第一节 矿山采选技术
一、采矿技术
黑龙江省铁矿和有色金属矿山,经过由露天开采到井下开采,由手工作业到机械化生产
,结合矿山建设和生产发展需要,广泛开展群众性的技术革新和科学试验,解决了一系列生
产技术问题。主要有:
(一)天井吊罐技术
1966年西林铅锌矿应用吊罐法反挑天井,1973年大西林铁矿也开始应用,取得安全、节
约、成井进度快的效果。其方法是在预掘进的天井位置,先用潜入式钻机钻进直径120毫米的
钻孔,然后安装2.8千瓦的吊罐卷扬机,沿钻孔将巷道内人员及吊罐等凿岩设备提升至工作
面,上下通过信号绳和电话联系,用01—45型或YSP—45型凿岩机钻凿炮孔,2号岩石炸药爆
破,崩落的矿岩用装岩、运输设备运出。西林铅锌矿从1966年至1983年,用吊罐法施工探矿
、开采、采准等天井共9000米。1974年7月,西林铅锌矿又试验成功中深孔采矿折叠式双层吊
罐,该技术由主罐、副罐和风动卷扬三部分组成,风动卷扬用来提升主、副罐,主罐用于深
孔凿岩作业,副罐用于运料和提升人员。该项技术试验成功,大量节约了木材,提高了凿岩
速度,使1个60米深的天井用木材由20立方米降低为0.5立方米,降低采矿成本5%。
(二)非电导爆技术
非电导爆是国际上70年代出现的安全爆破新技术,1982年大西林铁矿首次应用毫秒非电
导爆破技术成功,并在全省矿山推广,取得了安全、高效的效果。大西林铁矿使用非电导爆
技术,使大块率由30%降为20%,二次爆破炸药消耗由原每吨矿0.8公斤降到0.5公斤,电耙
出矿效率比原来提高1倍。1984年,立孔非电导爆成功,使大块率降为10%,二次爆破炸药消
耗降至每吨矿0.2公斤,电耙出矿效率比原来提高2倍。
(三)机械化掘进作业线
1973年冶金工业部在河北铜矿召开全国机械化掘进会议。此后,西林铅锌矿购进PYT—2
型、CGT—2型凿岩台车,H一600型铲插式装岩机,自制了“八一”大型矿车,购进了4立方米
梭式矿车等平巷机械化设备。1979年在200米中段组成一条最早的平巷机械化掘进作业线,试
验掘进240米平巷。通过初步练兵,培训了技术骨干。同年10月参加了冶金工业部在湖南省湘
东钨矿举行的全国有色金属矿山平巷机械化掘进表演赛,共16个队参加,西林铅锌矿凿岩爆
破技术排为第9名。1981年在300米中段回风道组成第二条比较标准的平巷机械化掘进作业线
,共掘进2.4×2.8米平巷410.5米,平均每个工班0.4米。同年9月间在该矿举行的全国第
二次有色金属矿山平巷机械化掘进表演赛,西林铅锌矿平巷机械化掘进队在300米回风道,利
用自己的配套设备3昼夜内掘进总进尺19.71米,每个工班1.1米,全国共有30个机械化掘进
队参加表演,西林铅锌矿为第23名。1983年,在60米中段组成第三条机械化掘进作业线,在
150米中段组成不太标准的机械化掘进作业线,年总进尺达838.6米,每个工班0.46米。由
双机液压凿岩台车,H—600型或铲插式装岩机、梭式矿车、电机车配套所组成的平巷机械化
掘进作业线,在1983年开始推广应用。
(四)胶结充填采矿法
西林铅锌矿建矿以来一直沿用空场法采矿,1973年360米中段回采结束,形成大面积采空
区,而地表氧化矿还在进行开采作业,产生了多次地压活动,造成大面积冒落,由于含硫化
铁较高的硫化矿石与氧气和水反应生成硫酸亚铁和硫酸铁,放出大量热,发生硫化矿自燃着
火。为了解决这一影响生产的难题,于1975年1月冶金工业部和黑龙江省冶金局邀请16个院校
单位60名专家在现场召开了“采矿方法技术座谈会”,会议决定在300米中段以下深部改为有
底柱分段崩落法采矿。为在300米中段消除采空区,控制地压活动,要在矿房回采结束前随即
崩落矿柱,进行覆盖岩下放矿。据此精神,于1975年5月19日进行矿柱回采大爆破,凿岩孔数
3535个,总深35638米,投放炸药45吨,一次崩落矿石30.6万吨,到9月矿石自燃着火。为防
止火区蔓延到下部中段,决定将有底柱分段崩落法改为胶结充填法。在此期间冶金工业部曾
建议改为水砂充填法,后经水砂充填与胶结充填对比论证,认为水砂充填法工艺简单,采矿
成本低,但矿石损失量大,大量高品位矿石留作隔火层,间柱和底柱不能回收,损失率达3.
9%。胶结充填法可多回收铅7.25万吨,锌9.95万吨,虽然采矿成本高,但综合对比,经济
上还是合理的。1982年8月,冶金工业部和黑龙江省冶金工业局同意西林铅锌矿将水砂充填法
全部改为胶结充填法。
胶结充填法,即是用水泥砂浆充填,待凝固后形成人工的混凝土矿壁。其采矿方法为沿
矿体走向划分为一期矿房和二期矿房,间隔10—15米,进行间隔式回采。即一期矿房落矿、
出矿、充填,待混凝土矿壁形成后,二期矿房开始回采。一期矿房充填结束到二期矿房回采
开始即为混凝土的养生期,二期矿房回采出矿后,混凝土矿壁均能保持稳定,很少塌陷。一
、二期矿房充填都用喷浆机接顶。1981年为解决充填用砂源问题,委托北京有色冶金设计院
进行磨砂工程设计,磨砂工程于1983年10月1日投产。西林铅锌矿硫化矿床分段胶结充填法的
应用成功,避免了火区蔓延事故的发生。
(五)矿石防冻技术
黑龙江省每年冬季结冰期长达5—6个月,地下开采因矿石含水冻结,严重影响生产,因
此矿石防冻成为重要问题。多宝山铜矿、松江铜矿、大西林铁矿都先后进行矿石预冻试验,
即将井下采出的矿石放在露天预冻,然后再装车运出,效果都不理想。1075年大西林铁矿在
试验室又进行盐水防冻试验,也没有成功。1977年冶金工业部在大西林铁矿召开全国北部地
区矿石防冻工作会议,会议确定在该矿破碎站进行保温防冻方案试验,由冶金工业部投资40
万元,当年施工建成上下保温帘库,修建专用供热锅炉房,实践证明此方案由于耗煤量大,
使矿石成本增高,全面供热亦不理想,停止使用。矿山冬季生产含水矿石的防冻问题仍没有
解决,大西林铁矿等在冬季严寒季节停止出矿。西林铅锌矿采用井下粗破碎、选矿厂增设解
冻库办法,冬季仍可坚持生产。松江铜矿设计竖井与选矿厂紧紧连在一起的办法,冬季进行
井口预热,保持正常生产。
二、选矿技术
黑龙江省有色金属和铁矿的选矿技术,经过由“小土群”、“小洋群”,发展到正规生
产,在生产实践中不断改进和提高,并且对一些新工艺进行了试验探索,主要有:
(一)有色金属选矿工艺流程的改进
为了提高产品质量,降低精矿含杂量,实现铜、锌分离,几次改变工艺流程和药剂制度
。
1969年西林铅锌矿运用辽宁省铅锌矿的选矿经验,改变了铅优先浮选的药剂制度,粗选
将原来只用乙基黄药改为乙基黄药与丁基黄药按2比1的比例混合使用,增强了对铅锌矿物的
捕收力,使铅锌尾矿品位比上年降低0.085%,铅金属回收率从上年的79.1%上升到88.56%
。1973年冶金工业部组织辽宁、黑龙江两省冶金研究所和东北工学院进行联合攻关,为提高
西林铅锌矿的选矿指标进行了长期细致地考察和选矿试验研究,证实了阶段磨矿比一段磨矿
有明显的优越性,取得了铅精矿品位达56.07%、铅回收率达92.17%的效果。根据该试验的
结果,推荐了两段磨矿、一次选别的流程。
1979年松江铜矿进行了调整药剂制度的工业性试验,取消碳酸钠,在碱性的矿浆中用硫
酸锌作为闪锌矿的抑制剂,使铜精矿品位提高到24%,达到部颁一级标准。1981年为克服选矿
药剂品种单一和依附于农林产品的被动局面,先后两次对新型起泡剂苯乙酯油开展了不同程
度的试验研究,在小型试验基础上,于同年8月在现场生产中进行了工业试验,历时15天,获
得30个小时的台班试验数据,其结果表明,苯乙酯油对选别硫化矿物可以代替松醇油,其用
量仅是松醇油的60.7%。
1982年长春黄金研究所专门对西林铅锌矿原矿中含银进行了试验研究,采用丁磺酸氰乙
酯作捕收剂,实行等浮分离工艺流程,小型试验使银的回收率达到84%;1983年进行工业生产
验证,取得银回收率70%的效果。两次试验效果,使银的回收率比实际生产水平提高6%~10%
。
1982年西林铅锌矿在北京矿冶研究总院等单位的协助下,研制成功了恒定给矿新技术,
由于采用了机械传感式恒定给矿装置,达到了改变矿量自控调整的目的,运行实践证明,该
项新技术改变了以前磨矿作业不稳定状态,保证了磨矿粒度—200目保持在80—85%的要求限
度之内,提高了铅锌金属回收率,降低了各种消耗。
(二)无氰选矿工艺的应用
氰是有毒物质,氰化法选矿的废水严重污染环境。松江铜矿在1975年小型试验基础上,
取消了传统的氰化物法,用胶体硫酸锌代替氰化物抑制闪锌矿,实现了无氰选矿。这一试验
结果,不仅减少了废水的污染,还使铜精矿品位提高1%,铜中含锌明显下降。1980年西林铅
锌矿试验成功无氰选矿工艺,使尾矿废水中的氰化物降低到每升0.8毫克,达到国家规定的
废水排放标准,消除了环境污染,并且减轻了对贵重金属的熔解损失,有利于金、银的综合
回收,无氰选矿法一年可比有氰选矿法多回收银2776.6公斤,价值90多万元。
(三)硫铁矿的回收利用
西林铅锌矿中含有大量硫化铁,为了综合利用硫化铁资源,为农用化肥和炼铁提供原料
,加强了对硫化铁的回收利用。1978年黑龙江省冶金研究所与西林铅锌矿专题研究了硫化铁
精矿的合理利用问题,以磁选和浮选联合选矿方法,回收硫化铁矿物,提高了硫精矿品位。
1980年又改革了硫化铁浮选工艺流程,使硫的回收率比原来提高了19.32%,每年可多回收标
准硫精矿1.25万吨。
(四)细筛再磨技术的推广
铁矿细筛再磨技术是国外70年代发展起来的新技术,1980年黑龙江省结合本省实际开展
了细筛再磨工艺试验研究。黑龙江省冶金研究所与西林钢铁厂选矿车间合作完成了细筛再磨
工艺流程试验,即在矿浆入选之前加一道细筛设备,将筛上的粗颗粒返回球磨机再磨,提高
了入选矿石细度,使铁精矿品位由原来的62%提高到65%以上。1981年该技术在双鸭山铁矿选
矿厂推广,使铁精矿品位从原来的59%提高到65%以上。
(五)干磨干选试验
鉴于黑龙江省小铁矿水源不足和冬季水选结冰无法生产的情况,1972年根据北京密云铁
矿干选实验经验,提出了进行铁矿干磨干选的设想,由黑龙江省科委投资45万元,在双鸭山
铁矿进行干选改造,由于当时干选球磨机无法配套,干选实验中断。1974年在林口县大盘道
铁矿建成了干选试验生产线,经一年试验,因粉尘污染严重,矿石粉碎达不到入选粒度要求
,精矿品位低等原因,干选试验没有取得成功。