金豐螢石礦選礦工藝技術優化與經濟效益評價

周 平

(江西理工大學財務處)

金豐螢石礦選礦工藝技術優化與經濟效益評價

周 平

(江西理工大學財務處)

由于金豐螢石礦選礦工藝過程中存在嚴重的過磨現象，導致螢石產品中+0.15 mm粒級含量達不到20%，影響銷售價格。通過考察研究，針對存在的問題，提出了選礦廠整體技術優化方案。優化后，螢石精礦產品粒度達到了合格產品銷售的要求，提高了選礦技術指標，節能降耗顯著，年新增經濟效益約1 100萬元，提高了選礦廠的核心技術競爭力。

螢石礦 精礦 工藝優化 經濟效益

選礦廠的生產經營和經濟效益，取決于它的選礦工藝技術水平和精礦產品的銷售價格。如何對選礦廠進行技術經濟綜合評價，涉及多屬性組合決策法[1]。而對中小型選礦廠，設備電耗高、生產能力小、技術協作能力差、各種原材料消耗大及選礦指標低是經濟效益差的主要原因[2]。在當前精礦產品價格低迷的前提下[3]，應加強分析選礦技術中存在的問題，對選礦過程中的磨礦和浮選工藝進行技術優化和改造[4]，是提高選礦廠經濟效益的有效途徑。為此，金豐螢石礦為生產高品位螢石精礦，針對生產工藝中存在的嚴重過磨現象，通過分析研究，針對存在的問題進行了工藝優化，最終取得了滿意的優化效果，且經濟效益顯著。

1 金豐螢石礦選礦廠概況

1.1 礦石性質

金豐螢石礦位于吉安永豐縣境內，礦石由螢石和石英組成，伴有少量玉髓、絹云母泥質及鐵質礦物，屬于較單一的石英-螢石礦類型。選礦廠原礦入選CaF2品位為32%，日處理量為450 t，主要生產單一的含CaF2為97%的螢石粉產品。

1.2 金豐螢石礦選礦工藝

選礦廠破碎系統為2段1閉路破碎工藝，其中粗碎采用顎式破碎機，細碎采用反擊式破碎機，與篩寬為22 mm的格條振動篩組成閉路，屬典型的小型選礦廠破碎工藝流程。磨礦系統采用1段閉路磨礦工藝，其中磨機為2 100 mm×3 000 mm格子型球磨機，與φ1 500 mm單螺旋分級機組成閉路，要求螺旋溢流細度達到-0.15 mm 75%。螢石粗精礦再磨系統采用水力旋流器—球磨工藝。粗精礦經過旋流器分級后，分級溢流進螢石精選作業，分級沉砂進再磨作業。其中水力旋流器規格為φ350 mm，旋流溢流細度為-0.15 mm 80%以下；再磨機為1 500 mm×3 000 mm格子型球磨機，再磨排礦直接與旋流器溢流混合后進精選作業。浮選系統采用1粗3掃7精浮選工藝，粗選油酸鈉用量為320 kg/d，水玻璃用量為80 kg/d，純堿用量為900 kg/d。礦漿pH值為9～10，在掃2作業和精選1作業適當補加藥劑。

1.3 選礦工藝技術存在的問題

1.3.1 磨礦工藝存在的問題

螢石在1段磨礦工藝和再磨工藝中過磨現象非常嚴重。主要體現在：1段磨礦分級溢流細度中 -0.15 mm粒級達80%以上；2段再磨—水力旋流器溢流產品中-0.15 mm粒級含量達95%以上，直接導致螢石精礦中+0.15 mm粒級含量占有率僅有7%，達不到螢石粉+0.15 mm粒級含量占有率達到20%以上的要求，影響螢石粉的銷售價格。

螢石在磨礦工藝中存在過磨現象，與鋼球裝球制度和補球制度的不合理密切相關。選礦廠長期補加φ110 mm鋼球，形成粗粒為主的球荷分布特性，不僅使分級溢流中粒度分布呈現“啞鈴型”，而且使1段磨機的襯板使用壽命只有5個月、磨礦過程鋼球總單耗超過1 kg/t，與普通螢石礦的鋼耗偏差較大。此外，給礦粒度不均勻，導致1段磨礦過程中頑石產生量偏高，一天排放量約10 t，占入磨量的2%以上。

1.3.2 浮選工藝存在的問題

由于磨礦工藝存在過磨現象，使浮選給料粒度不均勻，直接導致最終螢石精礦產品中+0.15 mm粒級占有率僅為7%，達不到精礦產品的要求。而選礦廠油酸和純堿等選礦藥劑用量偏高，對比其他螢石礦，藥劑制度不合理，導致螢石選礦過程跑尾嚴重，尾礦含螢石在10%以上，致使螢石精礦回收率僅有77%左右。對單一石英-螢石礦而言，螢石回收率嚴重偏低。

此外，浮選給料的不均勻和過粉碎，直接導致螢石粉過濾時精礦水分偏高，易堵住陶瓷過濾機的孔隙，增加了酸洗的次數。導致后續尾礦脫水困難和尾水沉淀時間延長，消耗了大量的沉淀藥劑。

2 選礦工藝技術優化方案

2.1 磨礦工藝技術優化

1段磨礦分級工藝優化主要進行精確化裝補球和磨礦分級工藝參數優化，其目的是通過裝補球制度的技術優化，改善分級溢流的粒度分布，使粗精礦在較粗粒度下上浮，盡可能提高螢石的產率和回收率，降低尾礦中螢石品位；同時改善尾礦的粒度分布，有利于尾礦脫水工藝。

再磨工藝優化主要采用1段磨礦排出的頑石作為再磨機的磨礦介質，其目的是利用頑石介質輕的特點，使粗精礦再磨時減輕過磨現象，獲得較好的螢石精選粒度組成，從而使螢石粉+0.15 mm粒級含量占有率達到20%以上的要求。磨礦工藝的優化目標是在提高溢流合格細度的基礎上降低磨礦過程成本。其中1段球磨機鋼球單耗從0.95 kg/t降至0.80 kg/t，襯板使用壽命從5個月提高至10個月。再磨機中采用1段磨排礦頑石作為磨礦介質，鋼球停用，相當于鋼球單耗降低0.18 kg/t，同時使頑石得到了有效利用。

2.2 浮選工藝技術優化

浮選工藝技術優化主要進行粗選、掃選和精選作業下的藥劑用量和合適的入浮細度，尋求最優化的藥劑制度及流程結構，從而獲得最高的螢石回收率。并在合適的流程結構下，生產出兩種螢石產品，一種含CaF2為97%的高品位精礦產品，另一種為含CaF2為90%的低品位精礦產品。

浮選工藝的優化目標是使螢石粉+0.15 mm粒級占有率在20%以上，使尾礦中螢石品位從10%降至7%，提高螢石總回收率7.5個百分點；螢石產率從25.3%提高至27.6%，螢石捕收劑油酸用量下降約30個百分點。

3 經濟效益評價

3.1 直接經濟效益

(1)鋼球單耗降低0.33 kg/t，按處理量450 t/d計算，鋼球采購成本5 000元/t，則年節省經費24.50萬元/a。

(2)延長磨機襯板使用壽命5個月，每付襯板按12萬元計算，則年可節省經費12萬元/a。

(3)藥劑成本降低1元/t，則年可節省經費14.85萬元。

(4)螢石精礦產品的粒度特性改善，提高了螢石粉的市場競爭力，產品價格每噸可提高100元，則年增經濟效益為397.56萬元/a。

(5)尾礦中氟化鈣含量降至7%，按原礦氟化鈣品位32%計算，總回收率提高了7.5個百分點，螢石粉精礦每噸按1 500元計算，則年增經濟效益為551.1萬元/a。

綜合計算，以上直接經濟效益總計為1 000萬元/a。

3.2 間接經濟效益

(1)磨礦工藝優化后，可降低磨礦過程的能耗，節約了電能。

(2)磨機襯板使用壽命提高一倍后，使磨機的運轉率得到了提高；

(3)磨礦分級溢流粒度特性改善后，有利于提高精礦過濾和尾礦脫水性能，可降低精礦和尾礦脫水成本。

(4)頑石被利用后，既提高了頑石所含螢石的回收率，又減少了頑石外排的運輸成本。

綜合估算，年產生間接經濟效益可達100萬元。

4 結 語

針對金豐螢石礦生產螢石精礦產品過程中存在的一系列技術問題，在不影響正常生產運營的情況下，選礦廠提出了整體技術優化方案。優化后解決了選礦工藝中存在的過磨現象，使螢石精礦產品粒度達到了銷售要求，優化了選別指標，經濟效益顯著。

[1] 錢 鑫，宋光興.用多屬性組合決策法對選礦廠進行技術經濟綜合評價[J].中國礦業，2001，10(3):53-56.

[2] 呂寶華.關于中、小選礦廠經濟效益的探討[J].新疆有色金屬，2014(2):75-76，78.

[3] 崔麥英，黃瑞強.落實工藝技術標準，提高選礦技術經濟指標[J].銅業工程，2012(5):35-38.

[4] 張之明，張傳柱，徐 平，等.提高某礦山選礦技術經濟指標試驗研究及生產實踐[J].黃金，2014，35(8):73-76.

2015-11-02)

周 平(1974—)，女，會計師，341000 江西省贛州市紅旗大道86號。