半自磨工艺在大型矿山选矿中的应用

宋 龑

（长沙有色冶金设计研究院有限公司，湖南 长沙 410019）

在矿山选矿中，碎磨工序至关重要，可将矿石与脉石矿物进行有效分离，进而为矿物级别分类奠定基础。传统的矿产资源研磨工序比较多，需应用多种设备，在研磨过程中会产生大量粉尘。半自磨工艺可对矿石进行粗碎处理，然后再进行磨矿处理，作业流程少，不会产生大量粉尘，因此，亟需对半自磨工艺在大型矿山选矿中的应用进行深入研究。

1 半自磨工艺特点

（1）操作流程简单。半自磨可有效解决湿黏矿石流程不畅的问题，无需对破碎粉尘进行回收和处理，为选矿流程自动化控制奠定基础。

（2）应用成本低。半自磨工艺兼具冲击破碎以及研磨优势，机械设备逐渐朝向大型化方向发展，可被推广应用于大型矿山选矿中。另外，无需设置细碎厂房、筛分厂房、输送机以及吸尘设备，占地面积小、基建投资少，应用成本比较低。

（3）有利于矿物选别。半自磨工艺将矿石本身作为磨矿介质，在对复杂硫化矿进行矿物浮选时，回收率比较高。在常规碎磨工艺中，将钢球作为磨矿介质，在矿浆中，Fe2可形成Fe（OH）2，进而吸附在矿物表面，导致矿物表面电化学性质发生变化，影响矿物可浮性。通过应用半自磨工艺，能够有效减少磨矿介质对于矿物浮选性所造成的不良影响。

（4）自动化水平高。在半自磨机的实际应用中，要求将矿石作为介质进行磨矿，磨矿石性质会对磨矿效率产生较大影响，半自磨机可对给矿量进行灵活调节，同时很多半自磨机中安装变速驱动装置，可根据矿石硬度、粒度，对磨机转速进行调整，进而保证磨矿产品性质稳定。

2 半自磨（自磨）工艺的适应性

在选矿工艺中，“自磨”指的是将磨矿石作为磨矿介质，在磨矿机中对矿石进行研磨，而“半自磨”则是在自磨的基础上，在磨矿机中加入一定量的钢球，弥补矿石介质的不足。在半自磨选矿工艺的实际应用中，要求根据选矿生产实际情况加入一定比例的钢球，一般可采用粗碎方式对矿石进行破碎处理，将矿石粒度控制在-300mm左右，然后再作为半自磨机的给矿。与自磨选矿工艺相比，半自磨工艺对于矿石性质变化的适应能力比较强，尤其是半自磨工艺对于矿石硬度变化的适应性比较强，因此半自磨的应用优势明显。与自磨机相比，半自磨机的磨矿产品粒度差异比较大，比如，在对某铁矿山矿石进行选矿时，在应用自磨工艺后，可获得非常细的筛下产品，P80为0.2mm，而能耗为12kWh/t，在应用半自磨选矿工艺后，筛下物料P80达0.45mm，同时能耗降低至6.9kWh/t。有些大型矿山矿石的含泥量和含水率均比较高，对此，可采用半自磨工艺进行选矿。比如，某露天矿山环境潮湿，高品位矿石位于露天矿底部，而这一区域含有大量泥层、黏土矿物以及滑石矿物。在该矿山选矿时，如果采用常规碎磨设备，则在对混合矿石进行选矿处理时，细粒矿石潮湿，可能会造成筛分机、给矿机以及排矿溜槽堵塞，进而影响矿物产量，由于破碎机无法正常生产，因此，为了有效解决这一问题，要求降低球磨机生产力。对此，可利用半自磨机对这类矿石进行选矿处理，可有效解决管道堵塞问题，保证选矿流程的持续性。在矿山选矿中，半自磨工艺与自磨工艺类似，但是对于半自磨回路的控制方式更加便捷。

3 半自磨工艺在大型矿山选矿中的应用实例

（1）矿区概况。某选矿厂主要处理金矿石，矿石中含有大量砷、黏土以及碳，并且金主要以显微、超显微的状态包裹与黄铁矿以及毒砂中，选矿难度较大。在该选矿厂磨矿工艺设计中，拟定采用半自磨以及球磨闭路磨矿方式，但是矿石中黏土含量比较高，在试运行中磨矿负荷稳定性比较差，对此，采用湿式半自磨机与分级机闭路流程，可简化选矿流程，提升磨矿效率。

（2）矿石性质。矿石为难处理金矿石，在矿石中金矿物为自然金，金属硫化物为黄铁矿、毒砂、黄铜矿、辉锑矿等。金矿物粒度大多低于5μm，硫化物中，金含量为87.21%，脉石包裹金中，金含量为7.34%。

（3）设计工艺流程。在碎矿、磨矿系统设计中，采用湿式半自磨联合球磨工艺。浮选流程包括一次粗选、三次扫选以及三次精选。对于金精矿，可应用二段脱水流程，首先进行浓缩处理，然后再过滤，在过滤完成后，滤饼含水量为10%。

（4）试生产实践。在选矿工艺原设计方案中，选矿设备处理能力要求为800t/d，矿石硬度f=8～10，一段闭路磨矿，二段磨矿采用球磨机。在经过试生产后发现，原设计方案出现弊端，两段磨矿可分别进行粗磨或者细磨，一段磨矿能力超过原设计标准，导致两段磨矿负荷差异性比较大，在选矿过程中会出现矿石过磨的问题，增加能耗。

图1 改造后的选矿工艺原则流程

（5）技术改造实践。在该选矿厂两段磨矿流程中所配置的设备比较多，操作复杂，负荷不平衡问题严重，进而影响选别指标，主要原因在于矿石硬度比较低，含泥量高，矿石易磨。综合考虑矿石性质以及现场实际情况，制定多个改进方案，最终确定适当增加自磨机钢球配比，同时去除二段细磨流程，并应用自磨机与分级机构成闭路磨矿工艺，新型选矿工艺流程如图1所示。

（6）技术改造效果。在对该矿产企业选矿工艺进行技术改造后，在经生产运行后，一段磨矿流程设备的配置方式简单，操作便捷，分级机溢流浓度在27%以上，同时，溢流细度可达到-200目91%，符合该选矿厂浮选工艺要求。另外，与原有生产工艺相比，应用成本比较低，能够有效减少球磨机辅助设备以及螺栓耗材和维护所需成本，提升选矿产经济效益。

4 结语

综上所述，本文主要结合实例，对半自磨碎磨工艺在大型矿山选矿中的应用方式进行了详细探究。现如今，矿山开采规模不断扩大，矿产企业选矿技术水平不断提高，半自磨设备以及工艺均快速发展。在传统选矿工艺中，流程复杂，所需设备类型较多，并且粉尘大，容易造成资源浪费，根据本次研究发现，通过将半自磨选矿技术应用于大型矿山选矿中，将半自磨机与分级机闭路流程进行有效结合，可简化选矿工艺流程，提升磨矿产品质量以及资源回收率，进而降低选矿企业选矿成本，促进企业经济效益的增加。