)相比，雙能量X射線投射技術(shù)不受物料水分波動、表面污染、物料形狀或尺寸等因素的影響，提高了檢測的準(zhǔn)確性和分選效率[5]，更適合于分選寬粒級物料。

1 礦石性質(zhì)

試樣來自廣西某鉛鋅礦，礦石的多元素化學(xué)分析結(jié)果見表1，主要礦物組成分析結(jié)果見表2～4。

表1 礦石多元素化學(xué)分析結(jié)果(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) %

表2 礦石中硫的化學(xué)物相分析結(jié)果(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) %

表3 礦石中鉛的化學(xué)物相分析結(jié)果(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) %

表4 礦石中鋅的化學(xué)物相分析結(jié)果(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) %

由表1可知，礦石中主要有價元素Pb和Zn的含量分別為0.65%和2.43%，達(dá)到了工業(yè)開發(fā)利用的標(biāo)準(zhǔn)。由表2～4可知，礦石中硫主要以硫化物形式存在，分布率達(dá)到92.66%，其次以硫酸鹽形式存在。礦石中鉛的主要存在形式為方鉛礦，分布率為53.06%，其次為白鉛礦，分布率為36.73%，以硫酸鹽形式存在的鉛占比為9.39%。礦石中鋅則主要以硫化物形式存在，分布率為93.62%，氧化礦中鋅僅為5.94%。

2 選礦試驗

2.1 試驗設(shè)備

試驗采用雙能量X射線透射技術(shù)(DE-XRT)和3D激光技術(shù)等相結(jié)合的傳感揀選機(jī)，型號為KSS LXT 100智能傳感揀選機(jī)，見圖1。設(shè)備性能為工作寬度1～2 m，給料粒度10～150 mm、生產(chǎn)能力200 t/h、掃描頻率2 500線/秒。數(shù)據(jù)輸送PLC進(jìn)行分析得到圖像，每秒可處理10 000個礦粒。

揀選機(jī)的工作程序為：礦石呈單顆粒通過檢測區(qū)，傳感器收集礦石的各種物理特征參數(shù)數(shù)據(jù)，計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后，再控制高壓氣閥對礦石進(jìn)行噴吹分離。

圖1 KSS LXT 100智能傳感揀選機(jī)示意

2.2 試樣的制備

為保證揀選機(jī)應(yīng)用的有效性，同時結(jié)合生產(chǎn)中通常二段破碎粒度100 mm以下、三段破碎粒度10 mm以上的實際情況，選取合適的粗粒粒級進(jìn)行試驗。先將礦石破碎到-60 mm以下，進(jìn)行篩分，選取15～60 mm的礦樣用于粗粒分選。原礦、-15 mm礦樣、15～60 mm礦樣中鉛、鋅粒級的分析結(jié)果如表5所示。

表5 各粒級試樣分析結(jié)果(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) %

由表5可知，破碎后的-15 mm、15～60 mm兩種粒級礦樣中的Pb、Zn元素分布相對較為均勻，沒有明顯的富集趨勢。

2.3 揀選試驗

試驗時，針對15～60 mm的礦樣進(jìn)行三段拋廢，每段的產(chǎn)品進(jìn)入下段進(jìn)行拋廢，最后一段產(chǎn)品即為最終精礦產(chǎn)品。試驗工藝流程見圖2，試驗結(jié)果見表6。

圖2 揀選試驗工藝流程

表6 揀選試驗結(jié)果(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) %

由表6可知，采用KSS LXT 100智能傳感揀選機(jī)對15～60 mm粒級鉛鋅礦試樣進(jìn)行預(yù)先拋廢后，獲得的精礦產(chǎn)率為52.73%，Pb和Zn的品位分別為1.06%和3.97%，Pb和Zn的回收率分別為86.00%和86.15%。從原礦計算綜合拋廢率為34.05%，Pb和Zn的損失率分別為2.41%和1.61%，試驗指標(biāo)良好。

3 結(jié)語

1)試驗研究的鉛鋅礦屬于低品位鉛鋅礦，達(dá)到了工業(yè)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，但生產(chǎn)利潤空間小。

2)KSS LXT 100智能傳感揀選機(jī)對15～60 mm粒級的鉛鋅礦分選效果較好，綜合拋廢率可達(dá)34.23%，Pb和Zn的損失率僅為2.09%和1.61%，試驗指標(biāo)良好。

3)經(jīng)過KSS LXT 100智能傳感揀選機(jī)預(yù)選后，該礦石可以大幅拋棄廢礦，減少選廠破碎、磨礦及后續(xù)選別的的處理量，提高選礦的入選品位，降低選廠成本，提高選廠經(jīng)濟(jì)效益，具有良好的工業(yè)實施意義。