鈮鉭鐵礦采礦機(jī)械：鈮鉭鐵礦硬巖與砂礦開(kāi)采設(shè)備

先說(shuō)三個(gè)重點(diǎn)

鈮鉭鐵礦的開(kāi)采設(shè)備選型，關(guān)鍵看礦床類型：硬巖礦和砂礦完全兩套打法。硬巖礦需要穿孔、爆破、破碎、磨礦全套設(shè)備，投資大、流程長(zhǎng)；砂礦直接挖就能選，設(shè)備簡(jiǎn)單、投產(chǎn)快、成本低。硬巖礦山開(kāi)采設(shè)備的核心是破碎和磨礦系統(tǒng)，顎式破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)和球磨機(jī)是標(biāo)配。砂礦開(kāi)采的主流設(shè)備是水槍和砂泵，水力開(kāi)采是砂鈮鉭礦最經(jīng)濟(jì)的方式，基建時(shí)間短、投資少、見(jiàn)效快。兩種類型之外還有一個(gè)重要區(qū)分：品位高低決定設(shè)備配置的深度，低品位礦必須靠大處理量攤薄成本，高品位礦可以走精細(xì)分選路線。鈮鉭礦開(kāi)采設(shè)備選型有一條鐵律：先看礦型，再看品位，最后定設(shè)備。

硬巖開(kāi)采設(shè)備，從爆破到磨礦一條線

鈮鉭鐵礦的硬巖礦床，產(chǎn)在花崗偉晶巖中。典型例子是剛果金的偉晶巖型鈮鉭礦，礦物與錫石、鈦鐵礦、鋯英石、綠柱石共生。國(guó)內(nèi)江西橫峰松樹(shù)崗鈮鉭礦也是地下開(kāi)采硬巖礦，設(shè)計(jì)日處理能力五千噸，服務(wù)年限六十年。硬巖礦的開(kāi)采設(shè)備鏈條長(zhǎng)，從井下穿孔爆破到地表破碎磨礦，一整套全要配齊。

穿孔爆破設(shè)備，硬巖開(kāi)采的起點(diǎn)

地下開(kāi)采硬巖礦，第一步是穿孔爆破。鑿巖臺(tái)車是主力設(shè)備，在礦體上鉆出炮孔，裝藥爆破把礦石崩下來(lái)。硬巖礦的鉆孔設(shè)備選擇取決于礦巖硬度，鈮鉭礦的圍巖通常是花崗巖或偉晶巖，硬度高、磨蝕性強(qiáng)，對(duì)鉆具磨損大。鑿巖臺(tái)車配高風(fēng)壓潛孔鉆或液壓鑿巖機(jī)，炮孔直徑六十到一百毫米，孔深根據(jù)采礦方法確定。松樹(shù)崗礦采用底部有塹溝的深孔高分段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V法，說(shuō)明其穿孔爆破的規(guī)模不小。

爆破后的礦石塊度直接影響后續(xù)破碎成本，塊度控制得好，顎式破碎機(jī)就不容易卡料。爆破參數(shù)要精調(diào)，孔網(wǎng)參數(shù)、裝藥結(jié)構(gòu)、起爆順序都影響塊度分布。

運(yùn)輸提升設(shè)備，把礦石從井下運(yùn)上來(lái)

地下硬巖礦的運(yùn)輸系統(tǒng)比露天礦復(fù)雜得多。松樹(shù)崗礦采用膠帶運(yùn)輸斜井加主平硐加盲斜坡道聯(lián)合開(kāi)拓，用膠帶運(yùn)輸機(jī)把礦石從井下運(yùn)到地表。膠帶運(yùn)輸?shù)膬?yōu)勢(shì)是連續(xù)作業(yè)、能力大、自動(dòng)化程度高，適合大規(guī)模生產(chǎn)。主平硐用電機(jī)車牽引礦車，盲斜坡道用卡車運(yùn)輸，三種方式配合形成完整的井下運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)。

通風(fēng)設(shè)備也是地下開(kāi)采的標(biāo)配。鈮鉭礦的礦石和圍巖本身沒(méi)有有毒有害氣體，但爆破產(chǎn)生的炮煙和柴油設(shè)備的尾氣必須排出。松樹(shù)崗礦采用機(jī)械抽出式通風(fēng)系統(tǒng)，主扇風(fēng)機(jī)把污風(fēng)從井下抽出來(lái)，新鮮風(fēng)從進(jìn)風(fēng)井自然流入，保證井下空氣質(zhì)量。

排水設(shè)備在地下開(kāi)采中不能省。松樹(shù)崗礦的礦體位于地表以下，三百米標(biāo)高以上各中段用自流排水，三百米以下用集中機(jī)械排水，水泵站設(shè)在最低中段，把滲水和生產(chǎn)廢水揚(yáng)送到地表處理。

破碎設(shè)備，把大塊礦石碎到磨礦機(jī)入口

從井下運(yùn)上來(lái)的礦石，塊度可能達(dá)到三百到五百毫米。這些大塊礦石進(jìn)不了磨礦機(jī)，必須先破碎到二十五毫米以下。

粗碎用顎式破碎機(jī)，是硬巖礦山的標(biāo)配。給礦口六百乘九百毫米或更大，排礦口調(diào)到八十到一百五十毫米，把礦石碎到兩百毫米以下。顎板的材質(zhì)很關(guān)鍵，鈮鉭礦的圍巖硬度高，普通錳鋼顎板磨損快，高錳鋼或者鑲嵌硬質(zhì)合金的顎板壽命更長(zhǎng)。

中碎用圓錐破碎機(jī)，排礦口調(diào)到二十五到四十毫米，把礦石碎到二十五毫米以下。圓錐破碎機(jī)適合處理高硬度物料，層壓破碎原理讓產(chǎn)品粒度均勻，過(guò)粉碎少。如果礦石硬度特別高，建議用液壓圓錐破碎機(jī)，排礦口在線可調(diào)，過(guò)鐵自動(dòng)釋放，減少停機(jī)時(shí)間。

細(xì)碎之后的部分礦石，如果嵌布粒度粗、已經(jīng)單體解離，可以直接進(jìn)入重選。如果嵌布粒度細(xì)，還需要磨礦。判斷標(biāo)準(zhǔn)是篩析加巖礦鑒定，用顯微鏡看鈮鉭礦物在哪個(gè)粒級(jí)開(kāi)始解離。

磨礦設(shè)備，把有用礦物從脈石里剝出來(lái)

磨礦是硬巖鈮鉭礦選礦前最后一道工序。鈮鉭礦物性脆、密度大，磨礦過(guò)程中容易過(guò)粉碎。一旦過(guò)粉碎，微細(xì)粒鈮鉭礦在后續(xù)重選中回收率明顯下降。所以磨礦設(shè)備的選型和操作特別講究。

球磨機(jī)加螺旋分級(jí)機(jī)構(gòu)成閉路磨礦是標(biāo)準(zhǔn)配置。球磨機(jī)把礦石磨到選礦需要的細(xì)度，一般要求百分之八十通過(guò)五十目到一百二十目之間。螺旋分級(jí)機(jī)把磨礦產(chǎn)品中合格的細(xì)粒級(jí)溢流出去進(jìn)入選別，粗粒級(jí)返回球磨機(jī)再磨。閉路磨礦的好處是避免過(guò)磨，合格顆粒及時(shí)排出，不會(huì)被鋼球繼續(xù)砸碎。

磨礦介質(zhì)的選擇也影響過(guò)粉碎程度。處理鈮鉭礦用較小直徑的鋼球，配合較低的磨礦濃度，能減少過(guò)粉碎。如果礦石的鈮鉭礦物嵌布粒度粗，可以考慮用棒磨機(jī)代替球磨機(jī)。棒磨機(jī)用鋼棒做介質(zhì)，線接觸研磨，剝磨作用為主，沖擊作用為輔，產(chǎn)生的細(xì)泥比球磨機(jī)少。

砂礦開(kāi)采設(shè)備，最簡(jiǎn)單高效的方案

鈮鉭鐵礦的砂礦開(kāi)采，設(shè)備比硬巖礦簡(jiǎn)單得多。非洲的鈮鉭礦大多為砂礦，礦物成分單一，單體解離度好，開(kāi)采設(shè)備只需要洗礦機(jī)、振動(dòng)篩和輸送設(shè)備，用不上爆破和破碎。

水力開(kāi)采設(shè)備，成本最低的方案

砂鈮鉭礦最經(jīng)濟(jì)的方法就是水槍沖采。水槍利用高壓水射流沖擊礦層，使含礦砂土崩解并形成礦漿，礦漿自流或泵送到選礦設(shè)備。中國(guó)自二十世紀(jì)二十年代在廣西砂錫礦就用過(guò)水槍開(kāi)采，后來(lái)擴(kuò)展到鈮鉭礦、鋯英石、金剛石等砂礦。

水槍的核心參數(shù)是噴嘴直徑和供水壓力。水槍進(jìn)水管直徑一百五十到兩百毫米，噴嘴直徑常用三十八到六十五毫米，壓頭五十到一百五十米。水槍的耗水量是采砂量的一點(diǎn)七到十四倍，在缺水地區(qū)盡量控制在三倍以下。噴水壓力不夠，射流沖不動(dòng)礦層；壓力太大，耗水量大、水耗成本高。

水槍沖采采用逆向沖采法效果最好。水槍對(duì)準(zhǔn)工作面臺(tái)階底部掏槽，使砂土坍陷、與水混合成礦漿，逆向流入礦漿池。逆向沖采能充分利用射流沖擊力，減少耗水量。水槍距工作面最小距離通常與臺(tái)階高度相當(dāng)，移動(dòng)步距四到六米。

水力開(kāi)采的缺點(diǎn)是用水量大，在高山缺水地區(qū)需要嚴(yán)格控制水耗。另外，水力開(kāi)采不適用于嚴(yán)寒地區(qū)，低溫下水管容易結(jié)冰，需要采取防寒措施。

砂泵和管道，礦漿輸送的核心

礦漿從采場(chǎng)輸送到選廠，自流運(yùn)輸是最便宜的方式，不費(fèi)電、成本低。砂礦床開(kāi)拓時(shí)用塹溝，溝內(nèi)設(shè)輸?shù)V溝道，利用地形高差自流輸送礦漿。如果地形不夠，就用砂泵加壓揚(yáng)送。

砂泵是水力開(kāi)采的配套設(shè)備，礦漿池內(nèi)布置砂泵把礦漿揚(yáng)送到選廠。砂泵的吸入式和注入式有別，主砂泵一般用吸入式，中間串聯(lián)的升壓泵用注入式。砂泵的移動(dòng)步距五十到兩百米，采場(chǎng)推進(jìn)到一定距離后需要移動(dòng)砂泵位置，縮短吸入管長(zhǎng)度。

礦漿管道的磨損是砂泵系統(tǒng)的大問(wèn)題。礦漿在管內(nèi)高速流動(dòng)，固體顆粒對(duì)管壁沖刷嚴(yán)重。兩百毫米無(wú)縫鋼管，壁厚八毫米，通過(guò)三十五到四十萬(wàn)立方米砂礦后就會(huì)完全磨壞。鋼管每季翻轉(zhuǎn)一次，每次轉(zhuǎn)六十到一百二十度，能延長(zhǎng)使用壽命。對(duì)磨損特別嚴(yán)重的管段，用輝綠巖鑄石內(nèi)襯的管道或者耐磨橡膠內(nèi)襯管。

洗礦篩分設(shè)備，把砂礦里的泥和礫石去掉

砂礦開(kāi)采出來(lái)的含礦砂土，里面可能夾著黏土、礫石、樹(shù)根等雜物。這些不除掉，重選設(shè)備沒(méi)法正常工作。螺旋洗礦機(jī)是常用的洗礦設(shè)備，返砂中的粗顆粒進(jìn)振動(dòng)篩，篩上物是礫石廢料，篩下物進(jìn)入重選。

振動(dòng)篩把砂礦按粒度分級(jí)。篩孔大小根據(jù)后續(xù)重選設(shè)備的要求確定，一般用六毫米或三毫米篩網(wǎng)。大于篩孔的粗礫石不含礦，直接廢棄。小于篩孔的合格物料進(jìn)入礦漿池或直接進(jìn)重選設(shè)備。雙層振動(dòng)篩更實(shí)用，上層除大礫石，下層分粗細(xì)礦砂，粗細(xì)粒級(jí)各走各的選別流程。

含泥量高的砂礦，洗礦篩分設(shè)備要先脫泥。水力旋流器脫除零點(diǎn)零五毫米以下的細(xì)泥，避免泥進(jìn)入重選設(shè)備干擾分選。脫泥效率要達(dá)到百分之八十五以上，否則螺旋溜槽和搖床的槽面會(huì)被泥膜糊住，影響分選效果。

兩種礦型開(kāi)采設(shè)備的差異對(duì)比

硬巖礦和砂礦的設(shè)備差異非常大，核心區(qū)別在挖出來(lái)的難度上。

硬巖礦山的設(shè)備配置是穿孔爆破設(shè)備加鑿巖臺(tái)車和鏟運(yùn)機(jī)，再加顎破和圓錐破這些破碎設(shè)備，還有球磨機(jī)和棒磨機(jī)做磨礦，運(yùn)輸用膠帶加卡車加電機(jī)車。投資規(guī)模大，千萬(wàn)級(jí)起步，投產(chǎn)周期三到五年。

砂礦山的設(shè)備配置就簡(jiǎn)單多了，水槍和砂泵是主力，加上洗礦機(jī)和振動(dòng)篩就夠了。不需要爆破，不需要破碎，不需要磨礦。投資規(guī)模小，百萬(wàn)級(jí)別就能啟動(dòng)，投產(chǎn)周期短，半年到一年就能出礦。

砂礦的投資優(yōu)勢(shì)非常明顯。水力開(kāi)采的礦山基建時(shí)間短、投資少、設(shè)備簡(jiǎn)單、生產(chǎn)率高、投資見(jiàn)效快。硬巖礦的投資大、周期長(zhǎng)，但礦體規(guī)模通常也大、服務(wù)年限長(zhǎng)、產(chǎn)量穩(wěn)定。

品位高低決定設(shè)備能力的松緊

同樣是硬巖礦，品位高低不同，設(shè)備配置的松緊也不一樣。

高品位礦區(qū)，鈮鉭含量超過(guò)百分之零點(diǎn)一。這類礦的選礦處理量相對(duì)小，單位礦石的價(jià)值高，設(shè)備配置可以走精細(xì)路線。磨礦設(shè)備選型更講究粒度控制，盡量多回收每一克鈮鉭。磁選設(shè)備配強(qiáng)磁選機(jī)，把鈮鉭礦物和鈦鐵礦、鋯英石逐一分開(kāi)。三盤(pán)帶式磁選機(jī)是常用設(shè)備，場(chǎng)強(qiáng)可調(diào)范圍廣，能一次分離出多種產(chǎn)品。

低品位礦區(qū)，鈮鉭含量百分之零點(diǎn)零一到零點(diǎn)零五。這類礦必須靠大處理量攤薄成本。設(shè)備配置追求的是量大、穩(wěn)定、成本低。處理能力是關(guān)鍵參數(shù)，日處理五千噸和日處理五百噸的選廠，單噸投資和運(yùn)營(yíng)成本差好幾倍。給料系統(tǒng)要能承受大流量沖擊，重選段用螺旋溜槽這類處理量大、不用藥劑、不耗電的設(shè)備做粗選，先把百分之九十以上的脈石拋掉，減少后續(xù)精選段的負(fù)荷。

不管高品位還是低品位，一個(gè)原則不變：能用重選解決的就不用磁選，能用磁選解決的就不浮選。重選成本最低、最環(huán)保，適合做大處理量粗選。磁選成本次之、精度高，適合做精選分離。浮選成本最高、需要藥劑，只在重選磁選都搞不定的時(shí)候才用。

鈮鉭礦開(kāi)采設(shè)備選型的幾條經(jīng)驗(yàn)

鈮鉭礦開(kāi)采設(shè)備選型，先判斷礦型。硬巖礦走穿孔、爆破、破碎、磨礦、選礦全套路線。砂礦走水槍、砂泵、洗礦、篩分、重選簡(jiǎn)潔路線。中間沒(méi)有折中方案，選錯(cuò)了方向設(shè)備買(mǎi)回來(lái)也用不了。

再看選礦品位。低品位礦必須上大處理量設(shè)備，顎式破碎機(jī)的給礦口要大、球磨機(jī)的處理能力要夠、螺旋溜槽要配夠臺(tái)數(shù)，靠量吃飯。高品位礦走精細(xì)路線，磨礦細(xì)度要控、磁選場(chǎng)強(qiáng)要調(diào)、產(chǎn)品種類要多，把每一克鈮鉭的價(jià)值都榨出來(lái)。

最后看礦物的嵌布粒度。粗粒嵌布的礦石，破碎到五毫米以下直接進(jìn)跳汰機(jī)就能回收，設(shè)備鏈短。細(xì)粒嵌布的礦石，磨礦段少不了，磨得越細(xì)回收率越高，但過(guò)粉碎的損失也跟著漲。這個(gè)平衡點(diǎn)要靠磨礦試驗(yàn)來(lái)定。

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