鉛鋅礦磨礦生產(chǎn)工藝研究

劉怡彬

（江銅集團七寶山礦業(yè)有限公司，江西 宜春 336400）

江西某鉛鋅礦礦體多、礦層薄、礦石性質(zhì)不連續(xù)、波動大，原礦SiO2差異大，有的礦點SiO2含量為20%，有的礦點SiO2含量達90%，礦石可磨性差異極大。隨著采場開采的延伸，SiO2含量逐年提高，磨礦難度進一步加大，磨礦成本不斷攀升。為了降低生產(chǎn)成本，減少鋼球消耗，開始加大力度研究磨礦工藝，主要對陶瓷球試用和5#球磨機轉(zhuǎn)速提高這兩方面進行了研究。

1 礦石性質(zhì)

礦石中的礦物類型多，且比較復(fù)雜。礦石中鉛主要為方鉛礦，方鉛礦呈現(xiàn)他形晶粒狀，一小部分呈現(xiàn)半自形、自形晶粒狀。方鉛礦粒度范圍廣，不同粒度方鉛礦含量基本一樣，都是粗細粒不均勻分布，這種類型的礦山無法明確磨礦細度[1]。方鉛礦主要分布在閃鋅礦粒間和裂隙地帶，構(gòu)成了交代結(jié)構(gòu)，接觸界面不齊導(dǎo)致形成了不規(guī)則的嵌鑲，互相包裹，因此，方鉛礦和閃鋅礦難以分解。方鉛礦和磁鐵礦、赤鐵礦、黃鐵礦嵌鑲類型主要是規(guī)則的嵌鑲，只有少量被包裹。

礦石中鋅主要為閃鋅礦，呈現(xiàn)他形晶粒狀，工藝粒度為粗粒不均勻，粒度范圍廣，主要為粗粒。閃鋅礦和方鉛礦相連構(gòu)成了兩個礦物顆粒相差大的連生礦，這種連生礦較多類型是閃鋅礦粒度大、方鉛礦粒度小。連生礦在同等條件下，大粒度礦物分解性相較于小粒度礦物分解性要好，因此，同一磨礦細度，閃鋅礦已經(jīng)能夠符合解離要求，但是方鉛礦仍然無法滿足解離要求[2]。閃鋅礦的鐵含量更高，其中包裹著一些鐵，但是其是以細粒狀的赤鐵礦、磁鐵礦以及黃鐵礦形式存在的。

通過光學(xué)顯微鏡鑒定發(fā)現(xiàn)，礦石中無銀礦物，銀基本集中在方鉛礦，因此，只有方鉛礦中的銀才有價值，并與方鉛礦一同進入到鉛精礦來計價，其他礦石中的銀無價值。礦物中也有銅礦物，銅基本富集在方鉛礦。礦石中，銀和銅同步富集在方鉛礦中。通過對原礦多元素分析發(fā)現(xiàn)，原礦鉛和鋅含量已經(jīng)符合工業(yè)要求，銀和銅等礦物可以得到綜合利用，其他成分則不具有工業(yè)利用價值。而通過分析鉛鋅物發(fā)現(xiàn)，礦石內(nèi)的鉛鋅主要存在形式為硫化物，可以用浮選法進行回收利用[3]。

2 磨礦生產(chǎn)工藝研究

硫化鉛鋅常用浮選原則為優(yōu)選浮選、混合浮選、等可浮選。無論何種原則，都會出現(xiàn)鉛鋅分離、鋅硫分離問題，這就需要合理選擇調(diào)整劑。在前期探究過程中，鉛的浮選捕收劑選用苯胺黑藥，鋅的浮選捕收劑選用丁基銨黑藥，黃鐵礦的浮選抑制劑選用石灰，鋅的浮選抑制劑選用硫酸鋅，鋅的活化劑選用硫酸銅，使用優(yōu)先浮選原則分離鉛鋅[4]。生產(chǎn)過程中，-200目的磨礦細度無法保證有價礦物得到有效解離，進而導(dǎo)致礦物回收率低，產(chǎn)品包裹嚴重。礦石中，方鉛礦極易泥化，要想將其礦石磨細將礦物解離，又想減輕過磨和過度粉碎，常規(guī)磨礦技術(shù)無法很好的滿足要求，需要改變磨球，提高球磨機轉(zhuǎn)速。

2.1 原磨機工作狀態(tài)

磨機磨礦任務(wù)是通過鋼球完成的，磨內(nèi)裝球尺寸和球比直接影響了磨礦效果。原生產(chǎn)過程中，磨機產(chǎn)品粒度構(gòu)成不好，礦物解離程度不高，存在過度粉碎現(xiàn)象，導(dǎo)致回收率低，有些礦石甚至無法回收利用[5]。因此，隨著采場開采的延伸，SiO2含量逐年提高，磨礦難度進一步加大，磨礦成本不斷攀升。為了降低生產(chǎn)成本，減少鋼球消耗，開始加大力度研究磨礦工藝，主要對陶瓷球試用和5#球磨機轉(zhuǎn)速提高這兩方面進行了研究。

2.2 陶瓷球試用分析

2.2.1 試驗

加大力度對各廠陶瓷球進行考察，考察其在磨礦中的應(yīng)用。其他選廠應(yīng)用陶瓷球的優(yōu)勢主要在于：陶瓷球重量輕、可以有效減輕球磨機的負荷、電耗，同時，其具有較好的耐磨性，單耗只需鋼球1/2，可以減少鐵質(zhì)污染，便于浮選指標(biāo)，減少添加量，降低勞動強度，并減弱噪音[6]。但是，陶瓷球磨礦效果比鋼球要差，通過對3#球磨機和4#球磨機測算，發(fā)現(xiàn)其填充率僅為25%和18%。而為確保磨礦細度和試驗成功，選擇填充率低的4#球磨機進行陶瓷球裝入試驗，通過提高球磨機內(nèi)填充率保證磨礦細度的穩(wěn)定。

試驗過程中，先選取生產(chǎn)現(xiàn)場生產(chǎn)現(xiàn)場水力旋流器沉砂樣品烘干，其細度-200目為26.9%。用20%相同充填率，并依據(jù)不同的球類分別進行磨礦300g，并進行200目篩析[7]。球配比情況如表1～表4。不同球配比下進行磨礦試驗，試驗結(jié)果如表5，在磨礦5min時，全瓷球磨礦效果最差，混合球效果提升幅度大，和全鋼球效果相差較小，磨礦10min、15min時，四種球配比的磨礦效果均無明顯差異。因此，若是礦石難磨，則可以使用混合球方式，按照難磨程度調(diào)整鋼球配比。

表2 全瓷球

表3 1/2鋼球和1/2瓷球

表4 3/4鋼球和1/4瓷球

表5 試驗結(jié)果

表6 對比提速前后5#球磨機鋼球用量以及磨礦細度

2.2.2 試用

4#球磨機試用時，由于其填充率低，需要增加球量來降低陶瓷球?qū)τ谀サV細度的影響，因此，先試用該球磨機。在4#球磨機每日添加300kg陶瓷球，停止添加鋼球，1個月后，發(fā)現(xiàn)該球磨機填充率上升，存在沖出危險，因此需要減少添加量，每日添加100kg。再1月后，檢測發(fā)現(xiàn)磨礦細度降低，開始補加30kg鋼球，之后增加到100kg，4個月后，陶瓷球調(diào)整為75kg，鋼球調(diào)整為150kg[8]。補加陶瓷球時，前10天電流為240A，之后電流不斷下降，2個月后達到180A，添加鋼球后電流回升到200A，之后再進行調(diào)整后，電流基本為200A～210A。

3#球磨機試用時，基于4#球磨機試用比較好的情況，補加200kg陶瓷球，電流從230A下降到170A，磨礦細度也大幅度下降，之后將調(diào)整陶瓷球和鋼球添加量分別為100kg，最后，與4#球磨機一同調(diào)整，將陶瓷球添加量調(diào)整為50kg，鋼球添加量調(diào)整為200kg，電流上升到190A。

綜上，通過比較發(fā)現(xiàn)，鋼耗上，3#球磨機每日加球比例為50kg陶瓷球和200kg鋼球，4#球磨機每日加球比例為75kg陶瓷球和150kg鋼球。相較于每日添加330kg鋼球而言，每月少添加1800kg鋼球，計算得到，每月可減少成本7863元。電流上，兩個類型的球磨機功率下降28KW，每月減少電耗P=28×24×30=20160度，約12096元。襯板消耗上，4#球磨機襯板使用時間延長。細度上，二氧化硅含量上升情況下磨礦細度上升。在58.15%二氧化硅含量下，隨著二氧化硅含量上升，為保證細度，需要降低陶瓷球比例，導(dǎo)致效果也有所減少。

2.3 5#球磨機提高轉(zhuǎn)速分析

5#球磨機磨礦效率低，生產(chǎn)成本高，細度又不高，相較于1#和2#而言，5#球磨機處理量可以達到25t/h，是1#的3倍，鋼球消耗量則為5倍。5#螺旋溢流細度-200目只有42%，1#則可以達到50%。通過對5#球磨機分析發(fā)現(xiàn)，其轉(zhuǎn)速只有21r/min，僅為臨界轉(zhuǎn)速75%，而一般的球磨機轉(zhuǎn)速要達到臨界轉(zhuǎn)速78%～88%。同時，球磨機越小，轉(zhuǎn)速率選擇越大，選廠1#、2#球磨機轉(zhuǎn)速率甚至超過88%，約90%。

5#球磨機提速后，轉(zhuǎn)速為23r/min，為臨界轉(zhuǎn)速83%。如表6所示，其為提速前后5#球磨機鋼球用量以及磨礦細度對比。

從表6中可以發(fā)現(xiàn)：提速前，平均鋼耗為1.072kg/t、平均電耗為10.36度/t、-200目細度為42%，磨礦機利用系數(shù)q=25*（0.42-0.06）/14.5=0.63。提速后，平均鋼耗為1.139kg/t，提速后上升0.067kg/t、平均電耗10.92度/t、-200目細度為44.4%、磨礦機利用系數(shù)q=25*（0.444-0.06）/14.5=0.66。而在原礦SiO2含量相差不大時比較，磨礦細度提高2.9%，節(jié)約0.14元/t。

3 結(jié)語

綜上所述，通過對江西某鉛鋅礦磨礦生產(chǎn)的研究發(fā)現(xiàn)，為降低生產(chǎn)成本，減少鋼球消耗，采用陶瓷球提高5#球磨機轉(zhuǎn)速可以減少電耗、鋼耗等，降低成本，提高磨礦細度。