湖南某钨矿XRT射线智能选矿机预选抛废研究与应用

贾 妮

（衡阳远景钨业有限责任公司，湖南 衡阳 421166）

0 引 言

湖南某钨矿资源丰而不富，平均地质品位0.41%，受采出矿贫化以及掘进副产贫化因素影响，入选原矿品位0.30%以下，选矿成本109元/t。我国钨矿开采面临价格调整、成本上升的双重挤压和产能过剩、技术水平、生态环境的三重约束，成本优势减弱，市场竞争加剧[1]。湖南某钨矿不断提高技术水平，一直寻求降低生产成本的途径，选别前进行抛废不失为一种有效方法。

X射线传感抛废技术在国际上已是非常成熟的应用技术[2]，原在金刚石矿山应用较多[3-4]，现在也应用于锌矿、钨矿、铜矿等金属矿山。XRT射线智能选矿机应用于贵州某锌矿石的预选，矿石锌品位从2.57%提高到5.04%，抛废率达50.96%，金属回收率超过95%。云南马关钨铜多金属矿石WO3品位为0.479%，Cu品位为0.129%，对粒级为50～15 mm的矿石，XRT射线智能选矿机预选抛废率达60%，干抛精矿WO3、Cu品位分别提高至1.15%和0.25%，回收率分别达96%和77.5%[5]。中国寰球工程公司的沙特某磷矿采用XRT射线智能选矿机进行预选，P2O5回收率高达90%以上[6]。湖南某钨矿鉴于XRT射线智能选矿机在国内外应用的成功案例，试将这一新设备新技术应用于生产实践，提高原矿入选品位，降低生产成本，提高企业效益。

1 处理矿石性质和分选原理

1.1 矿石性质

湖南某钨矿为单一钨矿石，基本以白钨矿形式存在，分布率占91.80%，WO3品位0.24%，其他有价金属含量低，综合利用价值不大。脉石组分主要为SiO2，其次为Al2O3、K2O和MgO。白钨矿主要嵌布在晚期石英脉边缘及与早期深色岩石接触部位附近。矿物嵌布粒度属中粗粒嵌布，一般在0.1～3.0 mm。原矿多元素分析结果见表1。

表1 原矿多元素化学分析结果 w/%Tab.1 Multi element chemical analysis results of raw ore

1.2 XRT射线智能选矿机分选原理

XRT智能选矿机由XRT射线源图像成像传感器喷阀内部传送带及外部振动给料斗组成。由外部振动斗给料到内部传送带，当矿石经过传感器和射线直射区域时，运用X射线穿透技术和传感器接收成像技术识别密度大的金属矿物后，由传感器发送指令给喷射控制卡（喷阀）进行相对应的金属矿石喷射选出有矿矿石，如图1所示。

图1 XRT射线智能选矿机分选原理Fig.1 Diagram of separation principle of XRT ray intelligent concentrator

2 试验研究结果与分析

2.1 实验室试验

采集两种粒级的钨矿石（-45 mm+15 mm和-60 mm+30 mm），进行XRT射线智能选矿机试验，试验结果如表2所示，由表2可看出，试验原矿品位很低，预选抛废后WO3品位提高到0.501%，富集比2.74。废石WO3品位0.044%，低于生产线尾矿WO3品位0.08%，预选废的矿石69.62%，这部分矿石不再进入磨矿作业，降低了选矿成本。

表2 XRT射线智能选矿机实验室试验结果 %Tab.2 Laboratory test results of XRT intelligent concentrator

2.2 半工业试验

在实验室试验成果的基础上，进行了-45 mm+15 mm粒级原矿XRT射线智能选矿机半工业试验。矿石成像密度分布见图2，从图2可见，X射线成像后划分出密度大的区域是预选精矿，其他颜色发灰、发白的矿石是废石。试验现场安装了抛废设备操作室、预选精矿运输皮带、废石运输皮带和取样平台[8]等设备设施。操作上主要调节处理量、废石品位两个参数。将含WO30.287%的-45 mm+15 mm粒级原矿进行预选抛废试验，结果如表3所示。由表3可看出，预选精矿WO3品位提高到0.782%，富集比为2.72，废石WO3品位为0.049%，低于生产线尾矿WO3品位0.08%，预选废的矿石67.51%，经核算，选矿生产成本从 109元/t降至 76.26元/t，降低了30.04%。单台XRT射线智能选矿机处理能力31 t/h，在其他工艺不变的情况下，能提高选厂处理能力。

图2 矿石成像密度分布图Fig.2 Ore imaging density distribution

表3 XRT射线智能选矿机半工业试验结果 %Tab.3 Semi industrial test results of XRT intelligent concentrator

3 应用效果与分析

3.1 应用工艺流程设计

采用XRT射线智能选矿机进行工艺改造，处理-30 mm+15 mm和-60 mm+30 mm粒级原矿，处理能力40 t/台·h。为应用这一新设备，根据选厂原有生产工艺流程[9]，新建了抛废车间。设计由1#筛、2#筛中间粒级矿供矿，经3#筛干筛后进行预选抛废。废石输送至废石仓，预选精矿经圆锥闭路破碎后输送至粉矿仓，-15 mm筛下产品汇入单螺旋分级机[10]。工艺流程如图3所示。

图3 抛废车间工艺流程Fig.3 Process flow chart of waste disposal workshop

3.2 主要设备

抛废车间新增设备34台，主要设备是4台XRT射线智能选矿机、大倾角皮带[11]、大转弯皮带[12]，实际应用如图4～图6所示。

3.3 应用结果与分析

3.3.1 应用结果

图4 XRT射线智能选矿机车间应用现场Fig.4 Workshop application site of XRT ray intelligent concentrator

图5 大倾角皮带设备现场Fig.5 High angle belt equipment site

图6 大转弯皮带设备现场Fig.6 Large turning belt equipment site

XRT射线智能选矿机应用结果如下表4所示。从表4可看出，预选精矿WO3品位提高到0.495%，富集比2.32，废石WO3品位0.064%，低于生产线尾矿WO3品位0.08%，抛废率65.37%。经核算选矿生产成本70.95元/t，比预选抛废前的109元/t降低了34.91%。单台XRT射线智能选矿机处理能力32t/h，选厂处理能力从1 500 t/d提高到2 300 t/d，提高了53.33%。

表4 XRT射线智能选矿机应用结果 %Tab.4 Application results of XRT ray intelligent concentrator

3.3.2 应用分析

XRT射线智能选矿机具有自动化程度高、操作简单、辐射防护细致、占地面积小等优点。选厂在保持现有工艺不变前提下，进行预选抛废等相应技术改造即可应用，简便高效。但也存在多方面问题。

（1）该设备处理能力32 t/h，没有达到设计能力40 t/h。原因一是给矿没有满负荷；二是选矿机经常出现故障停机。可增加预选抛废给矿矿仓，逐渐提高处理能力。

（2）预选抛废给矿中含有-15 mm矿石，影响抛废效果和流程通畅。此问题在抛废前洗矿环节中可以解决。

（3）预选精矿进圆锥破碎没有挤满给矿。原因是圆锥破碎前无缓冲矿仓。可增加预选精矿破碎前缓冲矿仓，达到圆锥挤满给矿破碎。可以建议设备厂家，就不足之处不断优化选矿机。

4 结 论

（1）XRT射线智能选矿机能有效预富集钨矿，富集比2.32，抛废率65.37%，降低选矿成本34.91%，提高选厂处理能力53.33%。提高了低品位钨矿山资源利用率和企业效益。

（2）XRT射线智能选矿机具有自动化程度高、操作简单、辐射防护细致、占地面积小等优点。

（3）应用XRT射线智能选矿机，工艺流程设计应有预选抛废前洗矿设施、抛废给矿矿仓、预选精矿矿仓。