铝土矿质量影响因素分析及优化策略

韦淑玲(中铝广西分公司矿业公司，广西 百色 531400)

0 引言

平果铝是中国南方最大的氧化铝生产基地。在公司的生产链中，由于铝土矿容易受到内外多种因素的影响，矿山向氧化铝厂供出的铝土矿量变化大，质量难以稳定，A/S、Al2O3波动较大，对氧化铝生产指标的稳定影响较大。由此，需要进一步持续优化生产系统，以提高铝土矿供矿质量稳定性，提高企业竞争力和效益[1]。

1 铝土矿供矿质量稳定性影响因素分析

1.1 地理因素

平果铝土矿属于岩溶堆积型铝土矿，它是原生高铝高铁低洼沉积铝土矿，是由于岩溶发育作用而产生的一种次生矿床，主要成分为铝矿石、高岭石、针铁矿、绿泥石等。不同矿体、不同层位的矿质组成存在差异，且 A/S值变化较大。该矿体具有规模大、质量好的特点，能够形成大规模、优质的堆积型铝土矿。含矿洼地越大，堆积矿体的规模越大；含矿洼地具有良好的封闭性，矿体含矿率高；距离矿源越近，矿石的粒径越大，而矿石的品质越差；远离矿源的地方，矿石的粒径越小，磨圆越好，矿石的品质越好；远离矿源层，矿石的含矿率降低，不能形成堆积的铝土矿[2]。从单一矿体的角度来看，一般洼地的凸出区和缓坡区的矿化率都很高，最低的矿化率很低，一些洼地边缘没有矿床；从矿体的剖面来看，中上部位矿的含量普遍偏高，而且块度大。堆积型铝土矿原矿是由不同尺寸的铝土矿石(也就是净矿石)和粘土混合堆砌而成，偶尔还含有少量泥岩、铝土质泥岩、褐铁矿、硅质岩等。

在单个项目中，相同部位的不同粒度的矿石品质存在很大的差别，对堆积型铝土矿，矿石品位(Al2O3)和矿石粒度密切相关，在单个的分粒级样品中，矿石粒度越大，品位越高；矿石粒度越细，品位越低(SiO2集中在细粒级中)。由于含有大量的泥岩碎屑、褐铁矿等杂质，因此，小颗粒的矿石品质最次。由此可得知，矿区内采场矿石质量不同，即便是在同一采场，矿石质量也有横向、纵向空间分布差异。

1.2 人机因素

1.2.1 人为的原因造成矿石质量的变化

采场管理不合理，会引起矿体贫化，从而影响矿体的品质。造成矿体贫化率的主要原因有：第一，采掘、剥离工作不到位，致使矿体顶部及底板低品位的表外矿与含泥铝土矿混在一起；第二，基底矿石(或胶泥矿)不易清洗，可使洗矿后含泥量增大而造成贫化；第三，在回采过程中，夹杂了大量的灰石；第四，在开采边界的过程中，将级外的矿石(矿区范围)混在一起。

在洗矿过程中，由于一些工人的技术水平不高、责任心不强，会造成矿石品质的降低。第一，洗后矿中混有泥块和碎石没有及时清理；第二，改变采场、采点后，洗后矿、铝土矿堆场没有改变对应的布矿位置；第三，取、制样岗位责任心不强，未能严格按规程操作，时常可见投机取巧事件发生，如一个小时只取一个样并将小样当成大样，或将一个小样分成几个样，以此实施取样制样，使得样品代表性失真。

1.2.2 设备保障率影响矿石质量稳定

依据铝土矿堆场的矿石品位，对洗后矿进行了调整。在铝土矿场低品位矿石储量偏多或偏少的情况下，矿山出矿的品位偏高，品味低，保证了洗后矿堆场破碎后能及时补充高、低品位矿石量。由于破碎系统设备的作用，使破碎系统很长一段时间不能启动，不能及时破碎，从而使洗后矿难以按照常规的铝硅比段布矿。洗后矿和铝土矿堆放场地的布置比较混乱，矿石品位有很大的波动。在生产铝土矿时，堆点矿石品味波动较大，不能出现同一铝土矿堆点布矿时设两堆，一堆低、一堆高，而是高低品味矿石混布，配矿时按照铝土矿堆点综合品味进行配矿，会对矿石质量产生影响，使得其波动差异较大[3]。

1.3 外部影响因素

1.3.1 运输单位

矿山至氧化铝厂供矿系统为一条单向串联的“长链”，涉及到两家民营运矿单位、60多台运矿车、10多条运输皮带、多台矿山装载机。只要其中一个环节出现问题，系统就会中断，当天的供矿量就无法完成，矿石质量就无法保证。一是各矿的矿石不能在一定的时间周期内，按“配矿指令单”各矿应供矿石的配比均衡地供往氧化铝厂。这就造成在一定的时间周期内，进入氧化铝厂的矿石品位出现忽高忽低的现象，最终造成供矿质量的波动。二是目前运输单位运力不足无法完成当班计划供矿任务。经统计，2021年3月10日至6月9日平均的计划供矿完成率仅86.55%，与计划供矿量相比，每天的实际完成量低于计划量的90%占44.19%，低于计划量的80%占23.26%，低于计划量的70%占13.95%，低于计划量的60%占9.30%，而6月10日至7月24日平均的计划供矿完成率仅为17.50%。日供矿实际质量与计划质量出现较大偏差。三是运输单位未按配矿指令单上各期计划量来组织供矿。这主要包括两种情况：一种是超拉；一种是欠拉。在矿石品位差距非常大的情况下，多拉一车矿或少拉一车矿时都会对供矿质量有不同程度的影响。四是运输车辆未按矿票上标注的品位高低将矿石倒进相应的氧化铝高、低仓内，进而影响氧化铝矿石均化效果。

1.3.2 氧化铝厂方面

均化库定点布矿影响均化效果；未按规程取样；在不能保证单位时间内进入氧化铝矿仓的矿石品位是均衡、稳定的情况下，未能合理安排入库。

1.3.3 分析检测中心

检测结果存在一定误差，根据分析标准，即使分析结果都是分析允许误差范围内的前提下，不同的分析人员分析结果计算出来的A/S也可能有≥0.5的偏差(Al2O3有 0.6～0.7的允许误差，SiO2有 0.2～0.3的允许误差)。

1.3.4 生产技术部

一是生产技术部下达供矿计划不符合实际情况。总调下达的日供矿计划均为22 000 t/d，通过几个月的观察，目前两家单位运输能力加起来也不过20 000～21 000 t/d，所以每个月只有少数几天能完成22 000 t/d的供矿任务。二是对月计划分解不合理。以2021年7月份为例，公司计划月供矿量为545 455 t，如供矿26天(每周停供一天)，则日供矿21 000 t便可完成月供矿计划，少于现在的22 000 t/d，所以月计划和日计划的制定都偏离了实际。

2 控制及优化矿石质量稳定措施

矿石品位下降，制约氧化铝生产。为保障供矿质量均衡稳定，降低氧化铝生产消耗，且针对近期备采矿量不足、配采困难、供矿质量波动等现象，为提升并稳定生产铝土矿质量，提升生产矿石质量指标，降低供矿指标波动及有机碳含量，制定以下措施。

2.1 科学合理规划计划，优化采场配采

根据公司的生产计划和经营方针，长期计划矿山的储量，制定长期的采矿计划，进行科学、合理的计划，主要内容有：采场推进方向、运矿道路和开采方向等；制定5年的采矿计划，对今后若干年的矿山开采进行了详细的规划，为今后的道路建设提供了可靠的基础；年终对矿区的储量进行盘查，并制定明年的产量计划，对各个季度、各个月份的出矿情况进行盘点，为以后的开采打下了坚实的基础；月底依照公司生产需求，编制相应的计划，排版出矿采掘带，编织成文件下发至各生产组织，依照相关文件规定，针对性出矿。根据矿体组的勘探报告，结合相关数据，根据矿体的含矿率、矿量、地形、A/S、厚度等因素，结合单个矿体的含矿率、矿量、地形、A/S、厚度等因素分为多个采场，从而达到采场配采优化[4]，比如：

(1)盘点并梳理近期采场临时用地情况，完善用地计划，保障用地获取有序开展；

(2)采场(含次矿体的残矿)投入回采前，提前做好取样分析、确定矿石品位，为编制采剥计划或调整配采方案提供参考；

(3)建立采场台账，具体掌握各个可能出矿采场的矿量、品位以及采剥计划执行情况，为制定及调整配采方案提供依据；

(4)理清采场道路状况，做好采场开拓计划，提前准备；抓好并提升采场剥离采准工作质量，保障新采场及时投入生产回采；

(5)及时掌握好灰岩底板丰富采场的具体情况，做好采场工艺检查，抓好回采控制，从源头上控制石灰石的混入，杜绝含钙高的矿石集中出矿；

(6)结合各矿生产矿石品位情况，落实并做好采场配采及调整工作，充分利用好残矿及边角矿资源，在保障产量的同时努力保持生产矿石质量稳定。

2.2 以制度管人，规范员工的行为，提高员工操作技能

在回采时，应注意顶、底板和夹层的管理，防止碎石混入，如有夹层、局部剥离不到位，必须进行清理，再进行后续的操作。操作人员应提高自己的技术水平，对矿区的矿石和围岩进行准确的判别，并应避免在无矿地区进行开采。对洗矿过程中的反馈信息及时关注，并对洗后矿的含泥量进行分析，如过高，则需要及时调整回采方式，从而达到提高洗矿效率的目的。发现大块石灰石矿要及时清除，不要在采场的临时道路上铺上碎石。技术人员要经常到现场进行监测，发现有级外品的矿石，要及时调整回采计划，使资源得到最大程度的恢复，达到了“穷”与“富”的结合。

值班调度人员要对整个生产流程进行动态跟踪，并对矿山出矿、铝土矿堆场等各环节进行全面、综合的考察。在更换采场时，调度员、技术员要现场核实，并按照新等级调整洗矿堆场和铝土矿堆场布矿点。在工作过程中，作业人员要加强自己的工作能力，加强自己的工作责任感，并严格遵守作业规程。手选岗位操作人员要随时注意皮带上的淤泥和碎石，一旦发现立即清理，防止混有泥块和碎石，影响矿石的品质。并通过现场巡查、视频监控回查等手段，确保取、制样岗位人员的履职尽责，严格按规程操作，20 min取一次小样，1 h内合成一个大样，切忌投机取巧、弄虚作假，保证制样品的代表性，为配矿提供真实、可靠的矿石品位数据。

2.3 确保设备的完好率

确保流程运行通畅、生产按照计划进行、设备性能完好，以此实现矿石质量的有效控制。我们需要结合选矿设备工艺完善方案及计划，有计划地安排选矿设备的优化、完善工作，区分轻重缓急，除急需完成的优化项目外，在月度检修计划中重点安排设备工艺的修缮工作，助力生产质量的提升。严格按照检修技术标准和要求规范检修作业行为，确保设备工艺技术参数满足高效生产和提升洗矿质量的需要，重点完善圆筒洗矿机造浆段和筛分段挡水圈、冲洗水出水孔、卸矿端脱水筛，槽式洗矿机叶片、冲洗水管、返砂口挡板，直线筛冲洗水管分布等，如此才可保障矿石生产质量、生产稳定。

针对设备完好率，还可从以下几点入手管控：第一，工艺操作员要定期对设备进行检查，并对设备进行定时维修，以确保所有的设备都在良好的状态。第二，专业点检员要仔细检查设备，培训岗位操作工点检设备相关知识，促使岗位操作工熟悉设备维护、设备保养。此外，专业点检员可建设相应的台账，掌握设备运行状态及设备磨损情况，针对某些设备要及时大修，确保其性能与质量[5]。检修要配合设备管理业务部门对整个流程的设备进行适时的修复。在维修过程中，注重提高维修品质，并对过程中的公用设施进行突发性的维修，保证整个生产过程顺利进行。

2.4 充分利用堆场存矿进行配矿

将洗矿产出的矿石按照等级划分，分别堆放在相应等级的洗后矿堆场。利用破碎系统，将洗后矿堆场的矿石按一定的比例破碎，及时更新、下达“铝土矿堆场布矿指令单”。在铝土矿堆场空间允许的情况下，将高、中、低品位矿石分开堆存，做好布矿、倒矿记录，为精准配矿提供参考。在有需求的情况下，根据供给的品位，根据铝土矿堆场的配矿原则，将高品质和低品质的矿石结合起来。

2.5 加强供配矿车间的管理

2.5.1 在样品数据管理方面

(1)通过现场巡查、视频监控回查等手段，确保制样岗位人员的履职尽责，严格按规程操作，保证制样品的代表性，为配矿提供真实、可靠的矿石品位数据。

(2)每天对生产矿石品位数据进行检查，发现可疑数据应立即向生产技术管理业务汇报[6]。

(3)每天监控生产矿石CaO和含水率数据，制作“各矿CaO含量及含水率统计表”，向各矿及生产技术管理业务公示。

2.5.2 在供矿组织管理方面

(1)每天通过现场检查、视频监控等方式，确保装矿按配矿指令单做到定点定量装矿、出矿。

(2)配矿技术员每天对每个出矿点的存量进行预判。当预判某个出矿点的存量可能少于计划量时，要预先找好一个与该出矿点矿石质量相近的备用出矿点；当中班装载机司机确认出矿点存量不足时，应立即将信息汇报给配矿技术员，配矿技术员接到信息后，安排供出备用出矿点的矿石。

(3)供矿过程中如因16#皮带故障、氧化铝故障限量、运输等原因对完成当日供矿任务造成影响时，及时与矿部生产技术管理业务沟通，采取进一步措施。

2.5.3 在稳定进厂矿石质量指标方面

(1)配矿技术员对所要供矿的出矿点制作矿石品位折线图，了解矿石品位的波动及分布情况，做到精准配矿。

(2)每天对铝土矿堆场矿石的库存质量进行预测、预警，为生产组织提供决策依据。

(3)每天通过现场检查、视频监控等方式，确保转运站定点、定量卸矿，并通过实时调整皮带流量，实施末端矿石均化。

(4)在铝土矿堆场存矿及供矿空间允许的条件下，对品位波动较大的矿石采取配供的方式缓慢消化，不可一次性大量供出。

(5)当昨天供矿质量指标超标时，应立即调整供矿配比，对当天的“配矿指令单”进行修改并重新下达指令。并从倒堆矿、供矿指令执行、矿堆矿石质量分布、取制样等多方面分析供矿质量指标超标实际原因并制定措施。

(6)供矿过程中发现不合格矿石时，应立即停止供矿，更改出矿点后方可继续供矿，同时将信息向生产技术业务汇报。

3 确保配供矿质量均衡稳定的其他策略

3.1 生产组织控制

(1)拓展或新增铝土矿堆场空间，扭转堆场空间不足、频繁倒矿均衡生产、倒堆矿混乱、影响配矿精度等不得上局面。

(2)继续改进并优化铝土矿自动取样机，稳定并提高样品的代表性，真实反映生产矿石和供矿质量指标。

(3)抓好定点定量采矿、分洗分破分存等矿石生产主流程的组织控制工作，保证一、二、三矿铝土矿堆场保持存有足量、品位结构合理的成品铝土矿石，为正常开展配矿工作创造条件。

(4)加强取样、制样、化验分析及矿量、品位等数据的管理，确保精确掌握产出矿石的数量与品位，为配矿计算创造条件。

(5)以天为单位进行配矿质量控制，严格按公司下达的月度供矿质量计划指标进行配矿。通过抓好每一天的配矿质量，来保证每一旬配矿质量，进而确保全月供矿质量保持均衡稳定。

(6)加强生产组织及配矿管理，降低进入氧化铝厂铝土矿石含水率。在非雨季，要求将生产出来的合格铝土矿石在成品堆场至少堆置24 h后，才纳入配矿供出矿量。配矿技术员每天做出的配矿指令单中，要体现这个原则。要确保单位时间内进入氧化铝厂卸矿站的高、低品位矿石比例保持均衡。要求装矿操作工，严格按照配矿指令单的要求，定点定量装矿，配矿技术员、地磅岗位操作工加强指导、监督。

在正常供矿期间，注意加强和公司生产技术部、矿业公司调度联系，及时掌握均化库的布矿情况，以便及时调整配、供矿组织。

3.2 加强与氧化铝厂的配合协调

氧化铝厂调度室随时与矿山调度和转运站信息沟通，使矿山能够及时了解均化库的布矿情况，出现变化能及时调整供矿计划，避免因均化库矿堆布满、或生产设备出现故障等情况出现而突然停止受矿时，造成供矿质量偏离计划值，影响配矿质量。严格铝土矿石入磨前取样化验分析工作，保证取样、分析质量，精确掌握入磨铝土矿石的质量，便于指导配矿、均化工作的开展。

3.3 加强各运矿单位的管理

(1)遵守交通规则，确保运矿安全，保证正常运矿；

(2)服从矿山配供矿现场技术员、地磅工作人员等人员的指挥，实现按配矿指令单的要求进行组织供矿；

(3)加强内部组织管理，调整既有的运作方式，安排好中夜班运矿车辆，适应矿山为满足配矿技要求而进行调整的供矿组织方式。

4 结语

综上所述，在铝土矿开采过程中，通过长远规划，定点定位回采矿石，科学合理设定洗后矿堆放位置。严格取样、制样、化验，按照品级堆放，设置相应的矿堆，实行高品级与低品级矿联合配矿，可确保供矿质量稳定，确保氧化铝厂持续稳定发展。