浅谈选矿厂的节能

　　摘要：本文总结了选矿厂节能管理、节能技术改造和采用节能设备，把选矿厂的节能提高到一个新阶段。选矿设计中要不断增强节能理念，逐步把我国选矿厂改造成节能型选矿厂。

　　关键词：节能;节能管理;节能工艺;节能设备

　　Abstract: This paper summarizes the energy saving management, energy-saving technological innovation and energy-saving equipments adoption in dressing plant, which improve the energy saving to a new stage. In the ore dressing design, we should continuously enhance the energy-saving ideas, and gradually transforms the dressing plant into the energy-saving dressing plant.

　　Key words: energy saving; energy saving management; energy-saving technologies; energy-saving equipment

　　中图分类号：F407.3文献标识码： A文章编号：2095-2104(2012)

　　1. 选矿厂节能的重要性

　　节能是我国社会经济发展中的一项重要任务。在第“十一”个五年计划中，明确要求节能20%。选矿厂的能源动力费占制造成本的40%左右，是能耗大的企业之一。节能是选矿厂健康快速发展的基本保证，也是提高企业竞争力，增效的重要途径之一。因此，作为选矿工作者必须增强对节能工作的紧迫性和重要性的认识，不断提高节能意识。

　　2. 推行节能工艺流程

　　选矿工程师要检查科技创新，大力推广节能新技术、新工艺、新材料。检查技改，设备大修、改扩建项目与节能相结合的原则。针对工艺流程上浪费能源方面的问题，坚持不断地进行节能技术改造。针对我国选矿厂目前普遍存在的问题，进行以下方面节能工艺的改造。

　　2.1加强对原矿抛出废石

　　选矿厂入选的矿石中，废石混入率高，造成原矿的品位降低。露天矿采出的原矿、废石混入率高达10~15%，地下矿采出的原矿，废石混入率也达5~10%，使进入选矿厂的原矿品位低于地质品位。废石进入流程后，增加了整个加工过程的电耗和费用。为此，要采用多种方法，多段抛出废石工艺。

　　对于铁矿石选矿厂，在破碎回路中安装磁滑轮是抛废石行之有效的方法。如河南省舞阳矿业公司铁选厂，在粗破碎和中破碎回路中，各安装了二台磁滑轮，在细碎回路中安装了一台磁选机。多段选别工艺流程的改造后，收到了很好的效果。改造后的工艺流程见图1。改造后的选别指标见。

　　采用多段磁滑轮改造工艺流程后，抛出废石量25%左右，使选矿厂的年处理量由74万t/年，提高到115万t/年。利用这一工艺可使选矿厂每年节电为810万kW·h。

　　对于绝大多数的有色金属和稀有金属矿石，采用辐射分选法，在-200mm至+25mm粒度范围内，可以抛出15~40%的废石。每吨原矿的处理成本仅为4-6元/t。选矿厂的能耗降低15~30%。俄罗斯固体燃料化学研究所研制的YAC型多段辐射分选机已经成功的应用于选矿厂。如生产能力为100万t/年的选矿厂采用8台分选机，选别效果基本令人满意。YAC型幅射分选机的规格

　　多碎少磨就是降低入磨机矿石粒度，可以提高球磨机生产能力，从而减少磨机的能耗。这已为多个选矿厂的技术改造时间所证实。

　　多碎主要是提高破碎比，降低最终破碎产品的粒度。如某铁选矿厂采用三段一闭路破碎筛分工艺流程，改造前总破碎比为28.33，通过改造以后，总破碎比提高到50。最终破碎产品粒度从-30mm降低为-12mm。改造前后的破碎粒度和破碎比见表3。

　　破碎流程改造的具体措施是：降低给入选矿厂的原矿粒度，从-850mm降到-600mm，加大粗碎机的破碎比，从2.83提高到4.28。提高中破碎机的能力和破碎比，用PYZ-2200中型破碎机替代PYB-1750标准型破碎机，使破碎比从3.0提高到3.5。细碎以美卓MP-500型多缸液压破碎机替代PYD-1750短头破碎机。用2900×5900双层振动筛替代SZZ1800×3600单层振动筛，提高筛分效率6%。经过上述改造后，该厂实现了多碎少磨的节能流程。

　　2.3多段磨矿

　　进入选矿厂的原矿中，有用矿物和脉石大多呈现不均匀嵌布，浸染粒度也不相同。采用多段磨矿，不仅可以优先选出粗精矿，也可以抛出单体解离的粗粒脉石。减少过磨，节省昂贵的磨矿动力消耗。如某铁选矿厂，原是二段磨矿，一、二段磨机各为二台MQGφ2700×3600mm球磨机。选矿厂扩产改造时，改为三段磨矿，一、二、三段磨机台数改为3:2:1。第一段磨机增加一台，磨矿粒度从-200目50%将为40%，粗磨后抛出尾矿40%，磨矿系统的处理量提高了30%，第二段仍用原来的二台球磨机，磨矿粒度由-200目75%改为55%，能很好满足扩产要求。增加第三段磨机一台，磨矿粒度达-200目占76%，保证了磨矿细度，获得高品位精矿。

　　在多段磨矿回路中，用水力旋流器替代以前的螺旋分级机，不仅使分级效率提高15%~20%，而且也可以减少精选作业里脉石在有用矿物中的夹杂，提高下段分选作业的质量。

　　粗磨机和高频振动筛组成闭路，细磨机和水力旋流器组成闭路的多段磨矿分级工艺是我们推荐的节能磨矿流程。自磨、半磨流程也是一种节能流程。

　　2.4多段选别组合

　　粗粒浸染类型的磁铁矿，采用多段抛尾，细筛和磁聚机、磁选柱结合。可以获得高品位精矿。节省能耗，已被一些新改造的选矿厂生产实践所证实。细粒浸染类型的磁铁矿，采用多段抛尾，再经反浮选深选，也可以获得高品位精矿，节省能耗。

　　如某铁矿石选厂所入选的矿石属粗粒浸染类型，最终磨矿细度为-200目占80%。第一段磨矿后，用磁选机进行粗选，就可抛弃产率达63.51%的尾矿，经再选和一次精选，可得到品位为61.95%的粗精矿，用高频细筛分级，筛下品位可达65.82%，作业指标见表4。

　　经高频细筛作业，精矿品位提高了3.85%，筛上经第三段磨矿后，经磁聚机分选，精矿品位提高到67.56%，作业回收率达98.55%，分选效率见表5。

　　该厂改造后，采用三段磨矿、多段选别组合，最终不仅铁精矿品位达到优级精矿，同时选别流程的改造也达到了节能目的。

　　我国最大的鞍山铁矿区，属细粒浸染的磁铁矿、假象赤铁矿和赤铁矿类型。经过多年的试验研究和流程改造，对细粒级磁铁矿采用阶段磨矿——细筛再磨——多段磁选组合流程，取得了较好的节能效果。对难选的假象赤铁矿采用强磁抛尾，阳离子反浮选提高精矿品位的组合流程，取得了很好的节能效果，鞍山地区的重点选矿厂经改造后的指标见表6。

　　以浮选为主的有色金属选矿厂，经过多年的试验研究和工艺流程的改造以后，也采用了节能的组合流程。如我国最大的德兴铜选矿厂，采用了粗磨——混合浮选——铜铁分离浮选——浮选柱精选，取得了较好的节能效果。

　　3、新型的节能设备

　　采用新型的节能设备是推行节能工艺流程的根本保证。近年来，我国选矿、机械工作者们研制了多种新型的节能设备和大型高效设备。

　　在加强原矿抛出废石方面，研制了新型磁滑轮、高场强磁滑轮干选机。在多碎少磨方面，研制了新型颚式破碎机、细碎层压式破碎机、H型高压辊式破碎机、新型振动筛。在磨矿分级方面，研制了大型自磨机和半自磨机、节能球磨机、MVS高频振动细筛、新型水力旋流器。

　　在磁选领域里，研制了很多先进的、我国独创的磁选机。如磁场筛选机、磁团聚重选机、电磁聚机、磁选柱、低场强自介质跳汰机、低磁场脉动磁选机、BX多极磁选机、SLON立环脉动高梯度磁选机、GCG型干式电磁感应辊式强磁选机。这些新设备应用在选矿厂的流程改造里，组合成新型的磁选流程，及时抛尾和多段分选，使我国磁选厂的节能和获得高品位精矿达到世界先进水平。

　　在浮选领域里，我国吸收了国外一些经验，研制了泡沫分选机、闪速浮选机、园型离心式浮选机、浮选旋流器、充填式浮选机、浮选柱、磁力浮选机等。新型浮选机广泛的应用在有色和稀有金属选矿厂的改造里，特别是应用到铁矿石选矿厂和铝土矿选厂的反浮选除硅降杂质方面取得了很好的效果。

　　脱水设备方面，主要是高效浓缩机、陶瓷过滤机和压滤机的采用。江西某铜选厂采用GN-24型高效浓缩机，使尾矿浆浓度提高7-15%，解决了微细物料浓缩中效率低，也减少了尾矿的泵流量，节省了电能。该厂安装了TT-30陶瓷过滤机，每小时节电110KWh，每天节点1300KWh，年减少电耗20万元，铜精矿水份由13.5%降到10%以下，全年减少运输费用70万元，选矿厂铜精矿运输损失由2.5%降到0.6%。

　　对选矿厂的调查资料进行综合统计后证实，采用新型节能设备可以节能10-20%，选用大型设备替代小型设备可以节能10-15%，采用节能的大型设备替代旧式的小型设备节能可达到20-25%。某厂实测φ1.5×3.0m球磨机，用滚动轴承替代滑动轴承后节能10-24%。采用φ1.2×3.0m大磁选机替代φ0.75×1.8m小磁选机，节能达20%以上。采用16m³以上的大浮选机比5m³以下的小浮选机，动力消耗降低30%左右。

　　4、选矿厂辅助设备的节能

　　选矿厂辅助设备电耗大的当属渣浆泵、水泵和风机，其次为皮带运输机和给排矿设备。

　　因为生产流程量随着矿石性质的变化在不断的波动，要求辅助运输设备皮带运输机、渣浆泵等要调速。调速不仅要满足生产需要，同时也是选矿厂重要的节能项目。

　　如山东某些选矿厂对渣浆泵和罗茨鼓风机配置的二台电动机采用变频调速后，进行实测节能数据见表7。

　　选矿厂改造时，要选用高效渣浆泵、水泵和风机，传统的泵和风机效率一般在60～75%，而高效泵和风机可达85%左右。

　　5、选矿厂电器设备的节能

　　选矿厂作用的变压器，装机容量大、台数多，对变压器的节能要给予充分的重视。要采用节能型变压器，优先采用空载损耗少、短路损耗少、漏磁功率和励磁消耗特性好的变压器SF210型。新型变压器S10、S11，比以前应用的S9变压器还要节能。非晶合金变压器的铁损只有老式的S7变压器的20%，而S9变压器比老式高能耗变压器SJ、SJL、SL7、S7等铁损失低11%，铜损低28%。变压器使用寿命长达几十年，用新型节能变压器，节点效果相当可观。

　　选矿厂的电动机多达几百台，选用高效电机节电明显。如一台45kw电动机，效率提高1%，年节电4000kWh。Y系列电动机比老式的JO系列电动机效率高1.5%，而高效电动机比Y系列电动机要高3%左右。选矿厂在技术改造时，要优先选用YX、YE、YD、YZ系列的高效电动机，节能效果明显，1—3年内可收回全部更换新电动机的投资。

　　6 加强管理、大力节能

　　要把节能贯穿于选矿厂管理的全过程，广泛开展节能宣传，不断提高职工节能意识，健全各种节能管理制度。节能一度电、一滴水、一点油、动员职工为节能出谋划策。

　　坚持科技创新，加大推广节能新技术，新工艺、新材料、新设备。不断坚持进行节能技术改造。

　　加强选矿厂主要设备和辅助设备的管理，提高设备转运率、降低设备能耗。

　　逐步推广选矿厂自动化水平，采用计算机管理，不仅可以使设备处理能力提高5%~10%，也可以降低能耗10%左右。自动化投资可在2——3年内收回。

　　加强电气设备管理，控制变压器负荷平衡，压缩峰电一项就可使选矿厂一年节电100万元。

　　减少无功损失，采用集中和分组补偿，保持功率因数在0.96以上，减少线路损失。

　　加强选矿厂水、蒸汽、照明的管理，充分利用厂内循环水，减少新水的用量，回收设备冷却水，调节水泵的合理扬程，节省电能。

　　黄河以北的选矿厂冬季要采暖，要选用节能型锅炉，蒸汽管路要很好保温，厂房要做好保温。

　　选矿厂的照明耗电也应重视，白天尽量用自然采光，对重点部位可采用局部人工采光，要采用节能灯具。

　　7、结语

　　节约能源是基本国策内容之一。建设节能型。环保型的现代化选矿厂是每个选矿厂工程师毕生的奋斗目标。选矿厂的建设和改造都要采用节能型的工艺流程、工艺设备、辅助设备以及节能型的电气设备。更要重视节能方面的管理工作。逐步改造我们现有的1000多个选矿厂成为低能耗、低排放、资源循环利用、高效率的企业。

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