尼尔森选矿机的应用和发展

尼尔森选矿机的应用和发展 2010年8月 第39卷第4期 中国矿山工程 ChinaMineEngineering Aug.,2010 Vol_39No.4 尼尔森选矿机的应用和发展 ApplicationanddevelopmentofKnelsonconcentrator 朱飞,吴振祥,唐彦臣 (1.长春黄金院,吉林长春130012;2.中国有色工程有限公司,北京 100038;3.河南金源黄金矿业有限责任公司,河南嵩 县471400) 摘要:介绍尼尔森选矿机分选原理及构造,参数,优点,适用性及国内 外应用概况和河南金源黄金矿业有限责任公司3000ffd 选矿厂应用尼尔森的重选设计,生产指标及效益情况. 关键词:尼尔森选矿机;环保;混汞;重选;金矿 Abstract:Thispaperintroducedthebasicconcentrationprinciples,mechanic alformation,technicalparameters,advantagesand processamenability,andapplicationcasesinbothabroadandChina.Italsointr oducedthegravityconcentrationdesign, productionindexesandbenefitsaboutthe3000tpdconcentratorinHenanJiny uanGoldMiningLtd.. Keywords:Knelsonconcentrator;environmentalprotection;amalgamation ;gravityconcentration;goldmine 文章编号: 1672——609X(2010)04.0040.04 中图分类号:TD455.5 文献标识码:B 收稿日期:2010—06—1l 作者简介:朱飞(1958一),男,吉 林长春人,高级工程师,从事黄金 选矿工程设计工作. 1前言 尼尔森选矿机(KnelsonConcentrator)是一种高效的 离心重选设备.它适用于从矿石中和其它的固体物料 中回收金,银,铂族等贵金属及其它较大密度的金属矿 物的选别,已成为黄金,贵金属伴生的有色金属选矿厂 受欢迎的重选设备,是一种选别高效,环保条件好的重 选设备.尼尔森选矿机成功解决了常规离心选矿机存 在的问题,使尼尔森重选技术,设备得到矿业界的广泛 认可和采用.在黄金工业中,尼尔森选矿机是替代混汞 板,流槽,跳汰机的最好选择.混汞作业对人体危害大, 而且造成环境污染,必须取消混汞作业.尼尔森选矿机 的设计安装和成功使用,对保障职工身体健康和环境保 护具有重大的意义. 2尼尔森选矿机结构与原理 2.1基本结构 尼尔森选矿机的分选机构是一个内壁带有流态化 水孔的双壁锥,可理解为由两个可一同旋转的立式同心 锥构成.外锥与内锥之间构成一个密封水腔.内锥的 内侧有数圈沟槽,并有按一定设计排列的进水孔,叫流 态化水孔;内锥称为富集锥.CVD尼尔森的结构虽有所 不同,但原理相近.设备的其余部分由给矿,排矿,供水 (气)及驱动部件,自动控制系统和机架等组成. 第4期朱飞等:尼尔森选矿机的应用和发展 2.2工作原理及分选过程 尼尔森选矿机是基于离心原理的强化重力选矿 设备.在高倍的强化重力场内,密度大和密度小的 矿物之间所受的重力差别被极大地放大,例如,1单 位体积石英和自然金在普通重力场内(1G)的所受 重力分别为2.7g/cm和19g/cm3,其差值为16.3g/cm; 而在60G离心场中的所受重力分别达到162g/em和 1140g/cm3,其差值扩大到978g/cm~,放大60倍.这使 得轻重矿物之间的分离比自然重力场内更加容易; 而特殊设计的物料床层结构,在流态化水和干涉沉 降的相互作用下,能够持续地保持床层松散状态. 该机在生产运行时,富集锥内的离,tWJn速度可 达60倍或更高的重力加速度(CVD型变化范围更 宽),当矿浆给人富集锥底部时,矿浆在离心力的作 用下被甩向富集锥的内侧壁,并沿着内壁向上运动, 同时由富集锥的进水孔连续向锥内注入水流使床层 呈流态化.在离心力(离心沉降+钻隙沉降)和反冲 水力的共同作用下,单体金等重矿物颗粒能克服水 的径向阻力,能够取代轻矿物颗粒在选别床层中占 据的位置而保留在精矿床内.而脉石矿物因受离心 力较小,难以克服反冲水力的作用,轻矿物颗粒则在 轴向水流冲力和离心力的轴向分力共同推动下不断 被反冲水带走而被排出富集锥成为尾矿.新给人的 重矿物填补轻矿物离开后所留下的空间,使富集锥 内的环沟里的金精矿品位不断提高,从而实现矿物 颗粒按密度分选.当环沟里填满重矿物后半连续排 矿尼尔森选矿机需停止给矿13分钟,把金精矿从 富集锥内的环沟里冲出来,金的富集比由常规重选 设备的20100提高到1000,3000倍.连续可变 排矿(CVD)型尼尔森选矿机可以随时调节精矿产率 的大小,连续排出精矿. 3尼尔森选矿机优点及适用性 3.1优点 (1)选矿富集比高,通常可达到1000—3000 倍,精矿产率小,通常为0.02%,0.10%,精矿品位 高,一般为1000,20000g/t,回收率比常规重选设 备显着提高. (2)单台设备处理固体矿量大,KC—XD70和 KC—CVD64型设备处理能力可分别达到300, 1000t/h和100,300t/h. (3)是无污染,清洁的无需任何化学药剂的环境 友好设备. (4)设备运转率高,耗电少,易于操作管理,所须 操作人员少,自动化程度高,设备日常维护量很低, 生产成本低. (5)设备占地面积小,易于融入改扩建选厂及新 建选厂中的磨矿回路配置中.设置在选厂尾矿排矿 点回收粒度大于0.02mm的硫化物,铁,锡,钨,铌, 金,银,独居石,金红石等比重大的其它金属或矿物. (6)选别流程短,投资少,返本时间短,一般为1 月至1年. 3.2适用矿石 尼尔森选矿机现有两种类型的产品,一种是间 断排矿(BKC)型,另一种是连续可变排矿(CVD)型, 根据精矿产率大小不同,两类产品各自适用于不同 的应用场合. 一 般精矿产率以0.1%一0.5%为分界线,精矿 产率在分界线以下考虑用间断排矿型,反之则用连 续可变排矿型.间断排矿型排矿周期取决于所处理 矿石的性质,给矿量等,岩矿一般为1,4小时,砂矿 一 般为4,12小时.CVD型可连续排矿,并根据需 要连续调节精矿产率,可在1%一50%范围内任意选 择.间断排矿(BKC)型尼尔森选矿机适用于贵金属 回收,包括金和铂族金属等.其中最为广泛应用的 是岩金,砂金及有色金属伴生金的回收;从镍铜硫化 矿石中回收铂,钯等是近些年来尼尔森选矿机应用 的又一大进展.CVD型尼尔森选矿机主要用来回 收较大产率(一般大于0.5%)的有价组分.当目的 矿物和脉石密度差大于1.5时,CVD型能使它们有 效的分离.可应用于黑(白)钨矿,锡石,钽铁矿,铬 铁矿,钛铁矿,金红石,氧化铁矿物和含金银的硫化 物等较大密度矿物的富集,以及工业矿物除铁,粉煤 的洗选等. 3.3给矿粒度和回收粒级 尼尔森选矿机给矿粒度区间较宽,间断排矿型 为0,6mm,连续排矿型为0,1.7mm.其回收粒级 很宽,以金回收为例,+381,zm为易回收粒级,10, 381,~m为可回收粒级,一10txm为较难回收粒级. 3.4应用类型 (1)一次应用:是在浮选厂,炭浸厂及黄金”全重 选”厂的一次磨矿回路中的应用.在浮选,炭浸厂, 通常处理循环负荷或球磨排矿的15%,40%矿量; “全重选”厂则要配合磨矿,分级脱水等作业,尽量加 强重选强度.在浮选厂加装尼尔森重选,通常回收 中国矿山工程2010年(第39卷) 率提高2%6%,炭浆/炭浸厂通常提高1%,3%. 基于尼尔森技术的黄金”全重选”厂金总回收率 70%,94%. (2)Z次应用:是从浮选精矿,各种再磨回路,黄 金焙烧/生物氧化厂,扫选摇床尾矿,浮选尾矿中等 重选回收金或其它贵金属.从有色金属/贵金属(典 型的是铜/金)选厂的浮选混合(或粗)精矿的再磨回 路中重选回收金,国外已有多家大型矿山成功应用, 这项技术将成为铜/金等大型有色矿山伴生贵金属 选矿工艺发展趋势之一.目前已有5家生物氧化厂 安装尼尔森回收氧化渣中的细粒金.常规细磨氰化 厂,焙烧/生物氧化氰化厂,有很多情况也适合引入 重选技术. (3)堆浸应用:在黄金矿山中,”堆浸”技术与”选 厂”技术的联合工艺应用已取得巨大的成功.在堆 浸厂中,加入尼尔森重选对解决低品位矿石中的”粗 „金问题是—个f艮好的选择,在国外已有成功的实践. 4国外应用情况 在国外,尼尔森选矿机最早的商业产品始于 1978年.到2008年为止,它已在70多个国家使用, 据不完全统计,累计总安装台数已达3700多台套. 连续排矿型CVD尼尔森选矿机已经工业应用到钨, 锡,铬铁矿及含金硫化物选别,滑石除铁等. 尼尔森公司在1998年曾对全球客户进行调查, 以CD30为例,金精矿平均金品位为20949g/t,平均 金回收率为31.76%,设备运转率96.89%,主要耐磨 件使用寿命在13978,40000小时,备件消耗成本 0.8美分/t.尼尔森选矿机在国外生产应用的部分实 1尼尔森国外应用部分实例 第4期朱飞等:尼尔森选矿机的应用和发展 例见表1. 在柬埔寨的某金矿,由于矿石中杂质组分的影 响,用汞碾作业仅能取得50%,60%的Au,新设计 选厂采用球磨磨矿+尼尔森”全重选”工艺,在处理 2脉矿石时,Au回收率提高到约85%,生产能力 200ffd. 位于挪威北部的GEXCO公司的BindalGruver 黄金矿山采用间断排矿的尼尔森和连续排矿CVD 尼尔森的”全重选”工艺.间断排矿的尼尔森回收单 体金,CVD尼尔森回收单体的含金硫化物,金总回 收率可达90%以上. 俄罗斯的Kedrovskoye金矿在2003年把原有的 尼尔森”全重选”工艺进行改造,由单一间断排矿型 尼尔森重选转变为由间断排矿尼尔森与连续排矿的 CVD尼尔森联合使用,更加适应了矿石性质的变 化.其中CVD尼尔森的粗选回收率达88%,产率 6%,10%.选厂金的回收率82%. 5国内应用情况 从2001年起到目前为止,尼尔森选矿机在中国 已经被较大规模地采用,应用的矿山规模为100— 35O00ffd,有色金属伴生贵金属(金,铂族金属)的大 型矿山应用已经取得突破.截至2009年底,中国应 用尼尔森选矿机50多台套,其中有中国黄金集团, 紫金集团,金川集团,招金集团,灵宝黄金股份公司, 新疆有色集团,河南金渠黄金股份有限公司,内蒙古 金陶股份有限公司等,应用矿山情况见表2. 表2尼尔森国内应用部分实例 6尼尔森在河南金源黄金矿业公司的 设计及应用 6.1原矿性质 河南金源公司矿体为含金角砾岩,矿石类型为 中等硫化物,含铜金矿石,矿石中金矿物为自然金和 银金矿,赋存状态较复杂,金的分布粒度为中细粒, 当磨矿细度一0.074mm占55%时,有单体颗粒金存 在,在单体颗粒金中最大粒度1.5mm,平均粒径为 0.04ram,大部分颗粒金被黄铁矿和石英包裹,金属 硫化物以黄铁矿和黄铜矿为主可供回收利用,而回 收的主要元素为金,其次铜和硫.矿石普氏硬度系 ~f=14,矿石可磨系数为0.83,属难碎难磨矿石. 6.2设计重选流程及设计指标 尼尔森重选在岩矿的应用中,设备有两种安装 方式,一种是处理旋流器底流物料的安装,另一种是 处理球磨排矿物料的安装.在两种方式中,一般认 为处理分级底流的分选效果略显优势,但有观点认 为并不是所有情况都是如此.由于金源选厂的”重 选强度”(可粗略理解为物料流中被尼尔森处理的百 (下转第51页) 第4期姜志伟:浅谈提高工程费用控制质量的措施?51? 脱出来,首先要实现网络化管理,信息化管理,费控 管理工作也需要信息化管理才能实现好的费用控制 功能.企业可以结合企业实际开发相关管理系统, 该系统从对企业内部的材料运转,采购,施工管理等 全方位控制,在很大程度上提高了工作效率,如果能 实现系统对费用进行收集,累积,分析,报告和管理 的过程,将节省更多的人力资源.通过将各费用分 解以费用代码,分类分层归案,贯通到整个项目的费 用相关业务处理中,贯穿预算管理,管理,变更 管理和支付管理等.对项目的工程材料,固定资产, 机械费用,工程进度款,其他费用的收支进行化 流程管理,并使得流程之间互相贯通.从企业的管 理人员包括公司领导,控制部门,到项目的管理人员 互相协同工作,达到数据共享的目的.项目管理层 可以实时查询项目发生的数据,进行实时预警控制, 实现对项目费用的事前估计,事中控制,事后分析的 全过程费用管理. 3结语 费用控制贯穿项目开工到交付使用的整个过 程,是一个三维控制理念,它有两个基本特点:?随 着项目时间的推进,贯穿始终,包括项目前中后期. ?铺设面大,与项目有关的所有环节都牵涉到费 用.因此必须在各个阶段和层面严格控制,才能达 到预期效果.同时要提高费控管理水平和质量,要 在管理信息化等方面下功夫. 【参考文献】 【1】蔡筱梅.项目费用控制管理信息系统的设计与实现【D】. 成都:四川大学,2005. (上接第43页) 分比)接近100%,设备安装大(多),流态化用水量很 大,从磨矿系统的水平衡角度考虑,决定处理球磨排 矿.如处理旋流器底流,严重影响磨矿浓度,或严重 影响重选给矿.重选流程见图1. 原矿 去浮选 图1金源选厂重选流程 在河南金源黄金矿业有限责任公司3000t/d选矿 厂设计中,通过比较,采用了2台KC—XD40尼 尔森选矿机来替代传统的混汞作业.设计指标:磨 矿细度一0.074mm占55%;尼尔森选矿机金回收率 38%(实际50%),金精矿产率0.03%,金精矿品位 2800—3500g/t.给矿浓度36%,给矿粒度一2mm. 6.3效益分析 (1)尼尔森重选设备应用后,与混汞作业相比, 每年节省白银消耗费用700万元,每年节省汞的消 耗费用150万元.每年节省员工排汞治疗费用60万元, 共节约费用910万元. (2)与混汞作业相比,尼尔森新设备及配套直线 筛,渣浆泵等所耗电费用每年180万元,修理费用每 年120万元,共耗费用300万元.每年获纯利润610 万元. (3)按年运转330天,日处理矿为3000t计,与 混汞作业相比则吨矿成本下降6.16元. 尼尔森选矿机应用后,更重要的是保护了环境 和下游水源不受污染.不但消除了环境污染,而且 确保了员工身体健康,符合国家的环保要求,同时成 本也由原来的56元/t降为现在的49.84元/t.年创效 益达610万元.选厂技术水平整体提高,有效的重 选流程实现了节能,环保,清洁化生产. 7结语 河南金源黄金矿业有限责任公司的金矿石自然 金的粒度大于0.06mm占51%,适合尼尔森重选.尼 尔森重选回路的设计,安装及成功使用,对保障公司 职工身体健康和实现公司绿色矿山的环保理念具有 重大的意义.尼尔森选矿机重选替代传统的混汞作 业是非常成功的,减少了有害物质的排放,改善了操 作环境,保护了工人的身心健康.尼尔森选矿机具 有体积小,重量轻,耗电小,维护量小,处理量大,富 集比高等优点,为金源公司创造了可观的经济效益 和社会效益,为同类企业提供了成功的借鉴经验. 【参考文献】 [1]张金钟等.尼尔森选矿机及其应用[J】.有色矿山,2003, (3):28—37. 【2】刘汉钊,石仑雷.尼尔森选矿机及其在我国应用的前景 lJ1.国外金属矿选矿,2008,(7):8-12.