X射线透射选矿技术在崇义县某钨矿的试验研究_冯伯翰

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2023年02月机电工程技术Feb.2023第52卷第02期MECHANICAL&ELECTRICALENGINEERINGTECHNOLOGYVol.52No.02DOI:10.3969/j.issn.1009-9492.2023.02.023冯伯翰，武秀琪，张艳.X射线透射选矿技术在崇义县某钨矿的试验研究［J］.机电工程技术，2023，52（02）：98-101.*X射线透射选矿技术在崇义县某钨矿的试验研究冯伯翰，武秀琪，张艳（广东松山职业技术学院，广东韶关512126）摘要：为提高钨矿资源选矿效率，某钨矿使用X射线透射智能选矿设备对原矿进行多粒级预选抛废试验。首先分析了该钨矿的矿石性质和X射线透射技术的选矿原理，根据不同种类的矿石对X射线透射率的差异建立矿石分选机制。然后基于预选抛废初试验结果对设备进行调试，保证废石与有用矿石的区分，并进行随机取样的预选抛废试验和选矿工艺流程改造。最后参考实际生产数据，对X射线透射技术的应用进行经济效益和社会效益分析。试验结果显示，原矿28~35mm粒级，钨矿回收率达87.62%；原矿35~45mm粒级，钨矿回收率达91.30%；原矿48~120mm粒级，钨矿回收率达97.15%。实践表明，X射线透射选矿技术提高了钨矿的抛废率和回收率，稳定了矿石品位，减少了钨矿的浪费和人工成本，取得了良好的经济、环境效益。关键词：X射线透射选矿技术；钨矿预选；废石抛分中图分类号：TD864文献标志码：A文章编号：1009－9492(2023)02－0098－04ExperimentalStudyonX-rayTransmissionBeneficiationTechnologyinaTungstenMineinChongyiCountyFengBohan，WuXiuqi，ZhangYan（GuangdongSongshanPolytechnicCollege,Shaoguan,Guangdong515126,China）Abstract:Inordertoimprovethebeneficiationefficiencyoftungstenoreresources,theX-raytransmissionintelligentbeneficiationequipmentwasusedtocarryoutmulti-particlepre-separationandwastedisposaltestonraworeinatungstenmine.Firstly,theorepropertiesofthetungstenmineandthebeneficiationprincipleofX-raytransmissiontechnologywereanalyzed,andtheoreseparationmechanismwasestablishedaccordingtothedifferenceofX-raytransmittanceofdifferentkindsofores.Secondly,basedonthepreliminarytestresultsofpre-separationandwastedisposal,theequipmentwasdebugedtoensurethedistinctionbetweenwasterockandusefulore,andthepre-separationandwastedisposaltestwithrandomsamplingandthetransformationofbeneficiationprocessflowwerecarriedout.Finally,withreferencetotheactualproductiondata,theeconomicandsocialbenefitsoftheapplicationofX-raytransmissiontechnologywereanalyzed.Theexperimentalresultsshowthattherecoveryoftungstenoreis87.62%with28~35mmraworesize.Theraworesizeis35~45mm,andtherecoveryoftungstenoreis91.30%.Theraworesizeis48~120mm,andtherecoveryoftungstenoreis97.15%.ThepracticeshowsthattheX-raytransmissionbeneficiationtechnologycanimprovethewastedisposalrateandrecoveryrateoftungstenore,stabilizetheoregrade,reducethewasteandlaborcostoftungstenore,andobtaingoodeconomicandenvironmentalbenefits.Keywords:X-raytransmissionbeneficiationtechnology;tungstenorepreconcentration;wasterockthrowing0引言在黄铜、铝合金等非金属回收上，减少了物料厚度对识别金属准确性的影响。朱文魁等[10]利用低能X射线透射我国已探明的钨资源储量居世界首位，约有222万t[1]。金属作为战略性不可替代稀有金属，随着不断的成像技术，对烟草叶片中的烟梗进行在线监测，并采用电磁阀控制压缩空气将烟梗从传送带中剔除。葛丁等[11]开采，易选的高品位钨矿已越来越稀缺，因此对钨的选矿技术要求也越来越高，世界各国对钨矿资源的开发利通过双能X射线实现对矿石和品味的双重识别。但是目用也更加重视[2-4]。如何在低品位钨矿中有效选出钨矿原前对于X射线透射技术在钨矿内实际生产试验的研究石，保证钨及其他伴生贵金属的回收率，成为一个亟待尚少。基于此，本文以江西赣州崇义某钨矿的黑钨矿解决的问题。原矿为研究对象，开展X射线透射选矿技术的研究，X射线透射技术是一种在国内国际上非常成熟的应分别对28~35mm、35~45mm和45~120mm的原矿进行用技术，广泛用于食品、果蔬等领域，目前也应用在矿抛分处理，并进行选矿工艺流程的智能化改造。试验物分选中。国内的研究人员在X射线透射研究方向上进结果表明：XRT射线选矿技术能够有效提高选矿效率行了大量的研究[5-8]。毛东辉等[9]将X射线识别技术运用和钨矿品味。基金项目：2020年度韶关市科技计划项目（社会发展与农业农村科技方向)（高等院校科研项目）（编号：200810224537618）收稿日期：2022－08－22·98·

1冯伯翰，武秀琪，张艳：X射线透射选矿技术在崇义县某钨矿的试验研究1矿石性质和X射线透射选矿技术工作原理表2初试验抛废结果该钨矿为单一钨矿，基本以黑钨矿形式存在，矿石精矿尾矿中WO含量为0.28%[12]。脉石组成成分主要为SiO，其粒度粒级32有用矿占比废石占比有用矿占比废石占比次为Al2O3和Fe2O3。矿石主要化学成分分析结果如表128~45mm中粒级72.29%27.71%0.07%99.93%所示。45~120mm粗粒级70.75%29.25%0.26%99.74%表1矿石主要化学成分分析结果初试验结果表明，X射线透射技术在有用矿的识别成分含量/%成分含量/%率较高，体现在两个粒级的尾矿中有用矿占比均不超过WO0.28FeO1.63323SiO72.36P0.0370.3%；但在废石的识别上，X射线透射选矿设备出现将2Cu0.0068S0.46废石错误划入有用矿的现象，废石在中粒级和粗粒级的Mo0.0046C0.073精矿中占比分别为27.71%和29.25%。Al2O312.54通过现场观察发现，精矿中混入较多废石的原因主要是由于有用矿和废石同时下落，气排枪将两者同时吹本试验采用的X射线透射智能选矿设备由振动给料入精矿中，使得废石误入精矿区域中，通过调试皮带的斗、高速矿石传送皮带、射线源、射线探测器、高压气传送速度和振动给料的频率可以有效改善此现象。罐和气排枪组成。振动给料斗的主要作用是将送来的矿2.2原矿多粒级预选抛废试验石在进入检测区域时形成稳定的矿石流，给料斗中设计使用X射线透射智能选矿设备对矿样进行预选抛废有圆弧形溜槽，保证矿料的均匀。射线源同时发射两束试验，样本来自于矿样中随机抽取的30块样本，共计能量不同的X射线，实现对同一物料的密度和品味检测。953.6kg。根据该钨矿的矿石特性将样本按照矿样粒度分高压气罐和气排枪组成选矿设备的执行机构，是设备的为3个粒级进行分选试验，试验流程如图2所示，各粒度核心部件之一，具有动作周期短、工作稳定可靠的特点。矿样质量如表3所示，试验结果如表4所示。选矿工作原理为：X射线穿透矿石后，不同成分的矿石由于密度不同，对X射线吸收能力也不同，使得传送带下方的探测器接受到的X射线能量产生差异[13-15]。X射线探测器接受到射线信号后，产生正比于辐射能量的电信号，通过算法对气排枪的阀门进行控制，将矿石吹入不同的分料仓中，经过分料皮带传送至下一工序。设备工作原理简图如图1所示。图2试验流程表3各粒度矿样质量表粒级/mm质量/kg粒级质量占总质量百分比/%28~3594.39.8935~45418.143.8445~120441.246.27由试验结果可知，X射线透射选矿设备能够显著提图1X射线透射智能选矿设备工作原理升精矿的品味和贵金属的回收率。随着粒度增加，WO3、2原矿预选抛废试验Cu、Mo的回收率逐渐增加，其中在45~120mm粒度范围2.1原矿28~120mm粒级预选抛废初试验内WO3、Cu、Mo回收率分别达到97.15%、82.85%和使用X射线透射智能选矿设备对28~120mm粒级原72.64%；在45~120mm粒度范围内抛分精矿WO3、Cu、矿进行预选抛废初试验，根据该钨矿实际情况将粒级分Mo的品味分别达到1.85%、0.51%和0.072%，尾矿中为28~45mm中粒级和45~120mm粗粒级两个等级，设置WO3、Cu、Mo品味均分别不超过0.55%、0.2%和0.05%；皮带初始运行速度为1m/s。根据初试验结果对气罐气WO3、Cu、Mo的富集比最高分别达到5.10%、4.55%和压、气排枪阀门控制参数、皮带速度等设计参数进行优4.00%，说明X射线透射技术在抛分废石、提高金属品味化，初验结果如表2所示。和回收率上取得了显著效果。·99·

22023年02月机电工程技术第52卷第02期表4多粒级预选抛废试验结果放。矿石及石英石等有回收价值矿物再经破碎、筛分后，小于16mm的矿物进入合格矿仓，大于16mm以上的矿粒度/品位/%回收率/%富集比名称物再经皮带运送至安晶龙选矿机分选出纯石英和连生体。mmWOCuMoWOCuMoWOCuMo333具体工艺流程如图4所示。精矿1.8500.510.07245~120尾矿0.0180.0350.00997.1582.8572.643.913.332.88原矿0.4740.1530.025精矿1.7800.4000.00835~45尾矿0.0370.0200.00191.3081.3671.605.104.554.00原矿0.3490.0880.002精矿1.7100.210.01328~35尾矿0.0480.0390.00387.6280.5670.803.812.692.60原矿0.5460.0780.0053选矿工艺流程改造3.1改造前选矿工艺流程选矿厂原采用多级手选+图像选矿机的拣选工艺，图像选矿机负责选出白色矿物及连生体。原矿出窿后经扒栏后选出废石，合格矿进入单层振动筛中，矿泥进入螺旋机中进一步筛选，单层振动筛筛选出大于50mm的大颗粒矿石，在3层粗手选皮带中回收有用矿石；其余矿石进入双层振动筛中，划分出小于16mm和在16~50mm范围内的原矿石，经过色选机和手选皮带剔除废石和石英石等白色矿物，合格矿石进入矿仓储存。具体工图4改造后选矿工艺流程艺流程如图3所示。X射线透射智能选矿设备于2022年5月安装完毕，2022年6月主要进行设备调试和小规模工业试验，2022年7月进入正常运行状态。选取2022年7月19日—2022年7月25日生产数据报表，如表5所示。由表可知，在表5X射线透射智能选矿设备的生产数据进料废石计重计重尾矿品位/%日期班次计重/计重/抛废率/产量/-1WOCutt%(t·h)3早班345.53282.7481.847.00.0130.0322022年7月19日晚班383.48319.5783.352.10.0130.023早班324.45266.2682.149.10.0220.0352022年7月20日晚班280.02228.9981.853.70.0270.029早班217.34174.8580.445.20.0140.0222022年7月21日晚班367.8300.2581.648.80.0070.020图3改造前选矿工艺流程早班335.33267.9279.938.70.0120.0212022年7月22日3.2改造后选矿工艺流程晚班299.76245.4081.946.50.0100.028改造思路为：原矿经扒栏、筛分后，小于16mm粒早班287.69223.9977.942.70.0300.0502022年7月23日级的矿石进入重选合格矿仓；大于50mm粒级的矿石经晚班348.56271.7378.043.10.0060.033圆锥破碎机破碎后形成闭路；16~50mm粒级的矿石进入早班332.31263.5979.349.60.0100.0232022年7月24日X射线选矿机，选出含矿矿物进入矿仓，包含少量废石晚班386.91307.2979.450.20.0120.037早班358.72286.5079.950.80.0040.042和石英石的废石返回图像选矿机再次分选，选出矿石及2022年7月25日晚班390.12319.0381.852.40.0070.030石英石等有回收价值矿物，废石经皮带运至废石堆场堆·100·

3冯伯翰，武秀琪，张艳：X射线透射选矿技术在崇义县某钨矿的试验研究日均给矿量600t以上的情况下，经过X射线透射智能选其运动轨迹，落入分料仓中，实现有用矿与废石的快速、矿等设备分选，计重抛废率不低于75%，当原矿在恰当精准分拣。粒度范围内时产量可达到45t/h。尾矿WO3品味在0.03%对不同粒度的原矿石的抛废效果理想，体现了X射以内，Cu品味在0.05%以内，抛废效果理想。线透射技术对矿石样品较强的适应性，WO3、Cu、Mo的3.3经济效益和社会效益分析回收率分别达到85%、80%和70%以上。3.3.1经济效益X射线透射智能选矿技术能够有效提高精矿的品味根据该厂历年统计结果测算，X射线透射智能选矿和贵金属的回收率，WO3富集比大于3.80，实际生产计设备年平均运行300d，每天运行16h，对所有的原矿进重抛废率达到75%以上，日均处理矿石量可达600t，大行预选抛废，可产生显著的经济效益。幅度提高选矿量，降低企业的选矿成本，产生显著的经（1）生产成本济效益和社会效益。采用X射线透射智能选矿设备进行预选抛废后，可以减少手选车间工作人员50人，预计可减少人工生产成参考文献：本180万/年（按人均成本3000元/月计算），节约电能消[1]中华人民共和国自然资源部.中国矿产资源报告[R].北京:地耗约100kW，折合电费每年节省约13万元。因此，节质出版社,2021.[2]高玉德.我国钨矿资源特点及选矿工艺研究进展[J].中国钨省生产成本共180万元/年+13万元/年=193万元/年。业,2016,31(5):35-39.（2）设备折旧[3]赵中伟,孙丰龙,杨金洪,等.我国钨资源、技术和产业发展现X射线透射智能选矿设备购置成本折旧摊销（按5状与展望[J].中国有色金属学报,2019,29(9):1902-1916.年计）80万元/年。[4]周俊武,徐宁.智能选矿厂架构设计[J].自动化仪表,2016,37(7):（3）生产利润1-5.年均提前抛出废石：[5]孙丽娜,原培新.基于双能量X射线透射技术的物质分类识别560吨/天×300天/年=168000吨/年方法研究[J].机械与电子,2008(3):10-13.节约重选工序处理成本：[6]贾妮.湖南某钨矿XRT射线智能选矿机预选抛废研究与应用15元/吨×168000吨/年=252万元/年[J].中国钨业,2019,34(6):20-24.综上所述，X射线透射智能选矿设备新增直接效益[7]田志刚.XRT智能拣选机在凡口铅锌矿的试验研究[J].矿业研为：193万元/年-80万元/年+252万元/年=365万元/年。究与开发,2019,39(12):153-156.3.3.2社会效益[8]彭尉,何鹏宇.某锑矿石的X射线智能预选试验与实践[J].金采用X射线透射智能选矿设备还产生下述显著的社属矿山,2019(9):92-97.会效益：（1）将之前不具有回收利用价值的低品位黑钨[9]毛冬辉,叶文华,熊田忠,等.双能X射线识别金属物料的R值矿资源充分利用，有利于缓解我国钨矿资源供给不足的曲线拟合算法[J].机械制造与自动化,2017,46(5):160-162.[10]朱文魁,刘斌,毛伟俊,等.基于低能X射线透射成像的打叶片情况，同时延长了钨矿的开采年限，缓解了钨矿相关从烟中烟梗在线检测[J].烟草科技,2015,48(2):69-74.业人员潜在的失业风险；（2）预先抛出废石，大幅度减[11]葛丁,梁殿印.基于X射线透射的矿石品位检测方法研究[J].少了后期浮选药剂的用量，降低了环境污染压力；（3）有色金属(选矿部分),2019(4):87-93.分拣效率的提升有助于提高尾矿库的安全稳定性，延长[12]范世祥,陈巧云,曾以吉,等.江西省崇义县新安子钨锡矿床特尾矿库的使用年限，减少对土地的占用。征及找矿思路[J].西部探矿工程,2021,33(12):111-114.通过以上流程改造，粗手选车间取消了人工手选作[13]成磊,尚红亮,朱道遥.基于传感器的矿石拣选技术研究现状业，实现机械化、智能化选矿作业。同时还可以选出作与发展趋势[J].有色金属(选矿部分),2017(z1):160-163.为伴生产品的石英矿，回收后为企业创造新的经济价值。[14]罗仙平,宁湘菡,王涛,等.智能分拣选矿技术的发展及其应用4结束语[J].金属矿山,2019(7):113-117.本文通过在崇义钨矿的试验对X射线透射技术进行[15]吴志虎.矿石预选抛废技术与智能光电选矿设备选型要点研究，包括X射线透射选矿设备的调试、多粒级预选抛[J].世界有色金属,2020(16):202-205.废试验和选矿工艺流程的改造，实现自动精准识别和区分原矿中的有用矿和废石，在矿石运送到传送带末端时第一作者简介：冯伯翰（1972-），男，江西赣州人，硕士，高控制气排枪喷射系统对有用矿施加高压气流，从而改变级实验师，研究领域为自动化控制。（编辑：王智圣）·101·