选矿生产工艺流程中的问题及改进措施

2023-12-03王智超

科学与信息化 2023年20期

王智超

河北金厂峪矿业有限责任公司河北唐山 064307

引言

当前矿山行业进入了转型发展的新阶段，选矿厂承担着艰巨的选矿任务，其在具体的工作中必须优化选矿生产工艺流程，以保障该流程符合经济性、技术性、环保性标准。许多选矿厂即使在当下发展的条件下依旧将自身的经济效益放在首要位置，未过多关注环保等要求，生产工艺流程落后，照此流程开展的选矿工作，效率偏低、成本较高、能耗较高，不利于长远稳定发展。未来各选矿厂需重视生产流程，立足实际问题制定改进措施，形成科学且合理的工艺流程。

1 选矿生产工艺流程分析

选矿工艺流程的复杂性高，涉及了多个步骤和各种专业化设备，一般在整个生产线中包含有磁选机、分选机、浮选机、破碎机、球磨机、浓缩机等设备，在不同流程有对应的设备，经由不同设备的相互配合，可高效完成选矿任务。选矿生产的工控系统中由PLC负责控制，其控制具有高效率、低能耗、高经济性的特点。

选矿工艺流程，大致包含分选前期的准备工作、分选作业和分选后的产品处理3个步骤。首先，在分选前的准备阶段，主要包含处理原矿石、破碎涵盖、筛分涵盖、研磨、分级等操作，这些工艺流程是为了实现矿物与脉石矿物的单体分离，以确保矿物之间单体解离，为后续的选矿分离创造良好条件[1]。其次，分选环节是为了实现矿物与脉石的分离，涉及重选、磁选、电选、浮选等工艺流程。分选作业中首先应粗选，粗选完成后再选别得到的产物，以通过此流程得到高质量矿物，此过程为精选；粗选后的矿物需通过二次筛选，中矿进行粗选或单独处理能提升矿物利用率，此过程为扫选，剩余产物为尾矿；分选流程应配备专门的分选机，利用固体颗粒比重的沉淀速度差异，能完成矿石混合物的清洗、分级。最后，选后的产品处理，当经由前期一系列选矿流程后，应进一步处理精矿与尾矿，此环节一般应用脱水、颗粒物沉淀、过滤与干燥工艺。

2 选矿生产工艺流程中的问题

2.1 设备落后

选矿生产涉及多个工艺流程，每一流程都有其对应的工艺、设备，只有严格执行工艺流程才能顺利完成选矿任务。但因为每一工艺流程下都需要配备专业化设备，设备在选矿中的作用突出，选矿厂应结合行业发展，不断采用新的选矿设备。目前部分选矿厂在生产工艺流程中存在设备落后的问题，主要是因为这些选矿厂的实力有限，在长期的发展过程中并未意识到设备的作用，未投入较多的资金更新设备，导致选矿期间虽制定了相对合理的工艺流程，但其中却存在诸多落后设备，这些设备的性能不稳、功能不全[2]。另外，选矿厂在日常的工作中也未安排专业人员负责设备的检修与维护，一些设备长期带病工作，设备故障频发，影响了相关工作的顺利开展。

2.2 技术先进性不足

为保障选矿工作的顺利开展，相关人员在日常的工作中需结合行业发展现状，并根据自身实际情况，引进先进的选矿工艺与技术，发挥技术优势。目前许多选矿厂在工作中未增大在工艺与技术方面的研发投入，即使在行业现代化的今天，依旧保留了传统的选矿工艺与技术，工艺先进性不足，影响了选矿效率与效益。如在尾矿处理方面，选矿厂虽有这一工艺流程，但所采用的处理工艺较为落后，处理不符合经济性、环保性要求，造成了资源的浪费，不符合可持续发展的要求。

2.3 现场管理不到位

为加强不同工艺流程之间的衔接性，选矿厂应建立专门的管理机构，由该机构分配专人负责选矿作业的现场管理，根据各工艺流程规定，合理调配资源，保障选矿作业的有序推进。但实际上，部分选矿厂在工作中过于追求选矿效率，并未意识到现场管理的重要性，不仅在厂内未建立专门的管理机构，也未成立专门的管理小组，没有形成完善的现场管理制度，细分有关岗位人员的责任，导致现场管理有疏漏，后续执行选矿工艺流程中经常存在人员、设备调配不合理、工艺技术选用不当、流程衔接不畅等问题。

2.4 介质消耗过高

选矿生产作业中重介质消耗水平为关键指标，如选矿工艺流程中的介质消耗过高，将导致选矿厂的成本过高。以某选矿厂为例，其介质消耗高度原因如下：①脱介筛的脱介效果不佳，该选矿厂配备的是具有磁性的不锈钢弧形脱介筛，其物料过厚筛孔小，随着时间的延长筛上的介质逐步积累，数量持续增多，出现跑介现象的概率较高，在选矿的同时带走了重介质，精矿带介问题突出，造成了额外的成本。②悬浮液密度稳定性不足，脱介过程中面临诸多难题。如悬浮液密度较大，将有大量的介质粉被黏附于矿粒，脱介困难，较多的介质进入到了磁选机，该设备的运行负荷持续增大，可能出现较大故障[3]。③选矿过程中磁选机负责介质的回收与净化，如其运行效率偏低，意味着选矿期间的介质损耗较大。该选矿厂的矿产资源质量参差不齐，进入稀介磁选机的分流量较大，无法高效回收介质。④弧形脱介筛技术参数设置不当。如脱介筛喷水压力、水量低于正常值，一旦在选矿期间悬浮液密度较大，介质极易与矿物粘连成团，脱介筛喷水压力在0.3MPa以内且水量较小的情况下，不能保障筛上物完全被喷透，洗选难以达到预期，跑介现象无法避免；脱介筛上所选配的喷头型号不匹配，或者在安装中未遵守操作规范，安装角度不符合要求，实际的工作中选用的喷头过小易发生堵塞现象，无法喷冲堵塞区的物料，消耗的介质较多；入料矿物的颗粒度较小，导致总体表面积增大，与介质混合相对严重，影响了正常的选矿工作。

3 选矿生产工艺流程问题的改进措施

3.1 加强设备管理

选矿生产工艺流程常常存在设备落后、管理不到位的情况，为符合高效选矿的要求，各选矿厂需根据自身的工艺流程及每一流程下的设备需求，不断引进新设备，保障工艺流程中设备性能的稳定性、功能的完善性，发挥设备优势。在选矿厂内应成立专门的设备管理部门，并给该部门配备专业的管理人员，这些人员在后续的工作中应根据选矿要求及规定，合理选择设备。在选择设备时有关人员需提前了解每一工艺流程的设备需求，进入现场展开一系列调研，对同类型设备进行厂家、价格、性能、功能等的对比，从经济性、功能性等角度选择最佳设备，与可靠的设备生产或者供应厂家合作，保障其提供高质量设备。设备进场之前相关人员必须检查与验收，对比设备质量合格证书、技术参数等，确保其无任何外观或者内在的问题，检查通过后方可进场，进场设备应被放置在选矿厂的指定区域。后续使用设备时，必须对操作人员等开展使用培训，带领这些人员熟悉操作规范，避免违规操作设备的情况。选矿厂内配备的很多设备都为大型设备，这些设备在长期使用的过程中，可能因积灰、零部件损坏而影响其使用性能。为此，选矿厂的设备管理中不仅需更新设备，淘汰旧设备，还需在日常的工作中加强设备检修与维护，成立专门的检修维护团队，由该团队负责设备检修、维护，及时消除各种设备在运行中存在的故障或者其他问题。

3.2 保持工艺技术的先进性

部分选矿厂在工艺流程方面存在技术落后的问题，针对这一情况，相关人员需结合其矿产资源类型、选矿要求等，优选新技术、新工艺，构建更为完善且先进的选矿技术体系。在选矿厂中应由专人在日常的工作中负责工艺与技术管理，组建技术小组，细分小组成员的管理和工作责任，督促该小组在选矿工艺流程中密切监督各工艺与技术的运用情况，并不断了解市场情况，结合其选矿工艺流程现状，引进新技术、淘汰旧技术。各项工艺与技术应用期间，技术人员也需做好相应的记录，监督技术应用情况，发现其中存在的问题并在未来的工作中有针对性地改进和调整。在引进新的选矿工艺与技术之前，应组织专业人员开展技术评估，分析技术可行性、经济性等，只有达到一致性意见方可在后续应用和推广该技术。如新工艺与新技术不符合选矿厂的实际情况，不同岗位人员之间应相互交流与沟通，改进技术流程、优化技术参数。

3.3 加强现场管理

选矿工艺流程现场涉及技术、人员、设备等要素，任何要素出现问题都会影响选矿效率、效果。为减少在选矿工艺流程中的诸多问题，选矿厂必须将现场管理作为重点，在日常的工作中形成完善的管理制度，在其中清晰规定现场管理流程、规范、方法等，划分管理责任，督促相关人员在具体的工作中严格履行其职责，保障现场管理的全面性与有效性。一般来说，现场管理需根据选矿工艺流程情况，合理调配资源，确保每一环节选矿工作的高效开展，发挥选矿过程中的资源、技术、设备等优势，达到选矿目标。为保障选矿工作的规范性，选矿厂所建立的管理制度应具有现实的可行性，如其中应包含责任制度，细分相关人员在现场管理中的责任，使后续每个管理人员能各司其职，并加强相互之间的配合；包含奖惩制度，在该制度中应有清晰且明确的考核与评估标准，全面评价有关人员在选矿现场管理中的表现，结合考评结果给予奖励与惩罚，通过责任落实、奖惩机制提高各岗位人员对现场管理的重视程度，提高管理水平。

3.4 减少介质消耗

3.4.1 重介系统。选矿厂中利用重介工艺系统时的介质能耗较大，一般是因为入洗矿石的含泥量较大，针对这一问题，相关人员需改造原有洗选工艺，如通过脱泥筛、无压三产品旋流器、TBS分选、浮选的联合工艺，形成新的洗选工艺，如利用脱泥筛完成脱泥，在现场配备3台1.2m重介旋流器，加装单独TBS分选机，保持重选与分选的独立性[4]。

3.4.2 弧形筛。针对弧形筛导致的介质消耗情况，在选矿过程中有关人员需调整弧形筛的相关参数。首先，优化改造弧形筛，对物料完成预先脱泥，降低细颗粒入料。对原弧形筛喷头与喷水压力过小现象，应适当增大喷水压力，保持压力在0.3～0.4MPa之间，喷水量应参考弧形筛自身的处理能力、物料量等来确定，选用加压分散性较好的喷嘴[5]。其次，操作期间应由专人来负责，具体来说，这些人员需根据重介质密度来控制入料，以避免弧形筛存在超负荷运行现象。第三，针对弧形筛入料部位悬浮液外溢或者喷溅现象，应在现场设置隔板，利用该隔板分割开给料箱，减小物料进入给料箱的速率；依据物料进弧形筛的速率、切线放线等基本情况，合理布设引流装置，适当更改入料角度，以调整物料的运动方向。最后，弧形筛应选用150～200mm的喷头，不仅能增大喷洒面积，还能提高冲洗效果。以某选矿厂为例，针对由弧形筛引发的介质消耗过大问题，相关人员调整了喷头高度，大大提高了喷冲效果，再加上配备有稀介质回收冲水装置，保障了稀介质的高效回收。将脱介筛喷嘴高度调节到175mm，而喷头间距控制在200mm左右，喷冲范围内的物料脱介效果相对理想，基本达到了介质的最大化利用，减少了不必要的消耗。