选矿厂工艺流程设计

选矿厂工艺流程设计

制定工艺流程是选矿厂设计的首要任务。在设计前，工艺设计人员必须全面了解所设计的矿床赋存情况、矿石类型、矿石物理及化学性质、矿物组成及品位、嵌布粒度、共生关系等，并和地质、采矿人员共同研究商定采取矿样方案，以便进行选矿试验。在试验中，要和试验人员研究试验方案，最后由试验部门提供试验报告作为设计的基础资料。在制定设计工艺流程时要注意的若干原则问题，分述如下。

一、工艺流程的确定原则

设计工艺流程及设备选择应遵循：

（一）设计的工艺流程应根据试验报告并参考类似选矿厂成熟经验确定。当选矿方法存在两个方案时，应在相同试验规模基础上进行全面技术经济比较，推荐最佳设计方案。

（二）可靠、高效和低耗是确定工艺流程的根本原则，在保证同等效益的前提下，工艺原则流程应力求简单以利于生产操作。

为适应采矿供矿条件和矿石性质的变化，在流程、设备选择和配置上要具有灵活性。对于进厂原矿矿石性质及品位波动较大时，应设立配矿设施以混匀矿石，使能稳定生产，提高选矿回收率。

（三）不同矿石类型的分别处理或混合处理。若各种类型矿石的可选性试验结果表明在磨矿细度及选别流程有明显差别时，则需分别处理，进行分别采选。如白银厂铜矿矿石类型主要有块状含铜黄铁矿和细脉浸染型铜矿，由于其选别流程有明显差别，在选矿石中必须分别处理。反之，虽然矿床中矿石类型多，但选别流程差异不明显，则可混合处理。

二、破碎段数及产品粒度的确定原则

破碎段数主要取决于采矿场来矿的最大块度和选矿厂破碎产品最终粒度。它与矿床赋存条件、矿山规模、采矿方法及装运设备等有关。最终产品粒度视选矿厂磨矿流程而定。

采用常规碎磨流程时，露天开采和大型坑内矿山的来矿块度大，一般为三段破碎；小型坑内矿山常采用两段破碎。如果矿石硬度大，根据最终破碎粒度要求也可以考虑四段破碎。

常规碎磨流程的破碎产品粒度的确定，由于破碎较磨矿效率高、费用低、能耗低、因此应遵循“多碎少磨”的原则，尽可能降低破碎产品粒度。一般为－10～－15毫米。最终一段破碎即细碎以闭距破碎为宜。

使用棒磨机为开路作业时，破碎产品粒度一般控制在15～20毫米；当破碎含泥量多的矿石时，产品粒度可适当放大到20～25毫米。

砾磨机一般用作研磨棒磨产品或球磨机、半自磨机的产品。所需磨矿介质，一般从破碎流程分出40～100毫米粒级矿石供砾磨机使用。

采用自磨、半自磨流程时，矿石采用一段破碎到350毫米以下。

破碎产品直接供选别时，可根据矿石的解离度及不同工艺设备的入选粒度要求而定。一般给入跳汰选矿为－20毫米；重介质选矿为－25，＋3毫米，静态重介质选矿可到100毫米。

当要求破碎产品作为成品时，可根据用户要求来确定产品粒度。

三、洗矿作业的选定条件

选矿厂考虑洗矿作业有如下条件：

（一）矿石含泥量多、水分大时，必须考虑洗矿，以利破碎筛分作业的正常进行，防止破碎机及筛子的堵塞。

（二）矿石进行预选（如手选、光电选、重介质选矿）前需要洗矿。

手选、光电选是利用矿物和脉石、围岩颜色的不同进行选别的，所以必须预先洗除污泥，使矿石色泽清楚。重介质选矿时，为降低矿浆粘度、提高选别效果，亦须预选洗矿。

（三）某些矿床，如沉积型铁锰矿床，洗矿是一种选别方法，通过洗矿脱泥使用有用矿物提高品位而获得合格产品。又如天然硅砂，通常只需经洗矿、筛分（或分级）便可获得合格产品。

（四）有色金属、贵金属、稀有金属、金刚石的砂矿，大多数需要洗矿。

（五）有的太石含泥并有可溶性金属盐类，洗矿后可以回收溶解金属。

（六）特大型选矿厂，若采用洗矿作业导致工序复杂、难于管理，因此，往往在中碎前采用重型振动筛，筛出粉矿部分直接进入粉矿仓，以避免使用洗矿作业，从而简化了破碎流程。如布干维尔（Bougainville）选矿厂用2.4×6米重型筛筛出泥矿直接运到粉矿仓，没有设置洗矿作业。

（七）对于难洗矿泥的矿石，可考虑采用半自磨（或自磨）流程来处理。

洗矿设置地点一般在粗碎后进行，但也有在粗碎前使用，少数设在细碎前。设计时要根据具体情况来决定。

由于泥矿和砂矿性质不同，洗矿后的矿泥一般是单独进行处理，这样可以提高选别效果。但对于规模较小的矿山且含泥量又不多时，也可考虑将泥矿保并到矿石中一起处理。

设计时应结合矿床赋存条件、矿物组成及矿石物理性质、含泥量多少、采矿方法、运输条件等因素，参考国内外有关实践合理选择洗矿方法和设备。

四、磨矿流程的选择原则

磨矿流程有多种，主要有：

（一）常规磨硫流程，主要有：

1、球磨流程；

2、棒磨－球磨流程；

3、棒磨－砾磨流程。

（二）自磨流程，包括有：

1、一段全自磨流程；

2、自磨－砾磨流程；

3、块磨磨矿流程；

4、自磨－球磨流程；

5、自磨－细破碎－球磨流程（A、B、C、流程）；

6、单段半自磨流程；

7、半自磨－球磨流程；

8、半自磨－砾磨流程。

此外，尚有其他多种组合。在这些流程中生产实践常用的有：常规磨矿流程，块磨磨矿流程（北欧国家用），半自磨－球磨流程和自磨－细破碎－球磨流程。我国目前普遍使用的是常规磨矿流程，少数矿山使用自磨流程。设计欲采用自磨（半自磨）的工艺时，必须根据半工业试验结果与常规碎磨流程进行技术经济方案比较，推荐最佳的碎磨设计方案。

设计常规碎磨注程时，由于破碎效率远比磨矿效率高，所以要遵循尽量降低破碎粒度，提高球磨生产能力的“多碎少磨”的原则。“多碎少磨”具有下述优点：1、提高磨矿生产能力降低单位能耗及成本；2、粉矿仓不会发生析离现象；3、磨矿给矿均匀，降低钢球消耗；

4、降低噪音；

5、减少维修工作量等。

在设计粗磨矿分级回路中使用水力旋流器时，为了减少砂泵及旋流器的磨损必须使用溢流型球磨机，球磨机排矿口需增加一定长度的轴颈筛（圆筒筛），砂泵槽也需采取隔离小球和大矿粒的措施。

在设计棒磨－砾磨流程时，对砾磨排出的顽石需有返回棒磨再磨的措施（如凤凰山选矿厂采用超声波自动控制气动返回棒磨措施）。

设计时注意吸收成熟的选进经验，对于新型磨机品种要进行试验后方可在设计中选用。设计中研究采用新型衬板及材料如橡胶衬板、角螺旋衬板、磁性衬板等。研究磨矿介质的形状、质量。这些均需通过现场实践调查，或经过试验后采用。

选择采用合理先进的分析工艺及高效率分级设备。一般采用水力旋流器或螺旋分级机分级。生产实践中的两段分级，第一段磨矿使用直线筛，细磨使用高频细筛等以及其他高效率分级设备。

五、选别流程的确定