嵩县东湾选厂优化工艺设备研究

2012-11-17刘亚博丁彦同王天尧

采矿技术 2012年1期

关键词：矿量选厂旋流器

刘亚博，丁彦同，王天尧

（嵩县金牛有限责任公司，河南洛阳市 471435）

嵩县东湾选厂优化工艺设备研究

刘亚博，丁彦同，王天尧

（嵩县金牛有限责任公司，河南洛阳市 471435）

针对东湾选厂工艺流程及设备存在的问题，分别对磨矿、浮选、排污、再选工艺进行改造，同时对该厂供料系统、除尘系统及配电站进行革新，效果明显，年新增处理矿量能力11460t，新增黄金产量65kg，有效地缓解了生产的压力，也使得选矿回收率提高了0.7个百分点，每年可创造经济效益650余万元，实现了经济效益最大化。

磨矿工艺；浮选工艺；技术改造；供料系统；除尘系统

0 前言

金牛公司东湾选厂位于嵩县大章乡任岭村境内，1995年3月开工建设，同年10月投入生产运营，设计日处理矿石能力100t／d。经过数十年的发展，到目前为止，日处理矿量提升到330t／d，选矿工艺流程也由全泥氰化－锌粉置换转变为原矿浮选加浮选尾矿氰化活性炭吸附工艺。在生产过程中，虽然对工艺及设备进行过多次改造，但仍没有达到要求，为此专门成立了工艺设备技术改革小组，对现行工艺设备中存在的问题进行了一系列的探索、改造，经过近一年的努力，取得了多项革新成果，获得了显著的经济效益。

东湾选厂2006年以前为两段全闭路的磨矿工艺流程，日处理矿量270t／d，原矿磨矿后进入浮选工艺流程进行浮选，浮选尾矿进入炭吸附工艺流程，最终废弃物排入尾矿库。生产中受到设备陈旧、科技含量低、工艺落后等诸多因素困扰，为此主要从工艺和设备两方面进行了探索及研究。

1 生产工艺技术改造

1.1 磨矿工艺

2006年6月份以前的磨矿工艺流程为两段全闭路，如图1所示。一段磨矿为ZQMYΦ2130球磨机，经FG1.5m分级机一次分级后，进入HCΦ300旋流器进行控制分级，旋流器溢流进入浮选工艺流程，旋流器沉砂进入二段MQZΦ1535球磨机再磨。

入选品位的不断下滑导致了较大的压力，要获得理想的生产效益，唯有提高日处理矿量能力，为此决定新增加1台二段磨矿磨机，将原来做为二磨的球磨机恢复为一段磨矿，形成2个系列二段磨矿的工艺格局，如图2所示。

图1 原磨矿工艺流程

图2 磨矿工艺改造后流程

改造目的是在增加1台磨机的情况下，将处理矿量能力提高60t／d。改造前，一段磨矿浓度75%，分级机溢流浓度29%，细度60%－200目，二段磨矿浓度70%，旋流器溢流浓度28%，细度74%－200目。经过改造，日处理矿量330t／d，2个系列一段磨矿浓度平均75%，分级机溢流浓度平均29%，细度60%－200目，二段磨矿浓度70%，旋流器浓度28%，细度76%－200目。从上述数据看，改造前后的工艺技术指标没有发生太大的变化，但年新增处理矿量能力11460t，新增黄金产量65kg，其它副产品若干，有效地缓解了生产的压力。

1.2 浮选尾矿工艺

由于日处矿量能力增加，使矿浆的有效浸出时间及活性炭吸附时间降低，排放尾矿中尾渣和尾液品位持续跑高，经跟踪检测，排放的尾液品位达到0.066g／m3，尾渣品位0.8g／t，贵金属流失严重，经济损失较大。

改造前，浮选尾矿的各项数据为：矿量270t／d，浸出浓度40%，共有JJCA型Φ4.5×5m浸出槽8座，其中第一槽为预浸槽，则单槽容积V单为71.5 m3，总容积V总为572m3，矿浆容积为508.85m3；单位时间浸出槽矿浆为21.20m3／h，浸出时间与吸附时间分别为26.98，23.61h。

改造后，矿量增加至330t／d，在原数据不变的情况下有：矿浆容积621.92m3，单位时间通过矿浆25.91m3／h，浸出时间缩短了4.9h，为22.08h，吸附时间缩短了4.29h，为19.32h。

以上分析证明，原系统勉强能满足生产，而改造后浸出与吸附时间明显不足，须延长浸出吸附时间。为此，启用闲置的XFCA浸出系统（以下称氰Ⅱ）。

启用的氰Ⅱ系统，矿浆分流约1／3（110t），浸出浓度40%，氰Ⅱ共有Φ3.5×4m浸出槽7个，将第一槽做为预浸槽，计算得单槽容积50.87m3，总容积356.09m3，矿浆体积207.31m3；单位时间通过能力为8.64m3／h，浸出时间与吸附时间分别为41.21，35.33h。

分流1／3矿量后，氰Ⅰ系统的有效数据为：矿浆体积V单＝414.62m3，单位时间通过矿浆17.28 m3／h，浸出时间33.10h，吸附时间28.96h。

将以上数据列为表1，可以看出，浸出和吸附时间均有明显的变化，根据实际生产中的跟踪取样，改造后排放尾矿中尾液品位氰Ⅰ为0.02g／m3，氰Ⅱ为0.01g／m3，尾渣品位氰Ⅰ氰Ⅱ均为0.4g／t，选矿回收率提高了约0.7个百分点。

1.3 排污工艺

由于矿量的增加，原浓密机已满足不了生产的需要，脱药效果差，环保形势严峻。为有效治理外排尾矿，防止造成环境污染，经过一系列试验及考察、论证，决定采用碱氰法对含氰废弃物进行排放再处理。

表1 改造前后浸出时间与吸附时间对比

浮尾系统最终排液量约为472m3，其中1／3（约157m3的尾液澄清水）可返回生产系统再利用，CN－含量在0.2‰左右。

试验中，漂白粉用量为0.5～3.5kg／t，处理时间为1～4h，最终经数据比较认为在3kg／t用量中处理2h时效果较为理想。使用2台Φ3.5×4m浸出槽作为漂白粉反应搅拌槽。为了获得漂白粉稳定的添加量，又安装了1台漂白粉给药机。系统启动后，具体数据为：单槽容积50.87m3，总容积101.74 m3，矿浆体积为621.92m3，单位时间通过矿浆25.91m3／h，漂白粉与矿浆搅拌处理时间为3.93h。

在浸出槽中漂白粉的有效反应时间约为试验时的2倍，加上排放到尾矿库后自然降解的时间，效果应该更好。从跟踪情况看，CN－含量由原来的0.2‰降低到微量，取得了较好的效果。

1.4 再磨工艺改造

为了切实做到废水回收再利用，节约成本、降低消耗、利于环保，作者又对工艺进行了改造，新增1台GMQΦ2145球磨机替代MQZΦ1535二磨球磨机，新建1座NZS－Ф18m浓密机进行浓缩脱水，以达到尾矿废水全部回收利用的目的，同时进一步提高磨矿细度、优化炭浸作业条件、降低炭的磨损，减少不必要的经济损失。改造后工艺流程见图3。

在磨矿工艺后，矿浆直接进入浮选工艺流程，浮选尾矿进入NZS－Ф18m浓密机，浓缩脱药后溢流水用于一段磨矿，底流浓度达到70%～75%后进入Ф2145球磨机再磨，二段磨矿由LP100旋流器泵送入HCФ300旋流器控制分级，沉砂返回二段磨机再磨，旋流器溢流进入Ф15m浓密机和Ф12m浓密机后到浮选尾矿炭吸附工艺，在二段磨矿磨机内加入氰化钠进行磨前预浸，延长了浸出时间，尾矿含氰废水返回后可在这个工艺中利用，这样既解决了含氰污水的回收再利用，节约水资源、保护环境，同时进一步完善了工艺条件，优化了炭浸作业条件，降低了贵重金属流失量，实现了一举多得。

图3 再磨工艺改造后流程

2 设备技术革新改造

2.1 磨矿供料系统

原设备由于陈旧、配件难购、故障率高、维修量大等缺点，不能满足生产的需要，因此需要对设备进行更新。经过考察，GZ－2电磁振动给矿机适合工艺要求。该机水平产量为10t／h，10°产量为14 t／h，同时由于采用电磁振动的原理，该机体积小、能耗低、结构简单、维修简便。为了获得准确的处理矿量，自行制做了自动测矿量装置，为准确、可靠检测矿量提供了科学保障。

改造前后效果比较见表2，从表2可以看出，改造后该机150W的功率比原机功率降低了10倍，节能降耗；改造后，每天仅电费一项就可以节约21.06元／台；减少了维修量，维修费用几乎为0，节支明显；降低了故障停车时间；供料均衡，效果显著。

表2 供料系统改造前后效果对比

2.2 除尘系统

除尘设备为建厂时安装，虽经多次改造，但效果较差。生产作业时车间到处尘灰飞扬，给职工的身心健康及设备的正常运转带来较大的影响。

由于更新改造牵涉到整套除尘设备的更换，考虑只改造其核心部分，达到革新的目的。改造除了考虑设备的实用性，还考虑到原设备的空间位置狭小、车间内湿度较高等不利因素。考虑到潮湿，将风机悬空架装；考虑到通畅，采用圆筒形结构设备；考虑到风压，采用了1台JK255－4－5.5kW轴流式局部通风机，该机风量2.1～3.7m3／s，全压1000～1820MPa。改造完毕后投入使用，由于工作场所比较封闭，因此除尘效果较好。随后又对另一台除尘器进行了技改，由于场所较开放，除尘效果没有第一台好。

改造效果见表3，从表3可以看出，操作环境的改变减少了开车时间，生产效率随之提高，且开车时间的缩短，节约了电能，降低了吨矿成本，经济效益较为明显。此改造适宜于较封闭的场所使用。改造后充分改善了职工的操作环境，最大程度上防止了职业病的发生，并提高了设备运行的安全程度，且降低了生产成本，节约了维修费用。

表3 除尘系统改造前后效果对比

2.3 配电站无功功率补偿改造

东湾选厂初建时，总装机容量为S7－500kVA电力变压器1台，设备总功率480kW，随着历年的技改，目前为止，设备功率为1522.95kW，开机功率达到1302.45kW，装机容量1400kVA，主供电设备为S7－800kVA、S9－500kVA、S7－100kVA电力变压器各1台。

500kVA变电器主要的供电对象为3个车间的数十台设备，总功率为252.5kW，这些车间的负荷全部为感性负荷，感性无功功率耗能大，平均有功功率P为190kW，功率因数为0.67。在一定的有功功率下，功率因数越小，所需要的无功功率就越大，因此变压器的容量和供电线路也越大，这样不仅增加供电投资、降低设备利用率，也增加了线路网损。

因此需要对系统进行无功功率补偿，选用电力电容器并联集中补偿法，电容补偿柜安装在变压器的二次侧。电容补偿柜运行后，功率因数提高到0.9～0.95，达到了功率因数规定的标准，装设电容器组的容量Qc为119.7kVA。

在实际的生产中，500kVA变压器装设200 kVA容量的电容器组，投入150kVA电容器组，运行功率因数提高明显，二次侧电压有较大幅度的提高，效果显著。电能表的读数从每天2640kWh降低到2580kWh，电流从400A降低到320A，由此每天可节约电能180kWh，按0.7元／kWh，则每天可节约费用126元。

通过无功功率补偿装置的投运，无功功率补偿因数得以提高，减少了视在功率，总电流随之减少，供电系统的电能损耗和电压损失相应降低，既节约了电能又提高了电压质量，避免选用较大容量的设备和导线，而且以较小的投入收到了较高的回报，节约了能源，经济效益明显。