《氧化矿钙、镁控制方案》试验及考察报告云南驰宏锌锗股份有限公司会泽分公司采选厂2010 年 9 月会泽矿山厂 1#矿体氧化矿进入深部采矿后，矿体规模逐渐变小、变薄，采矿过程中废石隔离工作量大，废石混入率高，导致氧化矿（共生矿）产品中钙、镁含量超标，使冶炼辅料及其它成本投入增加为提高氧化矿产品质量，自 2010 年年初开始，会泽采选厂编制了《氧化矿钙镁控制方案》并进行了多次讨论审查，该方案的思路分两部分：一是井下采矿过程的废石隔离；二是采出的矿石在地表进行分选本报告围绕《氧化矿钙镁控制方案》中提出的地表选矿方法思路，进行了初步选矿实验、选矿设备设施的考察等情况，进行了汇总分析1#矿体现存氧化矿约为 15 万吨，按现有的生产能力方案的实施可以有效服务氧化矿选矿 2～3 年，并且可以用本方案的方法处理现冶炼厂堆存的 20 万吨氧化矿一、《氧化矿钙镁控制方案》的目标及思路（一）产品质量目标表 1：分公司要求产品指标技术质量指标序号 矿石类型 CaO MgO S Pb Zn 粒度1 氧化矿共生矿 ≤8% ≤4% ≤4% ≥10.33 % ≥13.99% ≤5mm 2 氧化矿富锌矿 ≤8% ≤4% ≤4% ― ≥20% ≤5mm 3 矿化白云岩 （冶炼辅料） ≥30% ≤9% ― ≥1% ≥2% ① 粗粒30mm~80 m② 细粒 ≤10mm （二）方案主体思路1、根据现场实际，方案的前提是不采用浮选或液体介质参与的重选，所以本方案主要考虑干式选矿方法。
2、在地表以充分利用现有设备、设施为总体原则3、新增加设备提高生产机械化和自动化程度，降低劳动强度，提高综合效益二、原矿性质（一）矿石构造氧化矿石中氧化程度高 （铅、锌氧化率高达 75%以上 ）的土状矿石， 矿石构造差别较大，有土状—半土状构造、骨架状构造、皮壳状构造、蜂窝状构造和钟乳状构造，但以土状—半土状构造为主土状—半土状构造：是高氧化率的铅锌矿石中最主要的矿石构造铅锌氧化矿物呈赭黄色、浅黄色、褐色、暗红褐色成土状、半土状分布于白云岩中二）氧化矿石矿物特征氧化矿石的矿物组成较复杂，铅矿物主要为白铅矿（占 1.73%） ，其次为方铅矿（占0.60 %） ，还有铅黄、铅矾、灰硫砷铅矿、灰硫锑铅矿等；锌矿物主要为菱锌矿、异极矿、硅锌矿（占 39.14%） ，其次为闪锌矿（占 1.78%） ，还有少量红锌矿；铁矿物主要为褐铁矿、黄钾铁钒、赤铁矿（占 13.66%） 其它金属矿物还有黄铁矿、白铁矿、毒砂、自然锑等脉石矿物主要有白云石、方解石（占 38.61%） ，其次有绢云母、白云母、粘土矿物、石英等1、白铅矿、方铅矿：白铅矿是最主要的氧化铅矿物，粒度主要为 0.833 ～ 0.141 毫米；方铅矿的粒度多为 0.589～0.02 毫米。
白铅矿、方铅矿主要为不规则状产出白铅矿与方铅矿关系密切，方铅矿常被白铅矿交代形成镶边结构和交代残余结构，或呈星点状浸染分布于白铅矿中，此时方铅矿粒度很细有时白铅矿呈方铅矿假象白铅矿、方铅矿和菱锌矿、黄铁矿、褐铁矿关系也较为密切，有时也共生在一起2、菱锌矿、异极矿、闪锌矿：菱锌矿、异极矿是最主要的锌氧化矿物，粒度比白铅矿粗，但不均匀，主要为＋0.147 粒级闪锌矿的粒度一般为 0.020～0.417 毫米菱锌矿主要呈不规则状嵌布于脉石矿物中，常呈同心环状结构、异极矿呈板状、放射状产出；闪锌矿主要呈不规则状产出 菱锌矿、异极矿与闪锌矿关系密切，常紧密共生在菱锌矿中常可见闪锌矿残留体，有时菱锌矿沿闪锌矿边缘或裂隙交带闪锌矿形成较复杂的镶嵌关系菱锌矿集合体中常可见板状异极矿晶体3、褐铁矿：褐铁矿在氧化矿石中十分常见，粒度一般为 0.0117～0.176 毫米，最大为 0.294 毫米褐铁矿主要呈不规则状嵌布在脉石矿物中，多具蜂窝状、环带状结构褐铁矿与赤铁矿、黄钾铁钒关系较密切，紧密共生在一起由于氧化作用，黄铁矿常氧化成褐铁矿，在褐铁矿中常见黄铁矿残留体，褐铁矿有时呈黄铁矿假像，常具环带结构三、实验工作为了证实《氧化矿钙镁控制方案》实施的可行性，根据选矿工艺的需要进行大量的实验。
一）氧化矿密度测定首先对 1#矿体氧化矿进行取样，在选矿车间实验室进行分析采用溶液浸泡的称量方式对原矿性质进行测量，具体实验结果见下表：表 2：原矿指标数据物料 密度 t/m3 莫氏硬度氧化矿 3.0—3.46 2.5钙、镁废石 2.31 3—4硫化矿 4.0—4.2 3—4表 2 中氧化矿及钙、镁废石比重差距并不显著，与硫化矿的比重差距也仅在 1 以内，因此可以初步判定通过重选方法分离比较困难氧化矿与钙镁及硫化矿的硬度差在 1.5 以下，利用矿石间的硬度差进行分离也比较困难由于氧化铅锌矿的选矿是一个比较难的课题，咨询了一些科研单位和矿山，国内外没有一家运用比较成功的范例，也没有成熟的工艺，结合我单位的实际设计了一下方法进行试验：（二）氧化矿脱硫试验思路:利用硫化矿与氧化矿之间的不同物理性质来进行分离,方法主要有风选、重选、磁选等，由于氧化铅锌矿不具备磁性而且性质较复杂，确定采用重选工艺进行氧化矿脱硫根据现有的实验条件，主要进行了旋流器风选实验和干法摇床实验1、旋流器风选实验旋流器风选工艺的基本原理是：首先把矿石物料破碎到小于 3mm 的进料粒级，然后利用高压风把矿物给到旋流器中，物料在旋流器内做离心运动，由于物料间密度存在差异，迫使密度较轻的物料沿内旋流从溢流口溢出，密度大的物料沿外旋流从排砂口排出。
（旋流分选实验报告见附件一）图 1：旋流器工作原理示意图结论：利用旋流器风选方法分离氧化矿和硫化矿没有明显的分离效果，此方法不适合氧硫混合矿脱硫2、摇床实验摇床选矿的主要工作原理是：在倾斜宽阔的床面上，借助床面的不对称往复运动和薄层斜面水流的作用，进行矿石分选的一种设备水使质量较轻的矿物悬浮，通过机械振动和水的冲击使重量不同的物质分开，实现重选的目的图 2：摇床工作示意图根据方案中不采用水参与选矿的原则，所以本实验去掉摇床的给水槽，直接把物料放到床面上，通过机械往复振动进行选矿由于缺少水介质，床面上的物料只受到摇床往复的振动力，导致摇床中 5%大块的矿物从轻矿区的尾矿端滚落，而 95%的矿物沿着床面上的溜槽从重矿区精矿端排出没有实现氧硫分离，因此此实验不成功结论：利用干式摇床重选的方式来分离氧化矿和硫化矿的方法行不通三）氧化矿钙镁分选设备考察及实验研究结合多年来现场破碎筛分分选氧化矿中钙镁的实践经验，课题小组提出了利用矿石与钙镁之间的硬度差这一物理性质，采用特殊设备进行破碎，实现矿石被破碎，钙镁不被破碎后筛分分离钙镁这一思路氧化矿石的莫氏硬度一般在 2.5 左，右钙、镁废石莫氏硬度在 4 左右，这思路的关键之处就是找到一种设备，实现低硬度的矿石被破碎，高硬度的钙镁不被破碎而能够通过，既要把氧化矿破碎过筛，又要保证钙镁废石不被破碎。
通过查阅资料发现一种辊式压碎机似乎能满足上述分级破碎的要求（见图 3） 按介绍辊式压碎机用途：可广泛用于水泥、冶金、化工、电力、煤炭等行业，对脆性和韧性的物料进行加工图 3：辊式压碎机工作示意图（辊式压碎机工艺原理：当有不能破碎的物料通过轧辊间隙时，轧辊所受的压力增长，迫使弹簧压缩，于是活动轧棍就离开其原来的位置，使轧辊间隙扩大，这样不能破碎的物料就能通过 ） 但目前国内没有任何矿山企业应用此设备进行选矿生产围了对辊式压碎机的性能进一步了解，选择了两个生产厂家对其进行了考察，考察的情况如下１、设备考察情况1）对上海远华路桥机械有限公司的考察对该公司的整个生产流程进行了全面的了解通过考察分析发现，其现有的双辊压碎机不能满足我厂矿石分级破碎要求通过与该公司技术部门讨论，该公司认为把原双辊压碎机的弹簧保护改为液压保护，理论上可以实现我方要求2）对郑州市永华机械制造有限公司的考察在郑州市永华机械制造有限公司的考察过程中，通过与其技术人员沟通，结合我方的矿石性质和要求，提出了相关的设备改造意见，经讨论后的思路是：用反击式破碎机对原矿进行粗分，对粗选产品进行检验，若能满足我方矿石产品质量要求就无需其它设备；若反击细碎后还不能满足产品质量要求，再增加双辊压碎机进行分级破碎，把双辊压碎机进料端及滚筒进行适当的改造，利用其设备研磨加矿石间自磨的性质进行分级破碎后筛分。
3）考察结论及建议通过对上海远华路桥机械有限公司、郑州市永华机械制造有限公司两家公司的考察，通过考察小组讨论后认为：① 上海远华路桥机械有限公司原双辊压碎机的弹簧保护改为液压保护，由于液压保护在双辊压碎机工作时，其灵敏度不能满足矿石瞬间破碎要求，同时光滑滚筒面不能满足分级破碎要求，技术不成熟辊压碎机设备单价为 19.2 万元/台，初加工的颚式破碎机 9.6 万元/台)② 按照厂家介绍，郑州市永华机械制造有限公司反击式破碎机能满足根据矿石硬度进行分级破碎的要求，同时其双辊压碎机滚筒面经过改造后能达到设备研磨加矿石间自磨的功能，有利于矿石分级破碎 （反击细碎设备 8 万元/台，双辊压碎机 5 万元/台 ）考察小组认为：郑州市永华机械制造有限公司生产的设备较适合我方氧化矿钙、镁控制生产要求，建议继续深入做工作因此进行了破碎分选实验2、破碎分选实验1）通过和郑州市永华机械制造有限公司技术人员联系沟通，我方邮寄了 100 kg 矿石样品至该厂家，由厂家进行破碎分选实验共做了四组实验，结果如下：实验一：将原矿投入反击细碎机，破碎后过筛分：0—3mm 分离出筛上物的脉石含量 45%0—7mm 分离出筛上物的脉石含量 30%。
实验二：将原矿投入高效细碎机，破碎后过筛分 0—3mm 分离出筛上物的脉石含量40%实验三：把实验一、实验二中的筛上物给入双辊破碎机进行破碎，过筛后筛上物脉石含量为 40%实验四：原矿经破碎，破碎后过 0—10mm 筛分，筛上物全进入悬辊碾压机，过筛后脉石含量 为 42% （但产量较低，每小时处理 6 吨矿物）2）由于厂家提供的初步实验数据不够，难以对实验结果进行深入分析，无法判断实验结果好坏，因此提出由我方人员亲自取样到厂家进行现场破碎分选实验本次实验用样品重120kg，其中氧化矿含量占 40%、钙镁废石占 60%本次实验做了两组，实验结果如下：① 试验一：利用反击破碎机来破碎矿石样品取 60kg 样品进反击破碎机，破碎后的物料通过筛分，最终得到筛上物料 24kg，占总量40%，其中钙含量为：20.65%、镁含量为：3.73%；筛下物料 36kg，占总量的 60%，其中钙含量为 13.21%、镁含量为 4.63%通过试验发现，在破碎矿石样品过程中，反击破碎机的转动速度控制在较低的程度破碎效果相对较好② 实验二：利用悬辊压碎机破碎矿石样品悬辊压碎机工作原理：悬辊压碎机主机内，磨辊吊架上紧固有高压弹簧。
开始工作后，磨辊围绕主轴旋转，并在高压弹簧与离心力的作用下，紧贴磨环滚动 当被磨物料进入磨腔后，由铲刀铲起送入磨辊与磨环之间进行碾压 当磨辊与磨环达到一定磨损后，调整高压弹簧长度，保持磨辊与磨环之间恒定碾压力，保证被碾压的矿石堆积 5—10cm 的厚度从而保证稳定的产量与细度取 60kg 样品进悬辊压碎机，破碎后的物料通过筛分，最终得到筛上物料为 18kg，占总量的 30%，其中钙含量为 20.24%、镁含量为 3.83%；筛下物料为 42kg，占总量的 70%，筛下物料没有进行化学分析 （辊式压碎机筛下物料见图 4）图 4：氧化矿压碎筛下物料③ 实验样品化学分析结果表 3：氧化矿实验数据指标样品名称 重量 所占比例 品 质Pb Zn CaO MgO S（kg） （%）（％） （％） （％） （％） （％）辊式破碎筛上物料 18 30 2.90 18.05 20.24 3.83 1.85反击细碎筛下物料 24 40 9.03 12.38 13.21 4.63 2.6。