鄭家坡鐵礦選礦廠生產(chǎn)工藝技術(shù)改造實(shí)踐

羅凌云（五礦礦業(yè)昌邑鄭家坡鐵礦有限公司，山東 昌邑 261313）

1 前言

五礦礦業(yè)昌邑鄭家坡鐵80萬t/a選礦廠設(shè)計(jì)選礦工藝為：井下礦石經(jīng)三段一閉路破碎和磁滑輪兩段干選工藝，-12mm干選精礦經(jīng)兩段磨礦（最終磨礦細(xì)度為-0.074mm占80%）三次磁選，生產(chǎn)出含鐵65%的磁鐵礦精礦。該選廠從設(shè)計(jì)、建設(shè)到生產(chǎn)僅用1年多的時間，由于設(shè)計(jì)比較倉促，施工過程出現(xiàn)許多不符合實(shí)際要求的問題，為了趕工期盡快投產(chǎn)，邊施工邊修改設(shè)計(jì)方案、邊調(diào)試邊整改，邊生產(chǎn)邊改造工藝流程，自2008年底開始，該選廠整改不合理之處多項(xiàng)。2009年6月16日重載聯(lián)動試車。7月22日開始試生產(chǎn)，8月18日開始連續(xù)生產(chǎn)，目前生產(chǎn)的鐵精礦品位達(dá)到設(shè)計(jì)品位65%左右，臺時處理量在45t/h,尾礦品位6.3%左右，精礦水份低于10%，磁滑輪后回收率80%以上，供礦系統(tǒng)小時供礦量約130t左右。在較短時間調(diào)整到上述指標(biāo)，創(chuàng)造了“邊調(diào)試、邊生產(chǎn)、邊改造、保任務(wù)、創(chuàng)高效”的奇跡。

2 工藝流程改造前的狀況和存在問題

改造前生產(chǎn)工藝流程見圖1。

2.1 破碎系統(tǒng)

（1）皮帶漏斗設(shè)計(jì)落差大，生產(chǎn)過程中礦石對皮帶、溜槽、漏斗底部沖擊嚴(yán)重，磨損快且噪音大、粉塵多，工作環(huán)境惡劣。

圖1 鄭家坡鐵礦選廠生產(chǎn)工藝流程圖

（2）破碎篩分系統(tǒng)實(shí)際生產(chǎn)能力沒有達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo),具體表現(xiàn)為：①4#皮帶運(yùn)力不夠，經(jīng)常壓皮帶，4#皮帶成為破碎篩分系統(tǒng)提高能力的瓶頸。②圓振篩下物料粒度偏大，超過設(shè)計(jì)-12mm，致使磨機(jī)處理能力降低。粗破碎機(jī)為PE750×1060顎式破碎機(jī)，排礦口調(diào)到100mm,中碎機(jī)為PYS-B（1321）標(biāo)準(zhǔn)圓錐破碎機(jī)，排礦口調(diào)到50mm，細(xì)碎機(jī)為HP400，排礦口調(diào)到20mm，使用篩網(wǎng)為30mm×30mm。③中細(xì)碎緩沖料倉容積小，起不到緩沖料倉作用，達(dá)不到細(xì)碎機(jī)擠滿給礦要求，從高處落下的礦石幾乎可以全部通過破碎腔的開口側(cè),這樣對圓錐破碎機(jī)設(shè)備損害較大，造成調(diào)整環(huán)不正常跳動，導(dǎo)致主機(jī)架和調(diào)整環(huán)接觸面損壞，襯板磨損不均，達(dá)不到擠壓破碎效果，排礦粒度沒有達(dá)到要求，對球磨機(jī)工藝影響很大，磨礦給礦粒度大，球磨機(jī)負(fù)荷大。④中、細(xì)碎機(jī)除鐵設(shè)施需要完善。

2.2 陶瓷過濾機(jī)部分

三段磁選排礦濃度在40%～45%，而陶瓷過濾機(jī)要求給礦濃度為60%以上，因濃度達(dá)不到要求，過濾機(jī)生產(chǎn)能力約為0.5t/（m2·h）,生產(chǎn)能力低，過濾溢流量大。設(shè)計(jì)選用兩臺陶瓷過濾機(jī)，負(fù)荷率95.5%，一臺備用，但沒有考慮陶瓷過濾機(jī)需要洗車。從運(yùn)行情況看，每轉(zhuǎn)5.5～6小時必須進(jìn)行洗車2小時，如其中一臺出現(xiàn)問題，磨礦系統(tǒng)就受到影響甚至停車，陶瓷過濾機(jī)沒有備用，陶瓷過濾機(jī)成為制約選礦廠提高產(chǎn)量的瓶頸。所以必須提高過濾機(jī)給礦濃度。

2.3 磨礦系統(tǒng)

（1）磨礦兩個系列、兩組旋流器組、兩個精礦泵池都是一對一配置，如其中一組泵或旋流器、溢流型球磨機(jī)同時在不同系列出現(xiàn)問題，就會造成雙系列停產(chǎn)。溢流型磨機(jī)負(fù)荷不足，設(shè)計(jì)負(fù)荷率86.5%，但實(shí)際生產(chǎn)中負(fù)荷率不足50%，造成能耗和材料備件的極大浪費(fèi)。

（2）二、三段磁選機(jī)與陶瓷過濾機(jī)配置不合理，具體為:①磁選機(jī)與陶瓷過濾機(jī)一對一配置，不能互換連通。一旦過濾機(jī)有故障或洗車，只能停止相應(yīng)的二、三段磁選機(jī)組，操作麻煩。②設(shè)計(jì)選用兩臺陶瓷過濾機(jī)，負(fù)荷率95.5%，一臺備用，但沒有考慮陶瓷過濾機(jī)需要洗車。從目前運(yùn)行情況看，每轉(zhuǎn)5～6小時必須進(jìn)行洗車，如其中一臺出現(xiàn)問題，磨礦系統(tǒng)就受到影響甚至停車。如果陶瓷過濾機(jī)有能力處理2組磁選機(jī)的精礦給料量，有必要實(shí)現(xiàn)3組磁選機(jī)與3臺陶瓷過濾機(jī)配置，實(shí)現(xiàn)陶瓷過濾機(jī)一臺運(yùn)行，一臺洗車，一臺備用。

2.4 旋流分級系統(tǒng)

流程考查發(fā)現(xiàn)，二段再磨分級系統(tǒng)作業(yè)效率低是影響最終分選指標(biāo)的關(guān)鍵，存在的主要問題包括：①二段磨礦濃度低、波動大。②旋流器作業(yè)不穩(wěn)定，給礦壓力、給礦量很不穩(wěn)定，造成分級效率低、底流濃度不能保證、合格粒級不能有效分離，鐵礦物在旋流器底流中的反富集現(xiàn)象嚴(yán)重。③旋流器給礦點(diǎn)較多，造成系統(tǒng)波動大。

3 改造方案

3.1 解決皮帶漏斗落差大易磨損和噪音問題

原礦受料倉下兩個振動給料機(jī)、中碎下漏斗、2#皮帶尾部漏斗，5#皮帶尾部漏斗、巖石皮帶尾部漏斗，因落差大，礦石對皮帶沖擊較大，皮帶支架及托輥更換頻繁，溜槽磨損快，噪音大，生產(chǎn)環(huán)境很惡劣，為解決上述問題，采用以下辦法改造。

（1）在一號皮帶尾部安裝2臺緩沖床。

（2）在中碎下礦漏斗、緩沖料倉、5#皮帶尾部漏斗、7#皮帶尾部漏斗內(nèi)安裝兩個緩沖料角。在需安裝緩沖料角的漏斗內(nèi)橫向安裝兩根22kg/m道軌，道軌上用螺栓固定300mm寬、δ=20mm的錳鋼板作緩沖。

（3）在噪音大易磨損部位加裝錳鋼襯板，襯板下墊緩沖橡膠板，料倉和漏斗外加吸音板。中細(xì)碎緩沖料倉內(nèi)制安錳鋼襯板，鋼板厚度δ=20mm，襯板規(guī)格400mm×400mm，每塊襯板用磁力鉆鉆孔3個，用M18×110沉頭螺栓固定，襯板與漏斗或料倉之間加墊緩沖橡膠板δ=8mm。同時外側(cè)安裝吸音板，用40×40角鋼固定。

3.2 解決破碎篩分系統(tǒng)處理能力問題

本著多破少磨的原則，充分發(fā)揮細(xì)碎機(jī)作用，降低篩下物料粒度，將篩下物料控制在-12mm。

（1）提高4#皮帶機(jī)的處理能力。4#皮帶機(jī)寬度為1 000mm，而5#皮帶機(jī)寬度為1 200mm,中細(xì)碎排礦均在4#皮帶機(jī)上，而5#皮帶機(jī)只輸送圓振篩篩上礦石，4#皮帶機(jī)礦量大但是皮帶寬度小，5#皮帶機(jī)礦量小皮帶寬度反而大。要降低篩下物料粒度，同時滿足細(xì)碎機(jī)擠滿給礦要求，必須增加篩上返回量，在整個系統(tǒng)能力不降低的情況下，4#皮帶運(yùn)力不夠的問題會更加突出，因此在系統(tǒng)調(diào)整前必須先解決4#皮帶問題。采取兩個措施：增加4#皮帶拉緊裝置配重；提高帶速，更換減速機(jī)內(nèi)部齒輪，將速比由50減少為40，帶速1.25m/s提高到1.6m/s,運(yùn)輸能力提高28%，提高到400t/h以上，滿足設(shè)計(jì)要求的348t/h。

（2）將圓振篩篩面更換為16mm×18mm篩板，材質(zhì)為聚氨酯，控制篩分物料粒度?？刂坪Y下物為-12mm,下料流利順暢，篩分效率高。

（3）完成4#皮帶改造后，可逐步調(diào)整三段破碎機(jī)排礦口，粗碎調(diào)整到95mm，中碎調(diào)整到25mm，細(xì)碎機(jī)調(diào)整到15mm，這就要求絕對不能有鐵質(zhì)進(jìn)入中、細(xì)碎機(jī)。原2#皮帶機(jī)上部安裝一臺除鐵器，由于皮帶上礦石堆積厚粒度大，只能除掉較大的鐵塊，部分小鐵塊還是進(jìn)入篩分細(xì)碎系統(tǒng)，細(xì)碎機(jī)排料口調(diào)小后，一旦有小于通過中碎排料口而大于細(xì)碎排料口的鐵質(zhì)進(jìn)入細(xì)碎機(jī)，就會損壞設(shè)備，因此還需在5#皮帶上增加一臺除鐵器。采取上述措施后，既可保證破碎篩分系統(tǒng)處理能力，又可達(dá)到多破少磨的目的，提高磨礦系統(tǒng)處理量。

3.3 過濾機(jī)系統(tǒng)改造

（1）降低過濾機(jī)高度1m，保證高濃度礦漿自流，加高受料槽。3臺過濾機(jī)下部所有管路、支架相應(yīng)下降1m，改造卸礦漏斗。

（2）將過濾皮帶機(jī)移位，使皮帶中心與排料口對應(yīng)。

（3）管道改造：現(xiàn)有三條三段磁選精礦卸礦管，更換為?219mm陶瓷復(fù)合管，并實(shí)現(xiàn)1臺磁選機(jī)對2臺過濾機(jī)。

（4）刮板制作：改造后三磁精礦卸礦由沖洗水改為刮板卸礦，刮板利用現(xiàn)有沖洗水管，在水管上焊接寬150mm、長1.8m、厚4mm的鋼板作為膠皮刮板的固定及支撐板，刮板皮子鋪于支撐板上，皮子用扁鐵固定。

（5）陶瓷過濾機(jī)原設(shè)計(jì)反沖洗用的是膠萊河水，由于水質(zhì)差造成過濾器濾芯堵塞快，陶瓷濾板循環(huán)一周內(nèi)得不到及時反沖洗，陶瓷板堵塞快，使用壽命短。為此增設(shè)了一個玻璃鋼水箱，回收利用過濾機(jī)潔凈的濾液水作為反沖洗環(huán)水用，增加兩臺管道泵和管道形成單獨(dú)的反沖洗水系統(tǒng)，保證陶瓷過濾機(jī)返沖水壓力連續(xù)穩(wěn)定在0.1MPa,改善反沖洗效果，延長掛礦時間。

（6）浸泡過濾板的草酸水溫度必須保持在40～50℃，草酸洗車的功效才能完全發(fā)揮。原來是使用U型管電加熱洗車水打到過濾機(jī)槽內(nèi)，不能保溫，為此安裝了一臺0.3t鍋爐及供排水系統(tǒng)、供氣系統(tǒng),用水蒸氣對過濾機(jī)槽內(nèi)草酸水直接加熱保溫1小時，保證草酸浸泡陶瓷板去除表面堵塞雜質(zhì)的功效，洗車時間由過去3～4小時減少到2小時，洗車效果良好，延長陶瓷板的使用壽命，根除了洗車難問題。

（7）對礦漿進(jìn)行采樣化驗(yàn)分析，與陶瓷板廠家合作研發(fā)適合該礦漿的陶瓷板微孔粒徑和材質(zhì)結(jié)構(gòu)。

3.4 二段磨礦磁選系統(tǒng)優(yōu)化改造

在現(xiàn)有流程不變的情況下，進(jìn)一步優(yōu)化二段磨礦、磁選系統(tǒng)和過濾系統(tǒng)，使兩個系列能夠互相連通，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗和增加設(shè)備的備用率，降低職工勞動強(qiáng)度的目的。

（1）旋流器磁選機(jī)部分：①將現(xiàn)用旋流器溢流分礦箱下降，去掉旋流器溢流管。②將旋流器底流管接至分礦箱。③分礦箱下三根磁選機(jī)給礦管道去掉，分礦箱引出兩根管分別于兩臺溢流磨機(jī)連接。④旋流器溢流槽分別引出兩根管直接進(jìn)入二道磁選機(jī)。

（2）溢流磨機(jī)與精礦池部分：①溢流磨機(jī)平臺下制作分礦箱，兩臺溢流磨機(jī)排礦管接入分礦箱。②分礦箱分別向兩個精礦池引一根管。

（3）磁選機(jī)與過濾機(jī)部分：①3臺磁選機(jī)抬高1.1m。②制作分礦箱，將3臺磁選機(jī)精礦管接入分礦箱。③分礦箱與3臺過濾機(jī)連接管路。

實(shí)現(xiàn)了二段磨礦與旋流器組互聯(lián)互通互換，在單系統(tǒng)任意環(huán)節(jié)設(shè)備出現(xiàn)故障時可任意組合配置生產(chǎn)，不會造成雙系統(tǒng)停車。同時可以實(shí)現(xiàn)兩個格子型球磨機(jī)對一臺溢流型球磨機(jī)生產(chǎn)方式，由此達(dá)到節(jié)能降耗的目的。實(shí)現(xiàn)了磁選機(jī)與過濾機(jī)互聯(lián)，生產(chǎn)方式任意組合，解決陶瓷過濾機(jī)無備用設(shè)備問題，降低過濾機(jī)的材料備件消耗。

3.5 旋流器分級系統(tǒng)改造

（1）調(diào)整旋流器分級作業(yè)的工況并增加相關(guān)自控配件，使兩系列旋流器溢流產(chǎn)率達(dá)到60%～65%以上。旋流器的給礦壓力0.08～0.10MPa；同時進(jìn)料泵安裝變頻器，進(jìn)料管安裝壓力表，實(shí)現(xiàn)進(jìn)料壓力的有效控制。泵池設(shè)液面自動控制裝置，通過補(bǔ)加水等措施保證液面穩(wěn)定，防止進(jìn)料泵工作中“喘氣現(xiàn)象”的發(fā)生，保證平穩(wěn)給料。

（2）現(xiàn)行流程中將精礦過濾濾液和尾礦再選粗精礦均返回旋流器給礦，由于掃選磁選精礦中含有一種弱磁性非鐵礦物，此種礦物相對硬度較大不易磨細(xì)，而且易與磁鐵礦形成團(tuán)聚，磁選機(jī)分選不完全，直接影響最終精礦品位，同時流量不穩(wěn)定不利于旋流器作業(yè)條件的控制。掃選精礦直接排至主廠房西側(cè)的三個小沉淀池，將濾液返回二段磁選，減少對旋流器作業(yè)的影響。

改造后工藝流程如圖2。

4 工藝流程技術(shù)改造后效果

（1）實(shí)現(xiàn)了二段磨礦與旋流器組互聯(lián)互通互換，在單系統(tǒng)任意環(huán)節(jié)設(shè)備出現(xiàn)故障時可任意組合配置生產(chǎn)，不會造成雙系統(tǒng)停車。同時可以實(shí)現(xiàn)兩個格子球型磨機(jī)對一臺溢流型球磨機(jī)生產(chǎn)方式，由此達(dá)到節(jié)能降耗的目的。①節(jié)電效果：年節(jié)電量大約為1047 552kW·h,節(jié)約電費(fèi)70萬元。按年生產(chǎn)7萬t鐵精礦計(jì)算，成本單耗降低10元/t。②材料備件節(jié)約：減少一臺溢流型球磨機(jī)的材料備件，四年一套磁性襯板60萬元，其他副軸、齒輪、軸承、進(jìn)出料端襯套、攪籠等備件為年費(fèi)用為5萬元，潤滑油、鋼球年費(fèi)用為8萬元。因此減少一臺溢流型球磨機(jī)的材料備件相應(yīng)費(fèi)用約28萬元。按年生產(chǎn)7萬t鐵精礦計(jì)算，成本單耗降低4元/t。

圖2 尾礦再選精礦改造后工藝流程圖

（2）實(shí)現(xiàn)了磁選機(jī)與過濾機(jī)互聯(lián)，生產(chǎn)方式任意組合，解決陶瓷過濾機(jī)無備用設(shè)備問題，降低過濾機(jī)的材料備件消耗。

（3）操作簡單，減少了工人勞動強(qiáng)度。

（4）掃選精礦不進(jìn)入系統(tǒng)循環(huán)，使終精礦綜合品位提高0.8%左右，尾礦品位由改造前7%降低到5.5%。掃選磁選精礦品位50%。掃選磁選精礦量改造前0.62t/h，改造后1t/h，按年20萬t處理量計(jì)算，年創(chuàng)效約為42萬元。

5 結(jié)語

鄭家坡鐵礦選廠生產(chǎn)工藝流程改造完成后，在保證原設(shè)計(jì)流程沒有重大改變的情況下,不僅生產(chǎn)流程更流暢，同時流程也比原有流程穩(wěn)定，生產(chǎn)指標(biāo)也得到了改善，提高了最終精礦品位，降低了尾礦品位，提高了金屬回收率，為企業(yè)取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。