一种铅锌多金属矿半自磨碎磨工艺

技术领域

本发明属于磨矿工艺技术领域，具体涉及一种铅锌多金属矿半自磨碎磨工艺。

背景技术

自磨机是一种借助于被处理物料本身在筒体内相互冲击、滚落磨削而实现破碎和粉磨两种功能的卧筒式磨矿设备。根据磨机筒体内添加钢球所占磨机容积（充填率）的不同分为自磨机和半自磨机。其中，自磨机允许添加3%左右，半自磨机一般添加8%～12%，最大可达15%。常见的半自磨碎磨流程有半自磨+球磨（SAB）、半自磨+球磨+破碎（SABC）及由此而衍生的类似改进流程。与传统的“多碎少磨”碎磨流程(3CB或2C+HPGR+B）相比，半自磨流程的磨矿介质主要采用被磨物料本身，使磨矿过程中钢球消耗显著降低。同时，由于半自磨机兼有中碎、细碎及粗磨等功能，无需单独配置中碎和细碎设备，使半自磨工艺具备流程短、配置方便、易于管理的优点，现已普遍被新建大、中型矿山采用。

然而，在实际生产中由于入磨矿石中粗粒级数量少，经常在半自磨机内形成一种既不能被当做磨矿介质又不易被磨碎的临界粒级矿块（顽石）。这些矿块随着磨矿闭路循环在半自磨机内逐渐积累，占据磨机容积，导致磨机处理量下降，单位功耗升高、衬板磨损增加等问题。如果顽石在自磨机中积累到一定程度，甚至会导致磨机“涨肚”，影响磨矿工序正常生产。

针对半自磨机中的顽石积累问题，工业生产中一般利用“顽石板”将顽石引出磨机并利用圆锥破碎机对顽石进行破碎，再返回半自磨机进行磨矿。理论上，通过及时破碎临界粒度物料可有效避免因顽石积累导致的频繁“涨肚”的问题，但截止目前，国内大部分矿山要么不设计顽石破碎，要么虽设计了顽石破碎却闲置未用，其主要原因如下：(1)国内外普遍采用的电磁除铁装置，不能有效去除顽石中的非磁性或弱磁性铁器，使之随顽石进入顽石破碎机后造成圆锥破碎机频繁过铁或卡铁过载等设备事故，影响破碎机的正常运行；(2)由于顽石量随着半自磨机给矿粒度组成与矿石硬度变化时大时小，无法实现圆锥破碎机挤满式给矿，使破碎效果无法达到预期。

中国专利CN112221657B公开了一种磷矿光电选矿分选工艺，磷矿原矿筛分；将筛分得到的矿石经皮带传送机运输到光电分选机中，经X射线透视矿石和物质识别，使用X射线对每块矿石进行识别，由探测器采集数据，通过智能算法识别区分矿石与废石；经光电分选机识别完成后，利用高速气排枪精准击打，将精矿与尾矿分离，即可完成对磷矿的光电选矿。所述的磷矿原矿筛分过程中，原矿经破碎、振筛后得到＞50mm的粒级矿石再次破碎，20-50mm的粒级矿石送至光电分选机中进行光电分拣。

本方案属于磷矿石选别新工艺，该工艺分选的效果是在闭路破碎工序把中磷层高镁磷矿石分类成高硅磷矿、高镁磷矿和高品位磷矿，有利于提高浮选的针对性，对于分类出的高品位磷矿可作为产品销售，分类出的高镁磷矿石适宜采取反浮选工艺进行分选，而分类出的高硅磷矿石则适宜分级浮选工艺进行分选。

依据X射线照射后的光电信号，识别照射后入选颗粒放射出的X射线波长差异，利用不同元素在散射和吸收入射X射线后放射出X射线波长不同，判断是何种元素发出的荧光X射线，进而确定入选颗粒中含有的元素，只需采用不同光谱感应度的X光传感器接收信号就可查出是硅元素还是镁元素发出的，进而区分出是高硅磷矿、高镁磷矿还是高品位磷矿。

鉴于此，寻找技术先进、高效，成本低廉、节能环保型顽石处理新工艺、新设备对自磨工艺的推广与应用具有重要意义。

发明内容

本发明提供了一种铅锌多金属矿半自磨碎磨工艺，目的在于解决半自磨工艺中，顽石堆积在半自磨机内，容易形成“涨肚”现象，现有工艺难以解决的问题。

为此，本发明采用如下技术方案：

一种铅锌多金属矿半自磨碎磨工艺，包括半自磨机、球磨机和抛废系统，磨矿工艺为：半自磨机的排矿物料经筛分后，筛下物料经分级后溢流进入浮选，沉砂给入球磨机进行再磨，筛上物料经振动布料器筛分；振动布料器筛下物料返回半自磨机再磨，振动布料器筛上物料给入抛废系统进行抛废，产出的废石排入废石堆场，精矿返回到半自磨机再磨。

进一步地，所述抛废系统包括依次连接的振动布料器、水平皮带机、X射线探测系统、精矿仓、废石仓、抛废喷射系统和计算机系统；

振动布料器用于将物料平铺在布料器上；

布料器上的物料下溜至水平皮带机上，并利用物料溜至皮带的时间差使其在高速运行的水平皮带机上呈单行单层排布；

废石识别系统包括X射线源、射线传感器及计算机系统。X射线源布置在水平皮带机尾部的上方，用于对皮带上的顽石颗粒进行照射扫描；射线传感器布置在上层皮带下方，用于快速采集X射线透视顽石颗粒后的信号及颗粒在皮带上的位置信息并将其传输给位于控制室的计算机系统，由计算机系统将每个顽石颗粒中所含目标金属矿物的信息转换为仅含亮度信息的灰度图像，由AI智能识别软件系统计算每个顽石颗粒中金属矿物的面积（或体积）所占颗粒的总面积（或体积）的比例，通过比对数据库中预存贮废石中所含目标金属矿物比例信息，判定每个顽石颗粒属于矿石或废石，并将待喷吹废石颗粒的位置信息传递至抛废喷射系统；

抛废喷射系统包括螺杆式空气压缩机、储气罐、输气管道与喷阀组。其中，喷阀组由多个喷阀拼接而成（喷阀间距一般为5～10mm），其宽度与水平皮带同宽，布置在皮带卸料抛物线下方，当顽石颗粒通过水平皮带尾轮顶线后颗粒在惯性力与重力作用下作平抛运动，在其经过喷阀组上方时计算机系统控制瞄定废石颗粒的喷阀在瞬间释放高压空气击打废石颗粒的质心，使其叠加一个斜向上的抛物运动，从而将废石抛到更远的废石漏斗并通过废石运输皮带使其进入废石仓，而其他顽石颗粒则被收集到精矿漏斗并通过缓冲仓和半自磨给矿皮带返回到半自磨机进行再磨。

进一步地，所述水平皮带机的运行速度为2.5～3.5m/s。

进一步地，入抛废系统的物料粒度为10～60mm。

本发明的设计原理如下：

对现有“半自磨+球磨”工艺（简称ABC）和“半自磨+球磨+顽石破碎”（简称SABC）两种半自磨工艺的改进，本发明分选的效果不仅解决了现有两种半自磨工艺普遍存在的顽石积累问题，还规避了SABC工艺消除顽石积累所需顽石破碎机面临的两大技术难题（即顽石中铁器无法除尽和无法做到挤满式给矿，这两大技术难题不解决顽石破碎机无法正常使用，也就解决不了顽石积累问题），同时将顽石中的废石（不含铅锌或含量低于工业品位）从矿石中预先分离出来后，不但可节省磨矿、浮选、尾矿库等后续工序处理废石所需的成本，选出的废石还可作为砂石骨料产品销售。

本发明依据X射线照射并经计算机系统处理后的灰度图像信号，识别对象是照射后入选颗粒形成的灰度图像差异，相当于对入选颗粒拍摄X光片，然后将取像信息传输至计算机系统通过预设的图像分析软件进行分析，识别出废石颗粒并将该颗粒坐标传输给计算机系统，经过计算机系统处理后传输给电动阀进行下一步处理。图像分析软件对生成对应的X光图像，通过基于神经网络和深度学习智能算法，对生成的X光图像进行检测识别。

本发明的有益效果在于：

1.本发明预先将顽石中的废石分选出，不但能大幅度减少返回半自磨机的顽石量，达到消除半自磨中顽石积累目的，选出的废石还可作为优质砂石骨料产品直接销售；

2.与半自磨+球磨+顽石破碎（SABC）工艺相比，采用本发明处理顽石，即使给矿量很低且混有铁件等杂物，也不会对设备运行效果产生影响，更不会因混入铁器等杂物而对设备造成伤害；

3.本发明不仅适用于铅锌矿选矿厂的半自磨磨矿工艺，还适用于钼矿、钨矿、锑矿、铜矿、锡矿等金属矿山及石英、萤石、煤炭等非金属矿山选矿厂的半自磨碎磨工艺；

4.本发明不仅适用分选半自磨碎磨工艺中的顽石，还适用于分选三段一闭路破碎工艺中的中间粒级（粒度10～100mm)矿石，设备安装地点可以在选矿厂也可以在井下。

附图说明

图1是本发明的磨矿工艺流程图；

图2是本发明的抛废原理图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明：

如图1和2所示，原矿石（粒度-250mm）经半自磨机湿式破碎后，在给矿水的推动下通过安装于半自磨机排料端的格子板（孔径32mm）和顽石板（孔径60mm）排出半自磨。经除铁装置分离回收小钢球和废铁后再经直线振动筛（筛孔10×12mm)进行筛分，筛下物料（粒度-10mm的矿浆）自流入原矿泵池，经原矿泵给入旋流器组分级后溢流部分（-0.074mm粒级含量＞75%）自流进入浮选；筛上顽石（粒度10～60mm）经冲洗水清洗后，先经15mm×15mm振动布料器筛分，筛下-15mm产物通过皮带运输机返回到半自磨机再磨，筛上+15mm～-50mm产物通过抛废喷射系统进行抛废，产出的废石（Pb+Zn品位≤0.20%的颗粒）通过皮带运输机排入废石堆场。

实施例1

甘肃陇南某大型铅锌矿山原矿经过半自磨磨矿后，排出的物料经过孔径为12mm×12mm的直线振筛进行筛分，将-12mm物料排入原矿泵池，粒级为+12mm-60mm的物料经过智能选矿机分选，设定分选模型将物料中Pb+Zn品位≤0.20%的颗粒分选出排入废石堆场；Pb+Zn品位>0.20%的颗粒成为精矿，经过顽石破碎机破碎后返回到半自磨机中。工业试验结果如下表所示：

从表中可以看出，粒级为+12mm-60mm的物料经过抛废喷射系统分选后，有产率为38.34%的物料没有经过顽石破碎机破碎返回半自磨机，有效减少了半自磨机内顽石循环负荷和半自磨机的处理量。

本发明的半自磨磨矿优化工艺，能够有效减少半自磨机的循环负荷，降低半自磨机钢球消耗量、衬板磨损，延长设备寿命，同时能减少顽石积累，优化半自磨磨矿过程，为后续物料浮选提供良好的条件。

本发明将物料中粒级为+10mm～-60mm，Pb+Zn品位≤0.20%的物料选出排入废石堆场，不再经过顽石破碎机后再返回半自磨机，因此能有效减少半自磨机的循环负荷，降低半自磨机钢球消耗量、衬板磨损，延长半自磨机寿命，同时能避免顽石积累，优化半自磨磨矿过程，提高浮选入选品位，为后续物料的浮选提供良好的供矿条件。