铌钽铁矿采矿机械：铌钽铁矿硬岩与砂矿开采设备

先说三个重点

铌钽铁矿的开采设备选型，关键看矿床类型：硬岩矿和砂矿完全两套打法。硬岩矿需要穿孔、爆破、破碎、磨矿全套设备，投资大、流程长；砂矿直接挖就能选，设备简单、投产快、成本低。硬岩矿山开采设备的核心是破碎和磨矿系统，颚式破碎机、圆锥破碎机和球磨机是标配。砂矿开采的主流设备是水枪和砂泵，水力开采是砂铌钽矿最经济的方式，基建时间短、投资少、见效快。两种类型之外还有一个重要区分：品位高低决定设备配置的深度，低品位矿必须靠大处理量摊薄成本，高品位矿可以走精细分选路线。铌钽矿开采设备选型有一条铁律：先看矿型，再看品位，最后定设备。

硬岩开采设备，从爆破到磨矿一条线

铌钽铁矿的硬岩矿床，产在花岗伟晶岩中。典型例子是刚果金的伟晶岩型铌钽矿，矿物与锡石、钛铁矿、锆英石、绿柱石共生。国内江西横峰松树岗铌钽矿也是地下开采硬岩矿，设计日处理能力五千吨，服务年限六十年。硬岩矿的开采设备链条长，从井下穿孔爆破到地表破碎磨矿，一整套全要配齐。

穿孔爆破设备，硬岩开采的起点

地下开采硬岩矿，第一步是穿孔爆破。凿岩台车是主力设备，在矿体上钻出炮孔，装药爆破把矿石崩下来。硬岩矿的钻孔设备选择取决于矿岩硬度，铌钽矿的围岩通常是花岗岩或伟晶岩，硬度高、磨蚀性强，对钻具磨损大。凿岩台车配高风压潜孔钻或液压凿岩机，炮孔直径六十到一百毫米，孔深根据采矿方法确定。松树岗矿采用底部有堑沟的深孔高分段空场嗣后充填采矿法，说明其穿孔爆破的规模不小。

爆破后的矿石块度直接影响后续破碎成本，块度控制得好，颚式破碎机就不容易卡料。爆破参数要精调，孔网参数、装药结构、起爆顺序都影响块度分布。

运输提升设备，把矿石从井下运上来

地下硬岩矿的运输系统比露天矿复杂得多。松树岗矿采用胶带运输斜井加主平硐加盲斜坡道联合开拓，用胶带运输机把矿石从井下运到地表。胶带运输的优势是连续作业、能力大、自动化程度高，适合大规模生产。主平硐用电机车牵引矿车，盲斜坡道用卡车运输，三种方式配合形成完整的井下运输网络。

通风设备也是地下开采的标配。铌钽矿的矿石和围岩本身没有有毒有害气体，但爆破产生的炮烟和柴油设备的尾气必须排出。松树岗矿采用机械抽出式通风系统，主扇风机把污风从井下抽出来，新鲜风从进风井自然流入，保证井下空气质量。

排水设备在地下开采中不能省。松树岗矿的矿体位于地表以下，三百米标高以上各中段用自流排水，三百米以下用集中机械排水，水泵站设在最低中段，把渗水和生产废水扬送到地表处理。

破碎设备，把大块矿石碎到磨矿机入口

从井下运上来的矿石，块度可能达到三百到五百毫米。这些大块矿石进不了磨矿机，必须先破碎到二十五毫米以下。

粗碎用颚式破碎机，是硬岩矿山的标配。给矿口六百乘九百毫米或更大，排矿口调到八十到一百五十毫米，把矿石碎到两百毫米以下。颚板的材质很关键，铌钽矿的围岩硬度高，普通锰钢颚板磨损快，高锰钢或者镶嵌硬质合金的颚板寿命更长。

中碎用圆锥破碎机，排矿口调到二十五到四十毫米，把矿石碎到二十五毫米以下。圆锥破碎机适合处理高硬度物料，层压破碎原理让产品粒度均匀，过粉碎少。如果矿石硬度特别高，建议用液压圆锥破碎机，排矿口在线可调，过铁自动释放，减少停机时间。

细碎之后的部分矿石，如果嵌布粒度粗、已经单体解离，可以直接进入重选。如果嵌布粒度细，还需要磨矿。判断标准是筛析加岩矿鉴定，用显微镜看铌钽矿物在哪个粒级开始解离。

磨矿设备，把有用矿物从脉石里剥出来

磨矿是硬岩铌钽矿选矿前最后一道工序。铌钽矿物性脆、密度大，磨矿过程中容易过粉碎。一旦过粉碎，微细粒铌钽矿在后续重选中回收率明显下降。所以磨矿设备的选型和操作特别讲究。

球磨机加螺旋分级机构成闭路磨矿是标准配置。球磨机把矿石磨到选矿需要的细度，一般要求百分之八十通过五十目到一百二十目之间。螺旋分级机把磨矿产品中合格的细粒级溢流出去进入选别，粗粒级返回球磨机再磨。闭路磨矿的好处是避免过磨，合格颗粒及时排出，不会被钢球继续砸碎。

磨矿介质的选择也影响过粉碎程度。处理铌钽矿用较小直径的钢球，配合较低的磨矿浓度，能减少过粉碎。如果矿石的铌钽矿物嵌布粒度粗，可以考虑用棒磨机代替球磨机。棒磨机用钢棒做介质，线接触研磨，剥磨作用为主，冲击作用为辅，产生的细泥比球磨机少。

砂矿开采设备，最简单高效的方案

铌钽铁矿的砂矿开采，设备比硬岩矿简单得多。非洲的铌钽矿大多为砂矿，矿物成分单一，单体解离度好，开采设备只需要洗矿机、振动筛和输送设备，用不上爆破和破碎。

水力开采设备，成本最低的方案

砂铌钽矿最经济的方法就是水枪冲采。水枪利用高压水射流冲击矿层，使含矿砂土崩解并形成矿浆，矿浆自流或泵送到选矿设备。中国自二十世纪二十年代在广西砂锡矿就用过水枪开采，后来扩展到铌钽矿、锆英石、金刚石等砂矿。

水枪的核心参数是喷嘴直径和供水压力。水枪进水管直径一百五十到两百毫米，喷嘴直径常用三十八到六十五毫米，压头五十到一百五十米。水枪的耗水量是采砂量的一点七到十四倍，在缺水地区尽量控制在三倍以下。喷水压力不够，射流冲不动矿层；压力太大，耗水量大、水耗成本高。

水枪冲采采用逆向冲采法效果最好。水枪对准工作面台阶底部掏槽，使砂土坍陷、与水混合成矿浆，逆向流入矿浆池。逆向冲采能充分利用射流冲击力，减少耗水量。水枪距工作面最小距离通常与台阶高度相当，移动步距四到六米。

水力开采的缺点是用水量大，在高山缺水地区需要严格控制水耗。另外，水力开采不适用于严寒地区，低温下水管容易结冰，需要采取防寒措施。

砂泵和管道，矿浆输送的核心

矿浆从采场输送到选厂，自流运输是最便宜的方式，不费电、成本低。砂矿床开拓时用堑沟，沟内设输矿沟道，利用地形高差自流输送矿浆。如果地形不够，就用砂泵加压扬送。

砂泵是水力开采的配套设备，矿浆池内布置砂泵把矿浆扬送到选厂。砂泵的吸入式和注入式有别，主砂泵一般用吸入式，中间串联的升压泵用注入式。砂泵的移动步距五十到两百米，采场推进到一定距离后需要移动砂泵位置，缩短吸入管长度。

矿浆管道的磨损是砂泵系统的大问题。矿浆在管内高速流动，固体颗粒对管壁冲刷严重。两百毫米无缝钢管，壁厚八毫米，通过三十五到四十万立方米砂矿后就会完全磨坏。钢管每季翻转一次，每次转六十到一百二十度，能延长使用寿命。对磨损特别严重的管段，用辉绿岩铸石内衬的管道或者耐磨橡胶内衬管。

洗矿筛分设备，把砂矿里的泥和砾石去掉

砂矿开采出来的含矿砂土，里面可能夹着黏土、砾石、树根等杂物。这些不除掉，重选设备没法正常工作。螺旋洗矿机是常用的洗矿设备，返砂中的粗颗粒进振动筛，筛上物是砾石废料，筛下物进入重选。

振动筛把砂矿按粒度分级。筛孔大小根据后续重选设备的要求确定，一般用六毫米或三毫米筛网。大于筛孔的粗砾石不含矿，直接废弃。小于筛孔的合格物料进入矿浆池或直接进重选设备。双层振动筛更实用，上层除大砾石，下层分粗细矿砂，粗细粒级各走各的选别流程。

含泥量高的砂矿，洗矿筛分设备要先脱泥。水力旋流器脱除零点零五毫米以下的细泥，避免泥进入重选设备干扰分选。脱泥效率要达到百分之八十五以上，否则螺旋溜槽和摇床的槽面会被泥膜糊住，影响分选效果。

两种矿型开采设备的差异对比

硬岩矿和砂矿的设备差异非常大，核心区别在挖出来的难度上。

硬岩矿山的设备配置是穿孔爆破设备加凿岩台车和铲运机，再加颚破和圆锥破这些破碎设备，还有球磨机和棒磨机做磨矿，运输用胶带加卡车加电机车。投资规模大，千万级起步，投产周期三到五年。

砂矿山的设备配置就简单多了，水枪和砂泵是主力，加上洗矿机和振动筛就够了。不需要爆破，不需要破碎，不需要磨矿。投资规模小，百万级别就能启动，投产周期短，半年到一年就能出矿。

砂矿的投资优势非常明显。水力开采的矿山基建时间短、投资少、设备简单、生产率高、投资见效快。硬岩矿的投资大、周期长，但矿体规模通常也大、服务年限长、产量稳定。

品位高低决定设备能力的松紧

同样是硬岩矿，品位高低不同，设备配置的松紧也不一样。

高品位矿区，铌钽含量超过百分之零点一。这类矿的选矿处理量相对小，单位矿石的价值高，设备配置可以走精细路线。磨矿设备选型更讲究粒度控制，尽量多回收每一克铌钽。磁选设备配强磁选机，把铌钽矿物和钛铁矿、锆英石逐一分开。三盘带式磁选机是常用设备，场强可调范围广，能一次分离出多种产品。

低品位矿区，铌钽含量百分之零点零一到零点零五。这类矿必须靠大处理量摊薄成本。设备配置追求的是量大、稳定、成本低。处理能力是关键参数，日处理五千吨和日处理五百吨的选厂，单吨投资和运营成本差好几倍。给料系统要能承受大流量冲击，重选段用螺旋溜槽这类处理量大、不用药剂、不耗电的设备做粗选，先把百分之九十以上的脉石抛掉，减少后续精选段的负荷。

不管高品位还是低品位，一个原则不变：能用重选解决的就不用磁选，能用磁选解决的就不浮选。重选成本最低、最环保，适合做大处理量粗选。磁选成本次之、精度高，适合做精选分离。浮选成本最高、需要药剂，只在重选磁选都搞不定的时候才用。

铌钽矿开采设备选型的几条经验

铌钽矿开采设备选型，先判断矿型。硬岩矿走穿孔、爆破、破碎、磨矿、选矿全套路线。砂矿走水枪、砂泵、洗矿、筛分、重选简洁路线。中间没有折中方案，选错了方向设备买回来也用不了。

再看选矿品位。低品位矿必须上大处理量设备，颚式破碎机的给矿口要大、球磨机的处理能力要够、螺旋溜槽要配够台数，靠量吃饭。高品位矿走精细路线，磨矿细度要控、磁选场强要调、产品种类要多，把每一克铌钽的价值都榨出来。

最后看矿物的嵌布粒度。粗粒嵌布的矿石，破碎到五毫米以下直接进跳汰机就能回收，设备链短。细粒嵌布的矿石，磨矿段少不了，磨得越细回收率越高，但过粉碎的损失也跟着涨。这个平衡点要靠磨矿试验来定。

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