浅谈选矿厂工程设计新理念及实践

蔡小勇，熊 立，方霖

（1.江西省地矿资源勘查开发中心 江西 南昌 330030；2.江西省地矿资源勘查开发有限公司 江西 南昌 330030）

工业经济的发展推动了矿产资源的开发，工业矿山项目从开发到如今已经百余年了，欧美从19世纪开始建设重选厂，19世纪末出现了浮选厂以及磁选厂，到了20世纪40年代出现了化学选矿,20世纪60年代以来发展出了细粒重选、微细粒浮选、湿式强磁选和选冶联合流程,选矿厂的发展迎来了新的阶段。

我国第一个重选厂是从1909年开始设计建成的，建国之前选矿厂非常少仅有20余座，从新中国开始国内的工业有了初步的发展，先后设计和建成了千余座选矿厂。到了上世纪70年代后，国内逐渐兴建了数座大规模选矿厂,位于江西省的德兴铜矿第三选矿厂每日的矿石处理量能够达到60000t,这种规模已经在世界范围内领先。

矿业设计技术在我国经历了数个阶段，在建国初期主要借助苏联来进行，改革开放以后积极学习国外先进技术经验并且实现了国内的自主创新，经过不断发展建设出了金川镍业、首钢大石河、德兴铜矿等一批技术一流的大型矿业工程项目。伴随着矿业项目的持续发展，新技术、新设备等都实现了创新和发展，这些进步都源于“新理念”，通过新的设计理念实现进步和发展。由此可见，选矿厂工程设计新理念意义重大。

1 选矿厂工程设计新理念及实践

1.1 “融新”理念

开展选矿厂工程设计时，首先要秉持“融新”理念，也就是要将选矿学科的新理念、新视野和新技术融入进来，将选矿事业发展的大方向紧紧把握。

（1）对于“融新”理念的“新理念”，首先要将矿产行业的转型升级机遇紧紧的抓住，对于上级安排的产业发展方针政策严格贯彻好，确保选矿厂能够始终依靠先进的理念开展设计工作，保证设计完成的矿厂能够顺利开展工作。

（2）对于“融新”理念的“新视野”，主要体现在当前选矿厂规模越来越大，因此在设计过程中要将视野打开，用“新视野”来创新选矿厂设计理念，确保选矿厂在面对困难的时候能够拥有更广阔的的视野来解决。

（3）对于“融新”理念的“新技术”，主要在于选矿方法、选矿药剂、选矿机械等方面的技术创新，技术创新主要在于设备的高效预选、高效无毒新药剂、高效节能新型破磨与分级设备、矿石综合分选技术以及超导磁体选矿技术等，通过技术创新实现选矿厂工作效率的提高。

1.2 “效益”理念

作为选矿厂，在进行设计的时候一定要将“效益”理念放在前位，选矿厂建设的目的在于获得经济效益，要想获得经济效益就需要选择高效的设备、节能材料等手段，将选矿厂的生产能力有效提高并且减小产品粒度实现节能降耗目标。

当前大部分的选矿厂较大的能耗单元在于碎磨流程，这一流程属于高投资、大消耗能量，设备投资占到了全部投资的一半以上，能耗占到了60%~70%，因此一定要进行设备更新，实现能耗节约。

对于选矿厂来讲，磁选设备的能耗也是比较高的，因此这一设备也需要进行科学选择以获取更多的经济效益。抚顺隆基研制的Φ1.5×5.0m特大型磁选机在能耗方面比较低，适合进行微细颗粒矿物的选别作业,因此建议选择这一设备来为选矿厂增加效益。当前针对磁选设备的研究发展到了超导高梯度磁选机的开发应用，美国Eries磁力公司已经生产出Φ3.05m的超导高梯度磁选机，已达到了应用的阶段，可以关注一下。

1.3 “系统”理念

选矿厂在遵循设计新理念的过程中，还需要重点考虑“系统”理念，即将传统选矿厂工程设计的界限打破，朝着深度和广度这两个方向延伸。

对于广度的延伸，首先是地质与选矿。通过建立地质品位的三维模型，利用模型将地质品位与选厂回收率的关系、矿石位置与选厂处理量的关系构建起来，提供给矿山选址建设的最佳方案；其次，联合设计。在进行联合系统化设计采选工作过程中，可以选择将厂子建在地下就可以让采出的矿石运出地表，可以直接在井下开展碎磨选别流程处理工作。剩下的尾矿、废石可以在采空区进行充填，这样还能够将地表错动和塌陷范围的影响有效降低，将征地面积有效减少，同时可以利用地下涌水做为选厂生产新水的补充用水,有效减少生产工序,明显降低作业成本，提高经济效益；最后，选冶联合技术。当前矿产资源逐渐出现复杂共伴生、低品位、微细嵌布等特点，这些特点的存在需要借助“选矿—生物冶金,选矿—湿法冶金”等联合方法，利用选冶联合技术来实现选矿工作的顺利进行。

对于选矿厂的设计“系统”理念，还要注意深度延伸方面，深度延伸主要是研究矿物物质成分以及开展选矿试验研究工作，通过结合起来研究并获取研究结果，利用研究结果建立起选矿设计模型。当前阶段比较先进的矿物物质成分研究仪器由QEMSCAN全自动矿物定量分析仪，这一仪器可以实现对矿石结构构造、矿石物理性质、粒度特性、单体解离度等指标得测定工作，这样可以获得最好的磨矿细度、阶段磨矿选矿工艺。只有通过深入的研究，才能够更好的保证选矿厂工作的顺利开展。

1.4 “集成”理念

当前选矿厂逐渐向着自动化方向发展，选矿自动化主要是利用现代化的信息检测技术实现选矿各作业流程的自动化控制。选矿厂在进行设计工作时，也要秉持“集成”理念，利用先进控制仪表来提升选矿工作自动化水平。当前集成化程度较高的控制系统有专家型控制系统，能够对选矿过程中的各项因素进行综合考虑，可以随着入选矿石性质的变化实现各变量的自动控制，让选矿指标能够达到一个最佳的数值。通过搜集相关的数据资料能够看出，通过选择集成化的自动控制技术可以提高选矿厂的生产能力、劳动生产率，降低选矿厂的生产成本、能源消耗。

现阶段，选矿厂对于自动化控制系统的实现重点放在了以下三点：首先，第一点为破碎自动控制。自动化控制主要借助的仪器为破碎机，利用破碎机来进行负荷检测、负荷分析，确保破碎机能够实现优化给矿控制；自动布料的实现利用料仓料位的检测和各破碎机能力的分析，实现破碎机负荷优化平衡控制工作。其次，第二点的磨矿分级自动控制。选矿厂自动控制系统的实现还包括磨矿分级的自动控制，利用磨机自动化控制系统优化控制磨机给矿、磨矿浓度、分级溢流浓度和粒度等工作，确保这项工作的顺利完成。还有第三点，浮选过程的自动控制。这一过程对于选矿厂的工作比较重要，通过自动化控制可以很好的提高工作效率。自动化控制在选矿厂的应用还存在一些问题，这些问题主要包括自动化投入资金较大，企业投资积极性程度不高；自动化控制系统的设计、开发水平还需要进步，当前只能局部性的提高自动化水平；专业技能人员较少，不能及时的维修保养设备。

伴随着当前科学技术快速进步和发展，面对激烈的市场竞争，企业需要进行创新升级来实现更多的经济效益，面对当前快速发展的选矿自动化设备更新换代，未来的趋势为智能化、集成化、网络化，选矿厂在选择自动化系统的时候，应该紧跟时代发展，借助先进的物联网技术监控、管理整个生产作业流程，帮助选矿厂各项生产指标实现判断、调节、智能化运行。

1.5 “清洁”理念

在进行选矿厂设计工作过程中，还要融入“清洁”理念，确保设计建设出的选矿厂能够节能、安全并且环保。“清洁”理念要将尾矿无公害化循环利用这一原则坚持下去，研究设计“无尾工艺”或“无废工艺”，保证选矿厂的环保循环利用。“清洁”理念的贯彻需要借助技术创新，例如可以选择预先抛废、多碎少磨、高效过滤脱水等手段来将能源消耗有效降低。

2 结语

当前阶段经济发展是第一要务，作为经济发展的重要基础，工业建设项目对整个经济都起着非常直接的作用。选矿厂作为经济发展的重要参与，在进行设计建设的过程中一定要秉持“新理念”，针对矿业结构调整的方向来进行设计，当前矿业结构调整方向逐渐向效益节能型进行，因此设计选矿厂时要结合“融新”理念、“效益”理念、“系统”理念、“集成”理念、“清洁”理念等，为矿业转型升级作出贡献。