鄭家坡鐵礦選礦廠投產初期技術改造實踐

孫素霄，常文利

（五礦邯邢礦業(yè)有限公司， 河北邯鄲市 056002）

鄭家坡鐵礦選礦廠投產初期技術改造實踐

孫素霄，常文利

（五礦邯邢礦業(yè)有限公司， 河北邯鄲市 056002）

鄭家坡鐵礦選礦廠投產初期，各項選礦技術經濟指標波動較大，生產很不穩(wěn)定，通過對該選廠磨礦分級系統(tǒng)和磁選系統(tǒng)各產物的粒度組成、化學成分、濃度等項指標進行檢測、化驗、分析和研究，查明了選礦流程中所存在的問題，并提出了合理技術改造措施，實現該選礦達產、穩(wěn)產的目的。

鐵選礦廠；選礦工藝；技術改造

鄭家坡鐵礦隸屬于五礦邯邢礦業(yè)有限公司，位于山東省昌邑市卜莊鎮(zhèn)鄭家坡村。該礦床礦石資源量2647萬t，地質平均品位為29.61%。2009年7月完成選礦廠建設，投產初期，生產過程中各項技術指標波動很大，磨機臺時處理量較低，精礦品位不合格，尾礦品位高，金屬回收率低。為了盡快查找各工序的問題，查明現行選礦流程的運行狀態(tài)，特對選礦流程主要工序所取試驗樣品的化學成分、粒度組成、濃度等工藝指標進行了系統(tǒng)的分析檢測。

1 鄭家坡鐵礦選礦廠現狀

1.1 礦石性質以及選礦工藝流程簡介

礦石中主要金屬氧化物為磁鐵礦、赤鐵礦，含少量硫化物；脈石礦物主要為石英、角閃石、云母、綠泥石，含少量碳酸鹽、石榴石、粘土礦物等。有用礦物種類較為簡單，主要為磁鐵礦。

磁鐵礦多為半自形，部分自形或他形粒狀，晶粒一般為0.1～0.4mm，大者可達0.5～1.5mm，最小0.004～0.01mm，后兩者為數甚少；主要脈石礦物石英呈他形粒狀，粒徑多大于0.5mm，部分粒徑1～2mm，有時具拉長現象，定向分布。礦石硬度系數f為10～14。

選礦廠設計規(guī)模為處理原礦石80萬t／a，年產鐵精礦25.1萬t，鐵精礦品位為65%，金屬回收率80.4%。主體磨礦系統(tǒng)共兩個系列，破碎篩分采用三段一閉路兩次干選拋尾工藝，磨選采用階段磨礦三段弱磁選工藝，精礦過濾脫水，獲得最終鐵精礦，見圖1。

1.2 投產初期現狀及存在的問題

鄭家坡鐵礦選礦廠投產初期，各項選礦技術經濟指標波動較大，生產很不穩(wěn)定，對該選廠磨礦分級系統(tǒng)和磁選系統(tǒng)各產物的粒度組成、化學成分、濃度等項指標進行了檢測、化驗和分析。

圖1 鄭家坡鐵礦選礦工藝流程

1系列球磨排礦中－0.074mm的產率為30.65%，綜合品位為41.63%；2系列球磨排礦中－0.074mm的產率為27.5%，磨礦細度較1系列低，綜合品位為42.09%。從各粒級鐵品位變化情況來看，兩個系列的球磨排礦中，鐵在＋0.074mm粒級中明顯富集。

1系列分級機溢流－0.074mm的產率為53.98%，綜合品位為30.18%；2系列分級機溢流－0.074mm的產率為61.27%，分級機溢流細度較1系列細，綜合品位為32.18%，稍高于1系列。兩個系列分級機溢流的品位都遠低于分級機返砂的含鐵品位，分級機存在明顯的反富集現象。從各粒級鐵品位變化情況來看，鐵在－0.074mm粒級中明顯富集。

1系列分級機返砂中－0.074mm的產率為13.53%，綜合品位為47.04%；2系列分級機返砂中－0.074mm的產率為22.9%，綜合品位為45.89%。從各粒級鐵品位變化情況來看，兩個系列反映出來的規(guī)律一致，鐵主要分布在＋0.074mm的各粒級中。

一段球磨機排礦和分級機返砂的濃度比較正常，波動較小，而螺旋分級機溢流濃度偏低、波動大。尤其是2系列分級機溢流濃度僅為20.53%，波動范圍15%～23%；1系列分級機溢流濃度稍高，為29.40%，波動范圍21%～33%。說明球磨機給礦和補加水量的控制不夠嚴格，從而導致分級粒度不穩(wěn)定。

1系列旋流器給礦中－0.074mm的產率為71.75%，綜合品位為60.49%。從各粒級鐵品位變化情況來看，在－0.074mm的粒級中含鐵品位較高，大于62%，鐵主要分布在－0.074mm的細粒級中。2系列旋流器給礦中－0.074mm的產率為72.11%，綜合品位為59.20%。各粒級鐵品位變化規(guī)律與1系列相似，在－0.074mm的粒級中含鐵品位較高，都在60%以上，大于綜合品位。

1系列旋流器溢流－0.074mm的產率為75.68%，綜合品位為55.52%，溢流品位低于旋流器給礦品位（60.49%），遠遠低于旋流器底流品位（62.47%）。隨著產物的粒級變細，鐵品位逐漸升高，溢流中－0.074mm粒級中綜合品位達到63.11%，其中－0.043mm粒級鐵品位為63.90%。2系列旋流器溢流－0.074mm的產率為80.11%，該系列旋流器溢流產物明顯比1系列細。旋流器溢流綜合品位為56.08%，溢流品位低于旋流器給礦品位（59.20%），遠遠低于旋流器底流品位（63.03%）。同樣隨著溢流中各粒級產物的粒級變細，粒級鐵品位逐漸升高，其中在－0.074mm粒級中綜合含鐵品位達到60.46%。

1系列旋流器底流中－0.074mm的產率為68.73%，該粒級含量較高，綜合品位為62.47%，遠遠高于旋流器溢流的品位（55.52%）。顯然該系列旋流器底流中細粒級含量高、含鐵品位高，說明旋流器的分級效率較低、分級過程中存在明顯的反富集現象。從各粒級鐵品位變化情況來看，－0.074mm粒級綜合含鐵品位已達到68.10%，說明在該粒級中大部分的磁鐵礦礦物已經解離，但合格粒級通過旋流器未能得到有效分離，該系列旋流器工況不正常。

2系列旋流器底流中－0.074mm的產率為62.35%，較1系列低，底流綜合品位為63.03%，同樣高于該系列旋流器溢流的品位（56.08%）。同樣該系列旋流器底流中細粒級含量高、含鐵品位高，也說明該系列旋流器的分級效率較低、分級過程中存在明顯的反富集現象。從各粒級鐵品位變化情況來看，－0.074mm粒級綜合含鐵品位已達到68.23%，旋流器給礦中已經發(fā)生解離的合格粒級未能通過旋流器得到有效分離，該系列旋流器工況不正常。

1系列二段磨礦排礦產物中－0.074mm的產率為79.51%，粒度相對該系列旋流器底流產物（入磨原料）變細，－200目粒級產率提高約11個百分點，－0.043mm粒級的產率由旋流器底流中的17.14%提高到33.78%。綜合含鐵品位為62.47%。該系列球磨排礦產物中鐵主要分布在－0.074mm以下的粒級中。

2系列二段磨礦排礦產物中－0.074mm的產率為87.24%，粒度相對該系列旋流器底流產物明顯變細，－0.074mm粒級產率提高約32%，－0.043mm粒級的產率由入磨旋流器底流中的26.43%提高到46.68%。其磨礦效果相對1系列好一些。該系列二段磨礦產物綜合含鐵品位為63.03%。同樣該系列球磨排礦產物中鐵主要分布在－0.074mm以下的粒級中。

從以上各產物的濃度測定結果來看，大部分產物的濃度均存在明顯的波動，說明生產過程不夠穩(wěn)定、操作參數的控制不夠嚴格。相對而言，一段磨礦分級系統(tǒng)較為穩(wěn)定、各段磁選精礦濃度的波動較小，而二段磨礦分級作業(yè)的濃度波動較大。問題比較突出，主要表現為以下兩個方面。

（1）二段旋流器分級系統(tǒng)濃度波動大、底流濃度偏低。1系列旋流器給礦濃度為29.10%、波動范圍18%～45%，溢流濃度和底流濃度分別為18.53%和39.43%；2系列旋流器給礦濃度為31.15%、波動范圍24%～62%，溢流濃度和底流濃度分別為22.82%和56.44%。給礦濃度偏低、波動范圍大，這是造成旋流器工作不穩(wěn)定的主要原因。底流濃度偏低，則會降低二段磨礦的效率。

（2）二段磨礦作業(yè)濃度低、磨礦效率低。由于1系列旋流器底流濃度僅為39.43%，2系列旋流器底流濃度也僅達到56.44%，導致二段磨礦濃度低、再磨效果差。對于1系列，旋流器底流－0.074mm的產率為68.73%，2段磨礦產物中－0.074mm的產率為79.51%，－0.074mm的產率僅僅增加10.78個百分點；2系列旋流器底流－0.074mm的產率為55.84%，2段磨礦產物中－0.074mm的產率為87.24%，－0.074mm產率增加31.4個百分點。說明隨著磨礦濃度的增加，磨礦細度可明顯改善，在生產中應注意提高二段磨礦濃度。

一段磁選尾礦濃度僅為5.7%～6.5%，二三段磁選尾礦濃度僅為1.5%～2%，綜合磁選尾礦濃度僅為4.48%。說明磁選作業(yè)中添加水量過大，應注意控制。尾礦濃度過低，必然會對尾礦濃縮脫水造成不利影響，而且大量稀礦漿的泵送能耗也會增加。

2 流程改造措施

針對現行流程中存在的問題，建議采取以下措施對其進行優(yōu)化改造。

2.1 磨礦分級系統(tǒng)作業(yè)參數的優(yōu)化

磨礦分級系統(tǒng)中，2系列螺旋分級機實際分級效率和分級溢流濃度太低，可通過控制該系列球磨機排礦的補加水量來提高分級機的溢流濃度至30%以上，減少返砂中－0.074mm粒級產率，使磨礦產物中已經發(fā)生解離的合格粒級及時進入磁選系統(tǒng)，減少磁鐵礦過磨現象。在球磨排礦口補加水管增設流量計，以控制加水量，定期檢測濃度，保證該系列分級機溢流的濃度在30%以上。

2.2 旋流器分級系統(tǒng)的作業(yè)參數優(yōu)化

流程中兩個系列的旋流器存在底流產率高、品位高、－0.074mm粒級產率高、鐵礦物反富集現象明顯等問題。

可通過調整旋流器分級作業(yè)的工況并增加相關自控配件，使兩個系列的旋流器溢流產率達到60%～65%以上。旋流器的操作參數調整如下：給礦壓力至0.08～0.10MPa；同時對進料泵安裝變頻器，進料管安裝壓力表，實現進料壓力的有效控制；在泵池設液面自動控制裝置，通過補加水等措施保證液面穩(wěn)定，防止進料泵工作中“喘氣現象”的發(fā)生，保證平穩(wěn)給料。

2.3 二段球磨機作業(yè)參數優(yōu)化

二段再磨磨礦濃度和磨礦效率較低。究其原因是由于磨礦濃度的影響，磨礦濃度直接影響磨礦細度。為此通過控制旋流器分級作業(yè)，保證入磨的旋流器底流的濃度在60%以上，可以保證二段磨礦的磨礦效果。

2.4 磁選作業(yè)加水量的控制

各段磁選作業(yè)存在的主要問題是補加水量偏大，礦漿濃度低。尤其是一段磁選精礦和尾礦濃度偏低，對后續(xù)作業(yè)造成不利影響。生產過程中應重點控制一段磁選作業(yè)補加水量（精礦沖洗水和底水），增設流量計和定期檢測產品濃度。

2.5 流程結構的調整

現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，不利于旋流器作業(yè)條件的控制。將過濾濾液返回二段磁選，再選精礦返回一段磨礦分級機，以減少對旋流器作業(yè)的影響。

3 改造后實踐檢驗

通過對磨礦分級系統(tǒng)、磁選系統(tǒng)所取試驗樣品的化學成分、粒度組成、濃度等工藝指標進行系統(tǒng)的檢測、分析，查找工藝流程中存在的問題，并對一段磨礦分級作業(yè)、旋流器分級、磁選作業(yè)補加水量等作業(yè)參數的優(yōu)化，以及對局部工藝流程結構的調整，該選廠生產過程中各項技術經濟指標基本穩(wěn)定，磨機臺時產量達到設計指標46t／h，精礦品位穩(wěn)定在65%，尾礦品位在7.3%以下。

對工藝流程進行系統(tǒng)的檢測、分析，查明工序中所存在問題，并進行合理技術改造，是新建選廠從投產初期到轉入正式生產的有效途徑，也是達到設計指標的最有效方法。

［1］朱俊士.選礦實驗研究與產業(yè)化［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2005：35－36.

［2］許 時.礦石可選性研究［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，1992：102－103.

［3］余永富.我國鐵礦山發(fā)展方向、選礦技術發(fā)展現狀及存在問題［J］.礦冶工程，2006（1）：21－25.

［4］楊順梁，林任英.選礦知識問答［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2005：149.

2012－01－10）

孫素霄（1962－），女，河北任縣人，工程師，主要從事礦山設備的選型與設計工作，Email：sunsx＠m(xù)inetals.com。