戴昌璐

（江西下壟鎢業(yè)有限公司，江西 贛州 341500）

贛州地處重要的金屬成礦帶——南嶺成礦帶，黑鎢資源豐富，是中國鎢業(yè)的發(fā)祥地，有著“世界鎢都”之稱。如今，贛州可開采的鎢逐年減少，原礦品位下降，生產成本不斷增高，，如何降低生產成本尤其是人工成本和提高副產品收入成為日益突出的現實問題[1]。石英砂是重要的工業(yè)礦物原料，廣泛用于玻璃、鑄造、陶瓷及耐火材料、冶金、建筑、化工、塑料、橡膠，磨料等工業(yè)消費需求不斷增加。

贛州某黑鎢礦選礦廠日處理量井下出隆原礦1360t 左右，原礦品位平均在0.35%，預選工段分兩個系列，單系列小時處理量50t 左右。該黑鎢礦利用XRT 射線智能選礦機回收有價金屬后，再利用智能圖像選礦機從尾礦中分離出石英石，剩余尾礦用于制作建材，增加了副產品收入，實現了黑鎢礦山資源的綜合利用。XRT 射線智能選礦機的應用實現了機器完全替代人工手選。

1 原礦性質

礦石為高溫熱液填充石英脈型黑鎢礦床，主要金屬礦物為鎢錳鐵礦，共生金屬礦物有輝鉍礦、輝鉬礦、錫石、綠柱石、白鎢礦、自然鉍、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦、毒砂、磷釔礦等。圍巖為變質巖、千枚巖等，顏色呈黑色、灰黑色。黑鎢礦賦存于石英脈中，其它硫化礦物呈單體或集合體與黑鎢礦一樣嵌布在石英脈中或石英與圍巖的交界接觸帶中。黑鎢礦顏色為褐色、黑褐色，金剛和半金剛光澤，圍巖與脈石黑白分明，容易辨別[2]。

2 原預先拋廢工藝流程及存在的問題

2.1 原預先拋廢工藝流程

出窿原礦進廠后，經斜格篩、彈片篩等分成+150mm、-150mm+55mm、-55mm+25mm、-25mm+15mm、-15mm五個粒級，+150mm 沖洗后手揀丟廢；-150mm+55mm 通過手選皮帶手選丟廢，-55mm+25mm、-25mm+15mm 由圖像智能選礦進行分選。其中-55mm+25mm 粒級經圖像智能選礦機選別的廢石再經過人工復選其余拋廢，-25mm+15mm 粒級經圖像智能選礦機選別的廢石再依次經過動篩跳汰回收塊鎢、人工復選回收有價金屬，兩個粒級圖像智能選礦機選出的精礦和人工手選回收的有價金屬礦物作為合格礦進入下一流程[3]。

2.2 存在的主要問題

經圖像智能選礦機選別后的廢石還需要人工手選把關，工藝流程復雜，手選工勞動強度大。用工成本高導致生產成本居高不下，合格礦量偏大，后續(xù)選礦成本較高。非金屬石英資源沒有得到充分利用。

3 XRT射線和圖像智能選礦機設備原理及實驗

3.1 XRT 射線智能選礦機分選原理

XRT 射線選礦機主要運用X 射線穿透，以閃爍計數器檢測吸收目標金屬礦石的X 射線。礦石經過給料裝置，以一定速度經過X 射線透射系統(tǒng)中X 射線源的照射，利用X 射線探測器獲取礦石的密度特征值，通過特殊算法得到有效數據信息值，將數據傳輸至電磁閥，通過高壓噴氣將所需要的礦石選出。

3.2 圖像智能選礦機分選原理

智能圖像選礦機是一臺采用圖像識別原理對原礦石區(qū)分后再進行分選的設備。首先，礦石通過振動給料的方式均勻且快速的從相機拍攝區(qū)域的上方自由落下，高速相機對礦石進行拍照；然后通過圖像處理軟件區(qū)分出脈石與廢石；當礦石下落經過噴射區(qū)域時，圖像處理軟件區(qū)分出的脈石被高速氣流擊中，進入脈石分料倉，從而實現礦石快速的分選。

3.3 XRT 射線智能選礦機分選實驗

2018 年10 月對+15mm~60mm 粒級的礦樣進行了多次拋廢實驗。使用堆錐法混勻破碎后的礦樣，對給礦、精礦和尾礦進行定時取樣，稱重登記。登記好的給礦、精礦和尾礦進入制樣室進行制樣、化驗，試驗結果表1。

表1 XRT 射線智能選礦機實驗室預選拋廢試驗結果

從多次的拋廢實驗記錄情況可知，試驗總體理想且基本穩(wěn)定。原礦品位在0.14%~0.21%，進入XRT 射線智能選礦機分選后尾礦品位0.03% 以下。本次使用XRT 射線選礦機對下礦樣進行的拋廢實驗中，在控制好尾礦品位的前提下達到了預先拋廢，精礦富集的目的, 大大的節(jié)約了后續(xù)選礦成本。

3.4 圖像智能選礦機分選實驗

在實驗室使用圖像智能選礦機對于-55mm+25mm、-25mm+15mm 和-25mm+15mm 三個粒級分別進行試驗，對給礦原礦、精礦和尾礦進行稱量統(tǒng)計。試驗效果表明：人工模擬生產給礦條件下，智能圖像選礦機分選-55mm+25mm、-25mm+15mm 和-25mm+15mm 三個粒級的脈石合格率在90% 以上，廢石合格率在95% 以上，分選效果很好。圖像智能選礦機選別試驗結果見下表2 ：

試驗效果表明：正常連續(xù)的實驗室試驗條件下，智能圖像選礦機分選-55mm+25mm、-55mm+15mm、-25mm+15mm 粒級的脈石合格率在90% 以上，廢石合格率在97% 以上，分選效果較好。

4 XRT射線及圖像智能選礦機綜合應用后工藝流程

在粗選老廠安裝XRT-1400 射線智能選礦機取代圖像選礦機和2#、4# 皮帶人工手選。安裝一臺顎式破碎機用于破碎手選工手選的脈石，破碎后返回合格礦倉，更換振動篩，與新老廠2#、4# 礦一并進入XRT-1400 射線智能選礦機。新建XRT-1400 射線智能選礦機精礦倉，移裝兩臺圖像選礦機至現有廢石運輸皮帶末端，新裝振動篩得到石英精礦和廢石，改造后工藝流程圖如圖1。

圖1 改造后工藝流程圖

5 XRT射線和圖像智能選礦機應用效果

5.1 XRT 射線智能選礦機應用效果

XRT-1400 型X 射線智能選礦機于2019 年9 月安裝完畢，2019 年10 月主要進行設備調試及以工藝技術參數確定為目標的工業(yè)試驗，2019 年11 月設備進入平穩(wěn)運行狀態(tài)。選礦技術人員對XRT-1400 型X 射線智能選礦機原礦、精礦、尾礦進行取樣，對樣品進行稱量計算，結果見表3 ：

表3 XRT-1400 型X 射線智能選礦機的生產取樣數據

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由表3 可知，在給礦量為30t/h~35 t/h 的情況下，雙層篩中間產品經XRT-1400 型X 射線智能選礦機預選，廢石選出率達到90% 以上，該廢石鎢品位較選礦廠手選運輸皮帶計劃鎢尾礦品位（0.022%）還低0.008 個百分點，拋廢效果理想。

5.2 圖像智能選礦機應用效果

2019 年10 月完成移裝圖像智能選礦機，XRT 射線智能選礦機尾礦給入圖像智能選礦機選別，精礦為石英產品，尾礦作為廢石，石英和廢石均用于建材行業(yè)。2019 年11~12 月對設備進行調試調優(yōu)，12 月對生產流程進行抽樣取樣，抽樣取樣結果見下表4。

表4 圖像智能選礦機工業(yè)應用抽樣取樣結果

由表2 可知，工業(yè)應用中石英產品中石英占比平均大于90%，符合石英產品要求。

6 工程概算

項目總投資為490 萬元，初步預算表5。

表5 選礦廠石英回收項目初步預算

7 項目總體經濟社會效益

XRT 射線選礦機應用后廢石品位穩(wěn)定在0.014% ～0.018%，廢石選出率進一步提高到，手選女工減員27 人。預期年產石英1.5 萬噸左右，減少重力選礦成本206 萬元。該項目極大地提升了選礦工藝技術裝備水平，顛覆了鎢礦山粗選中細粒級礦石手選工藝，極大地減輕職工勞動強度，降低選礦作業(yè)單耗，同時回收石英增加副產品，提高了資源附加值。