摘要:磨矿作业是选矿流程的关键环节,能耗通常占选矿总能耗的50%以上,且产品粒度与单体解离度直接决定后续分选指标。传统研究多从力学角度解析磨矿过程,但随着复杂难选矿石增多,矿浆环境对磨矿过程及产品特性的调控作用逐渐受到关注。通过系统综述矿浆物理特性、化学环境及气相与微量组分对磨矿过程的影响机制,认为矿浆浓度、流变特性与润湿性等物理因素通过调控颗粒运动状态与能量传递效率影响磨矿过程;pH、离子强度、氧化还原电位及工艺药剂通过改变颗粒表面电性与双电层结构,调控分散与团聚平衡及介质腐蚀作用;溶解气体与微量离子则通过界面吸附及多相界面反应,改变矿物表面理化性质与流变阈值,间接影响裂纹萌生与扩展。因素协同作用影响磨矿效率、比能耗及产品粒度分布特征。在此基础上,探讨了矿浆环境调控在强化磨矿效果中的应用前景,并展望了多因素耦合机制解析、磨矿与选别协同优化、矿浆环境动态调控及智能化磨矿技术的发展方向,为构建高效节能、粒度精准可控的绿色智能磨矿体系提供理论依据与技术参考。
摘要: 设备运行功率和产品粒度的准确预测是实现破碎流程智能化的基础。为实现该目标,以三鑫金铜矿破碎流程为例,采用 BPS 软件开展仿真研究。基于仿真结果结合机器学习方法,对比 9 种不同算法的预测指标,最终构建破碎工艺参数预测元模型。结果表明: 仿真获取的破碎流程工艺参数与流程考查相比具有较高精度,相对误差为 0.190%~7.349%。粗碎、中碎、细碎的运行功率和最终产物 P80 最佳预测元模型分别为 Lasso、Ridge、GBDT 和 GBDT。其预测值与仿真值相对误差分别为 0.889%、0.702%、1.990% 和 0.361%,反映各破碎工艺参数元模型均具有良好的预测精度。解释性分析结果表明: 粗碎运行功率主要受粗碎给料 F80、矿石 A*b 值和处理量影响;中碎运行功率主要受粗碎给料 F80、中碎排矿口尺寸及处理量支配;细碎运行功率则由细碎排矿口尺寸和矿石 A*b 值主导;最终产物 P80 主要受二段筛筛孔尺寸控制。研究结果可为在复杂多变给料条件下破碎流程工艺指标预测、工艺参数调节和设备能耗优化提供数据驱动的决策依据,促进破碎流程智能化发展。
摘要: 在选矿生产过程中, 碎磨工序的能耗占比一直居于高位, 是矿山节能降碳的重难点工序, 如何降低碎磨环节的能耗成为矿业领域亟须解决的难题。总结分析了目前矿石碎磨预处理技术、高效碎磨技术装备及新型低碳碎磨工艺流程的研究及应用情况。微波辅助粉碎利用矿物介电属性不同而产生的微裂纹进行粉碎, 高压电脉冲粉碎则是通过施加高压脉冲电场促使矿石解离, 二者是目前主流矿石预处理技术。在碎磨装备方面, 高压辊磨机基于层压粉碎机理可以降低矿石可磨度, 具有选择性破碎效果明显、粉碎产品微裂纹多、细粒级含量高和单位破碎能耗低等特点; (半) 自磨机兼具破碎和磨矿 2 种功能, 采用冲击和磨剥作用使物料粉碎, 具有投资少、占地小、人工成本低及环保效益好的特点。在细磨装备方面, 立式搅拌磨机和艾砂磨机依靠介质与颗粒之间的摩擦、冲击和剪切作用实现粉碎, 比传统以冲击破碎为主的球磨机能量传递效率更高, 已成为解决微细粒嵌布矿物单体解离难题的重要装备。在新型低碳碎磨工艺方面, 高压辊磨直连搅拌磨短流程工艺为低碳碎磨提供了新的思路; 陶瓷球与钢球协同磨矿工艺节能效果明显, 已在大型选矿厂得到了大规模应用。最后, 对碎磨技术低碳化、高效化、智能化的未来发展趋势进行了展望, 旨在为矿山碎磨系统的节能降碳和提质增效提供一定的理论参考和技术借鉴。
摘要:中国尾矿存量大、细粒级有价组分回收难度高,传统重选和浮选对低品位、微细粒尾矿难以高效回收。系统综述了尾矿处理领域的典型离心分选设备,对 Knelson 离心机、Falcon 离心机、水套式离心机及 SLon 离心机的结构特点、分选机理、运行方式和尾矿应用案例进行归纳比较。结果表明,离心分选设备可在金、锡、钨、铁及钼等尾矿处理中实现预富集、粗抛减量和精选提质;其优势主要体现在强化细粒高密度矿物沉降、减少药剂消耗和降低后续处理规模,但仍受耗水量、设备磨损、连续排矿与富集比等因素制约。未来离心分选设备将朝着大型化、连续化、智能化方向升级,通过结构优化、材料升级与智能调控技术迭代,将进一步提升其在大宗尾矿规模化处置中的适配性与技术经济性,为矿山尾矿综合治理与高值化利用提供更有力的技术支撑。
摘要:针对内蒙古矿业 大型球磨机介质配比不合理、磨矿产品粒度组成较差的问题,基于矿石力学性质和磨矿给矿粒度组成,采用球径半理论公式最终确定球磨机推荐初装方案配比为 m(?70):m(?50):m(?40):m(?30)=20:40:30:10 。磨矿对比试验结果表明,推荐初装方案较现场方案,过粗级别+0.2 mm 产率降低了 1.29 百分点,中间易选级别-0.074~+0.010 mm 产率提高了 5.10 百分点,磨矿细度-0.074 mm 产率提高了 4.63 百分点。DEM 仿真模拟结果表明,推荐初装方案碰撞总能量比现场方案提高了 7316706.574 J,矿石-钢球、矿石-矿石的碰撞能量占比比现场方案提高了 3.79 百分点,钢球-钢球、钢球-衬板的碰撞能量占比比现场方案降低了 1.31 百分点,钢球尺寸碰撞能量≥0.01 J 的有效冲击碰撞能量事件比现场方案提高了 4558932。通过 DEM 仿真模拟分析研究验证了推荐初装方案的合理性,为选矿厂提供了可靠的参数依据。
摘要:甘肃某金矿石为典型低品位含砷难处理金矿石,金品位为1.5g/t左右。为提升浮选指标,对选矿厂磨浮系统开展流程考查工作。+74μm粗粒级和-5μm微细粒级的回收率分别仅为62.67%和73.42%,是导致尾矿中金属损失的主要原因。采用选择性磨矿及磨选协同优化的技术思路,提出“入浮细度‘放粗’+强捕收剂+强化中矿再磨”的优化方案。在小型试验基础上开展了工业试验,结果表明:溢流细度-74μm占比由88.8%降至82.2%,有效降低了不利于回收的-5μm占比,该粒级损失率从6.23%降低至3.59%;优化艾砂磨机参数,强化了中矿再磨效果,新增相对易选粒级颗粒占比由2.74百分点提高至11.04百分点;用戊基黄药替代组合捕收剂中的丁基黄药,并提升戊基黄药与MC的配比至3:1,+74μm粗粒级回收率从62.67%提升至73.67%。通过磨矿制度与浮选药剂制度的协同调控,粗、细粒金回收效率同步提升,金综合回收率由86.26%提升至87.12%,提高0.86百分点,实现了磨矿产品与浮选指标的有效联动。
摘要: 充填体内重金属及其他污染物浸出是露天坑充填作业中的重大风险隐患。借助充填料浆滤水试验、充填体浸泡试验及充填体固体废物毒性浸出试验, 系统评估了以冬瓜山铜矿全尾砂及磷石膏作为充填骨料的充填料浆在不同时间尺度上的污染物浸出风险。结果表明: 充填早期, 由于充填料浆滤水的渗出, COD、 S2- 、 F- 、TP、 NH3-N 等污染物可能对露天坑地下水带来短暂污染风险; 随着水化作用的进行, 充填中期, 除 F- 外, 其余指标均能达到 GB/T 14848—2017《地下水质量标准》Ⅲ类标准, 水化产物大幅抑制了污染物的浸出; 在充填体长期赋存情况下, 重金属浸出指标均满足 GB/T 14848—2017《地下水质量标准》Ⅲ类标准。
摘要:针对三山岛金矿深部开采热害加剧、常规通风降温能力不足的问题,基于现场热湿环境测量,构建-1140m水平简化模型,对地面制冷—井下输送冷冻水、井下制冷—地面冷却水排热和地面制冰—井下输冰3种人工制冷方案进行冷负荷计算与技术经济比较,并结合-1140m水平局部制冷试验评价人工制冷末端供冷的工程适用性。结果表明:设计工况下4个分巷总需冷量约4400kW,总处理风量约105.32m3/s;按设备清单统计,3种方案的装机功率分别为1813kW、2513kW和4714kW,设备投资分别约为1600万元、1206万元和1975万元。地面制冷—井下输送冷冻水方案装机功率最低,设备投资处于中等水平,综合性能最优。局部制冷试运行时,1个模块运行可使作业区环境温度由约37℃降至约32℃。研究表明,地面制冷—井下输送冷冻水方案可作为三山岛金矿未来深部集中制冷的优选方案,但长距离高压输冷、管路保冷、防腐和水处理等关键环节仍需进一步工程验证。
摘要:随着矿山开采向深部持续进行,浅部未治理采空区可能对矿山重要井巷工程构成潜在安全威胁,直接影响矿山现有工程设施利旧复用,增加投资成本。为充分利用旧复用某矿山主斜井,采用基于倾斜摄影测量技术的工程地质调查、Barton岩体质量分级法、扩展Mathews稳定性图解法及数值模拟法等多种手段,系统分析了主斜井保安矿柱范围内采空区的稳定性及其对主斜井的安全影响,并给出治理措施。研究结果表明:1号采空区已超过极限跨度,塌落概率约10%;2~4号采空区整体稳定性较好,仅存在轻微破坏概率,塌落概率为0,但2号采空区位于主斜井正下方,一旦塌落将对主斜井的长期安全运行构成显著威胁;数值模拟计算得到采空区围岩最大主应力约15MPa,顶板最大位移为4.6mm,塑性区厚度为1~2m,整体处于稳定状态;主斜井围岩变形计算结果显示,倾斜、曲率和径向变形特征值均低于GB 50771—2012《有色金属采矿设计规范》规定的允许临界值,满足安全运行要求。综合稳定性分析结果,鉴于1号和2号采空区存在安全威胁,建议对其实施充填治理,以降低对主斜井的安全风险;对3号和4号采空区采取封堵措施,防止人员误入。治理后,可满足主斜井利旧复用安全要求。研究采用“工程地质调查-岩体质量分级-经验图解法-数值模拟”综合分析过程,从定性与定量2个角度,系统评估了采空区的稳定性及其安全影响。该研究路线可为矿山评价类似工程问题提供方法借鉴。
摘要:针对爆破块度预测存在精度不足、泛化性能弱等问题,构建了基于 BO-XGBoost 的可解释性爆破块度预测模型。先利用斯皮尔曼相关性分析、随机森林特征选择等方法对数据集进行预处理,接着借助贝叶斯优化算法调整 XGBoost 模型的超参数,最后运用 SHAP 分析阐释模型决策过程。结果显示: BO-XGBoost 模型预测精度最高,测试集决定系数、均方根误差、平均绝对误差、平均绝对百分比误差、解释方差分别为 0.961 0, 0.027 6, 0.026 3, 2.703 1, 0.971 4, 比 XGBoost、CatBoost、LightGBM、AdaBoost 模型更优;在爆破平均块度预测过程中,弹性模量对 BO-XGBoost 模型预测贡献最大。创建了基于 BO-XGBoost 的爆破平均块度可视化交互界面,界面简洁且易于操作,提高了现场爆破平均块度预测效率;在矿山实际应用中,爆破平均块度预测平均绝对误差为 0.030 m,契合现场预测精度要求,呈现出良好泛化能力和适用性,为大型矿山智能爆破发展奠定了基础。
摘要:针对金属矿山小断面硬岩巷道光面爆破中炸药能量利用率低、半孔率不高等问题,采用LS-DYNA软件建立了水介质与空气介质不耦合装药爆破数值模型,系统研究了不同耦合介质、周边孔间距、光爆层厚度及地应力条件对光面爆破效果的影响规律。研究结果表明:在相同竖向不耦合系数条件下,水介质不耦合装药的孔壁峰值压力、环向拉应力及岩体损伤面积均显著优于空气介质,孔间成缝贯通效果更佳;随着周边孔间距增大,应力波叠加效应减弱,裂纹贯通难度增加,空气介质在周边孔间距超过80cm时无法形成贯通裂缝,而水介质在100cm周边孔间距条件下仍可实现裂缝贯通;地应力对裂纹扩展方向具有明显导向作用,裂纹倾向于沿最大主应力方向延伸。综合考虑光爆层损伤效果和孔间成缝质量,推荐采用周边孔间距80cm、光爆层厚度50cm的水介质不耦合装药参数组合。研究成果可为硬岩巷道光面爆破参数优化提供理论依据。
摘要:深部金属矿采掘作业面普遍存在高温、高湿与低风速的典型热环境问题,易使作业人员处于较高热负荷和热应激状态,威胁职业健康与安全生产。为识别深部金属矿不同埋深、不同作业类型作业面的热环境特征及其致害机理,并为通风降温优化提供定量依据,以某金矿井下不同中段典型作业面为对象,在矿井二期基建阶段实际通风条件下布设11个测点,现场实测空气温度、相对湿度和风速等参数。基于人体热平衡理论,计算对流、辐射、蒸发散热分量及人体蓄热率(S),并结合热应力指数(HSI)与PMV-PPD模型,构建“热平衡-热应激-热舒适”多指标联合评价体系,对深部金属矿多中段、多作业类型作业面的热负荷与热舒适状况进行综合分析。结果表明:测点空气温度为29.3℃~34.7℃,相对湿度普遍大于90%,多数作业面风速仅为0.2~0.5m/s;各测点S均大于0,深部作业面接近100W/m2,HSI远大于100%,PMV多大于3且PPD接近100%,热害问题突出。研究表明,深部高温高湿低风速环境显著削弱人体对流、辐射及蒸发散热能力,其中蒸发受限是导致人体蓄热增加的关键因素。针对不同埋深作业面热害差异,提出“增风+降湿+局部降温”的分级调控思路,可为深部金属矿热害防治和通风降温系统优化提供工程参考。
摘要:针对贵金属运输在传统管理模式下出现的实时监控缺失、运输路线依赖经验判断,以及人工记录效率低且易产生差错等问题,以陕西某金矿为应用场景,研发并构建了一套基于物联网、大数据、云计算与人工智能的贵金属智慧运输管理系统。该系统通过多源感知与智能融合,形成端到端的实时感知与联动体系,集成车载定位、视频监控、加密通信及不可篡改的审计日志,实现运输全过程可视化与可追溯。依托大数据平台与人工智能算法,系统进行智能路线优化、动态调度与异常事件自动识别,减少对人为经验的依赖,提高应急响应速度和调度的科学性。在管理层面,引入流程追踪机制,推动运输业务从人工粗放向数字化、精细化转型,增强了操作规范性和责任可追溯性。系统研发严格对标国家监管要求与行业最佳实践,并在当地监管部门与运营单位协同下完成现场部署与应急演练。现场应用与定量评估表明:该系统运输效率提升20%~35%,安全事故率下降90%~95%,管理精度显著提高,整体运营成本下降65%~75%。该研究验证了系统在贵金属运输领域的可行性,并带来显著效益,提出了可复制的工程实施路径,为高价值物资运输的安全保障、效率提升与合规管理提供了重要参考。
摘要:甘肃某黄金矿山位于高原草甸区,工业场地运行多年,可能对周边牧场草地环境产生影响。为评估污染状况,采用高密度电法和实时动态载波相位差分技术相结合的物探技术对尾矿库周边5个剖面开展水文地质调查,布设13个土壤采样点、4个地下水采样点及1个对照点对场地周边环境污染状况进行调查。结果显示,调查区域土壤pH呈弱碱性,重金属砷超标率为81.82%,最大超标倍数为3.4倍,区域土壤砷含量超标主要受控于高砷土壤地球化学背景值;扬尘沉降与淋溶迁移进一步加剧周边土壤砷富集,是局部点位土壤砷超标的重要诱发因素。场地上游地下水铁、锰超标,其他污染因子检出值均低于标准限值。研究为场地修复提供了基础数据。
摘要:为厘清大义山地区锡多金属矿成矿规律并指导找矿预测,通过野外地质调查、地层岩性分析、构造与岩浆岩特征研究,以及矿床时空分布规律、矿化富集规律梳理,系统探讨了该地区锡多金属矿的成矿条件及成矿规律,并构建成矿模型、圈定找矿靶区。结果表明:大义山地区处于湘中凹陷与南岭隆起多组构造岩浆岩带复合交会部位,成矿受北西向大义山式断裂控制显著;成矿作用与中—晚侏罗世岩浆侵位密切相关,空间上发育东、中、西3条北西向矿化带,不同矿化带因地层、构造与岩浆岩组合特征差异,发育岩体型、云英岩脉型、矽卡岩型、热液充填交代型等矿化类型;泥盆系—三叠系碳酸盐岩为核心赋矿地层,大义山式断裂、岩浆侵位接触构造体系及岩体上凸构造构成联合控矿体系,燕山期汤市铺超单元介头单元为核心成矿单元。基于成矿规律构建了“岩体内部云英岩脉型—接触带矽卡岩型—外带热液充填交代型”的成矿模型,圈定桂阳县小塘铅锌矿区为找矿靶区,该找矿靶区具有良好的找矿潜力。该研究揭示了大义山地区锡多金属矿成矿规律,为南岭成矿带北缘同类锡多金属矿的勘查与研究提供了理论依据和实践参考。
摘要: 黄铁矿是金矿床中最主要的载金矿物, 其微量元素组成和硫同位素特征记录了成矿元素赋存状态、成矿条件等关键信息, 也是判别矿床成因类型的重要指标。豫西熊耳山矿集区内的九仗沟金矿床为典型构造蚀变岩型金矿床, 其矿床成因研究对区域找矿具有重要意义。以成矿阶段黄铁矿为研究对象, 系统开展原位微量元素组成研究, 并结合闪锌矿开展原位硫同位素分析。结果表明: ①在微量元素赋存状态方面, Co、Ni 主要以类质同象替代 Fe 进入黄铁矿晶格; Cu、Pb、Zn 多呈显微矿物包裹体形式存在, Au 与 As、Sb、Ag 呈正相关, 并以固溶体形式赋存于富 As 黄铁矿中, 暗示 As、Sb 可作为有效找矿指示元素; ②黄铁矿 w(Co)/w(Ni) 值为 0.03 ~ 309.78, 平均值为 3.26, 结合 w(Co)-w(Ni)-w(As) 图解, 指示矿床成因类型为岩浆热液型, 但成矿流体中有显著大气降水混入; ③黄铁矿 δ34S 值为 -15.25‰~-4.14‰, 闪锌矿 δ34S 值为 -16.79‰~-13.99‰, δ34S 峰值出现在 -14.50‰ 左右, 反映成矿过程中硫同位素发生强烈分馏。九仗沟金矿床成矿物质主要来源于地壳浅部, 深部岩浆热液在上升过程中与大气降水混合并萃取围岩成矿物质, 最终在有利构造部位沉淀成矿。
摘要: 小金场地区位于韩家园子 Fe、Au 成矿亚带东段, 具备良好的成矿地质条件与找矿前景。为快速圈定找矿靶区并明确找矿方向, 在小金场地区开展了 1:10 000 土壤地球化学测量工作, 对地球化学特征进行了系统分析, 重点研究了元素分布特征及异常特征。依据 Au、Ag、Cu、Pb、Zn 等 5 种成矿元素的测试数据, 开展了相关性分析、聚类分析、单元素异常分析及综合异常分析, 共圈定单元素异常 51 处, 综合异常 4 处。结合野外地质调查, 初步评价了区域找矿潜力。结果表明: Au、Ag 异常具有异常值高、规模大、浓集中心明显等特征, 组合异常套合良好, 是有利成矿元素; 根据元素组合特征与成矿地质条件, 判定 II、III、IV 号组合异常为矿致异常, 并优选为找矿靶区; 综合控矿因素分析认为, 兴华渡口群地层是重要的矿源层, 其与中奥陶世花岗闪长岩接触带及断裂发育处为矿化有利地段。研究结果为小金场地区下一步矿产勘查提供了科学依据。
摘要:金在矿石中分布极不均匀,常存在“粒金效应”,导致分析结果精密度差、代表性不足,严重影响资源评价与开发的准确性。针对内蒙古某高不均匀性金矿石,系统研究了样品粒度、取样量、灼烧处理及金赋存状态等关键因素对分析结果稳定性的影响,采用聚氨酯泡沫塑料吸附—火焰原子吸收光谱法作为核心检测手段,结合详细的矿物学鉴定与化学相态分析技术,提出了一套综合性的稳定性控制流程。结果表明:该金矿石以裸露及半裸露自然金为主(>90%),导致样品固有变异性极高。粒度是影响分析稳定性的首要因素,建议将样品粉碎至-0.074 mm且不过筛,兼顾代表性且避免损失。取样量取决于金品位,对于金品位≤5 g/t的样品,取样量10 g;金品位>5 g/t的样品,取样量增至20~30 g,并进行3~5次平行测定。样品充分混匀操作(“掀角法”与“四分缩分法”结合)对改善分析精密度至关重要,而不含干扰组分的样品可省略灼烧步骤。研究构建的以“粒度控制为基础、取样策略为核心、充分混匀为保障”的金矿石品位分析稳定性控制体系,为高变异系数金矿石的精准分析提供了可靠方法,对类似矿床的资源评价与合理开发具有重要指导意义。