新疆×××鐵礦選礦廠工藝優(yōu)化改造及生產(chǎn)實(shí)踐

李偉東 曹繼福 宋彥青

中化地質(zhì)礦山總局地質(zhì)研究院，河北涿州，072754

新疆尉犁縣×××鐵礦選礦廠2010年10月建成投產(chǎn)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為年處理原礦15萬t。原設(shè)計(jì)工藝流程中，破碎系統(tǒng)為三段開路破碎流程，磨選系統(tǒng)為兩段一閉路磨礦分級、一次粗選、兩次精選的生產(chǎn)工藝流程。在設(shè)備試運(yùn)轉(zhuǎn)和生產(chǎn)調(diào)試過程中，針對對原工藝流程、設(shè)備連接和設(shè)備配置等方面的不足之處對破碎系統(tǒng)和磨選系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造。經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐驗(yàn)證，新工藝可以保證鐵精礦質(zhì)量，有效減少金屬礦物流失，達(dá)到了提高設(shè)備利用率，降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能翻番的目的。

1 礦石性質(zhì)【1】

新疆×××鐵礦礦石礦物主要為磁鐵礦、少量磁赤鐵礦。脈石礦物主要為石英，少量斜長石、云母、黃鐵礦，微量的褐鐵礦和黃銅礦。

其中磁鐵礦結(jié)晶程度不等，以半自形晶、他形晶為主。粒徑一般在 1～2mm，粗顆粒達(dá) 5～6mm，多以集合體形式嵌布在石英巖中。

脈石礦物石英呈它形粒狀或簡單多邊形，粒度一般為0.1～0.5mm，大部分彼此接觸線較為平直，少量呈齒狀的縫合線接觸。

礦石結(jié)構(gòu)主要為結(jié)晶的中～粗粒結(jié)構(gòu)。磁鐵礦結(jié)晶顆粒大，呈半自形、他形晶體，呈集合體或分散粒狀分布。

礦石構(gòu)造以塊狀構(gòu)造為主，條帶狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造次之。塊狀構(gòu)造磁鐵礦呈密集狀均勻分布。條帶狀構(gòu)造磁鐵礦呈條帶狀分布。浸染狀構(gòu)造磁鐵礦呈星散狀均勻分布。

2 選礦廠原生產(chǎn)工藝流程及存在的問題

2.1 選礦廠原生產(chǎn)工藝流程

初建選廠破碎系統(tǒng)由一臺PE500×700型顎式破碎機(jī)、兩臺 PEX250×1000型顎式破碎機(jī)一臺90BL型立軸式?jīng)_擊破碎機(jī)和三組皮帶輸送機(jī)組成了三段開路破碎流程。磨磁選礦系統(tǒng)由兩臺ZTMYφ2100×4500型球磨機(jī)、一臺 φ350×2水力旋流器組、兩臺MVS 2424型高頻電磁振網(wǎng)篩、兩臺CTB-1021型粗選磁選機(jī)、兩臺CTB-918型精選磁選機(jī)組成了兩段一閉路磨礦分級、一次粗選、兩次精選的磨選工藝流程。磨選系統(tǒng)原工藝流程如圖1所示。

2.2 存在的主要問題及分析

2.2.1 破碎系統(tǒng) 現(xiàn)場調(diào)試中發(fā)現(xiàn)，破碎產(chǎn)品粒度難以達(dá)標(biāo)，致使磨礦機(jī)的給礦粒度過大，一般在30～50mm，最大粒徑甚至達(dá)到 70mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了磨機(jī)給礦粒度小于20mm的要求，主要原因在于其一，磁鐵礦石硬度大，而細(xì)碎工序選用的立軸式?jīng)_擊破碎機(jī)僅適用于破碎硬度較小的礦石；其二，現(xiàn)有三段開路破碎流程過于簡單，原建廠設(shè)計(jì)中未考慮采用篩分機(jī)進(jìn)行檢查篩分形成閉路破碎流程。與大中型選礦廠相比，小型選廠一般由于磨礦機(jī)直徑較小，更應(yīng)貫徹“多碎少磨”和“以碎代磨”的原則，適宜的碎礦最終產(chǎn)品粒度應(yīng)該是使破碎與磨礦的總成本降為最低。而較小的磨機(jī)直徑要求給礦粒度以不大于 15mm為宜，最大一般也不應(yīng)超過25mm?，F(xiàn)場目前破碎系統(tǒng)的粗碎和中碎作業(yè)平均產(chǎn)能可以達(dá)到36萬t/a原礦石，若在中碎后加入預(yù)先篩分篩出部分合格粒度的破碎產(chǎn)品，選擇合適規(guī)格的適用于較大硬度礦石的細(xì)碎破碎機(jī)再配以檢查篩分，便可實(shí)現(xiàn)既能保證破碎系統(tǒng)產(chǎn)能又能保證破碎產(chǎn)品粒度達(dá)標(biāo)。

2.2.2 磨選系統(tǒng) 磨礦工序中，雖然采用了兩段磨礦兩次分級，但是一段磨礦沒有與分級作業(yè)形成閉路循環(huán)，難以確保磨礦細(xì)度達(dá)到選別要求，一段磨機(jī)排礦未經(jīng)分級直接給入粗選作業(yè)，粗選尾礦直接拋尾，將會造成尾礦中夾帶大量尚未達(dá)到單體解離的有用礦物連生體而使尾礦品位偏高；原設(shè)計(jì)中將粗選精礦先打入水力旋流器分級，溢流緊接著又給入高頻篩，接連兩次分級作業(yè)，造成設(shè)備功能不必要的重疊。高頻電磁振網(wǎng)篩兼有分級并保證入選細(xì)度、濃度均勻和提高精礦品位等多重功效。據(jù)現(xiàn)場初期調(diào)試時流程考查數(shù)據(jù)分析，高頻篩下產(chǎn)物即入選細(xì)度為0.074mm(-200目)91.25%，鐵精礦品位已達(dá) TFe 67.66%，若是采用水力旋流器一段分級作業(yè)即可滿足入選細(xì)度要求；對于高頻篩的篩上產(chǎn)物又返回同規(guī)格的二段球磨機(jī)進(jìn)行再磨，經(jīng)過分析測算后認(rèn)為二段磨礦會因?yàn)榈V量不足造成設(shè)備和電力資源浪費(fèi)。分級作業(yè)是保證磨礦細(xì)度達(dá)標(biāo)的必要措施，對前可與球磨機(jī)構(gòu)成了磨礦閉路循環(huán)，并以一定比例的返砂量保證磨礦系統(tǒng)的平衡，對后可為磁選作業(yè)提供流量穩(wěn)定，符合選別細(xì)度和濃度要求的入選礦漿。在對該礦的實(shí)驗(yàn)室小型試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，磨礦細(xì)度對分選效果的影響較大【1】。由于本礦山礦石硬度較大，一段磨礦難以達(dá)到有用礦物與脈石礦物完全單體解離，而單一使用水力旋流器分級出現(xiàn)磨礦細(xì)度變化波動難以避免，因此，采用中礦再磨對提高鐵回收率，減少尾礦中的金屬流失是必要的。

原磁選工序中，兩臺CTB-1021型粗選磁選機(jī)和兩臺CTB-918型精選磁選機(jī)構(gòu)成一次粗選、兩次精選流程。參考實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)指標(biāo)和現(xiàn)場對初期調(diào)試時各作業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)分析，經(jīng)一次粗選、一次精選流程，精礦品位即可達(dá)標(biāo)，無需增加二次精選。兩次精選作業(yè)的尾礦未經(jīng)處理直接拋尾，也會造成尾礦中夾帶尚未達(dá)到單體解離的有用礦物隨連生體流失。

分析認(rèn)為，若將原磨礦分級系統(tǒng)和磁選系統(tǒng)的現(xiàn)有設(shè)備及連接管路稍加調(diào)整，再適當(dāng)配置合適規(guī)格的相應(yīng)設(shè)備，亦可完成優(yōu)化工藝和增加產(chǎn)能。

3 工藝流程改造及生產(chǎn)實(shí)踐

3.1 完善破碎篩分流程，保證破碎產(chǎn)品粒度

經(jīng)過對破碎設(shè)備技術(shù)參數(shù)計(jì)算和論證，新購置和制作了一臺 PF107型反擊式破碎機(jī)、兩臺900mm×3000mm，規(guī)格篩孔20mm×20mm篩分機(jī)和一條皮帶輸送機(jī)，在中碎之后細(xì)碎之前，增加一臺預(yù)先篩分機(jī)，在細(xì)碎之后增加一臺檢查篩分機(jī)，形成了一套完整的三段閉路破碎工藝流程，從而保證了磨機(jī)給礦粒度小于20mm。

調(diào)整完善后的破碎篩分系統(tǒng)工藝流程見圖 2。

3.2 優(yōu)化調(diào)整磨礦分級流程，實(shí)現(xiàn)選廠產(chǎn)能翻番

調(diào)整原用于二段磨礦的與一段磨礦機(jī)相同規(guī)格的ZTMYφ2100×4500型球磨機(jī)的給礦、排礦和返砂輸送管路，使兩臺磨機(jī)并列用于一段磨礦作業(yè)，兩臺磨機(jī)的排礦合并打入旋流器，旋流器底流通過分礦箱分別返回兩臺磨機(jī)，形成兩個系列一段磨礦閉路系統(tǒng)，從而可使磨礦作業(yè)處理量增加近一倍。新購置一臺 ZTMYφ1200×5700型小球磨機(jī)用于二段磨礦作業(yè)，與原有兩臺高頻振篩機(jī)配合構(gòu)成二段閉路磨礦系統(tǒng)，處理掃選精礦中含有的大量礦物連生體的選礦中間產(chǎn)品。調(diào)整后的磨礦系統(tǒng)形成了可以保證產(chǎn)能翻番的較為合理的兩個系列兩段兩閉路磨礦工藝流程。

3.3 合理選擇磁選工藝流程，確保精礦產(chǎn)品質(zhì)量

參照中化地質(zhì)礦山總局地質(zhì)研究院 2007年所做《新疆×××鐵礦實(shí)驗(yàn)室選礦試驗(yàn)研究報(bào)告》中確定的一段磨礦兩段磁選選礦工藝流程【1】，雖然選廠現(xiàn)場生產(chǎn)所用礦石的原礦性質(zhì)有些變化，但在對生產(chǎn)中多次從各作業(yè)點(diǎn)取樣獲得的選礦技術(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，旋流器分級溢流細(xì)度能夠達(dá)到0.074mm(-200目)75%～80%，一次粗選、一次精選即可保證精礦品位含TFe 65%左右?；诖?，將兩臺 CTB-1021型粗選磁選機(jī)和兩臺CTB-918型精選磁選機(jī)分列用于粗選和精選形成兩個獨(dú)立的磁選系統(tǒng)，使磁選作業(yè)的處理能力也增加了一倍。新購置一臺 CTB-1230型 3500MT強(qiáng)磁磁選機(jī)，增加掃選作業(yè)，用來處理粗選和精選尾礦，可以有效減少尾礦排放中金屬量的損失。

優(yōu)化改造后磨選系統(tǒng)工藝流程見圖3。

5 結(jié)語

（1）優(yōu)化改進(jìn)后，破碎系統(tǒng)形成三段一閉路流程，預(yù)先篩分可減小第三段細(xì)碎的壓力，檢查篩分可以保證破碎最終產(chǎn)品粒度小于20mm。磨選系統(tǒng)的粗磨分級、兩段磁選、中礦集中掃選再磨分級返回磁選工藝流程，管路配置簡單，便于操作控制，既可保證精礦品位，又可減少金屬流失。

據(jù)累積生產(chǎn)調(diào)試 97d，設(shè)備正常運(yùn)行 1369h的選礦技術(shù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，獲得如下工藝指標(biāo)：以目前較低的入選平均原礦品位（含TFe 18.87%）計(jì)算，平均精礦品位 TFe 64.89%，平均尾礦品位TFe 6.91%，平均精礦回收率70.17%。

（2）將原有的磨礦、分級、磁選設(shè)備重新優(yōu)化配置后，形成相同工藝流程的兩個生產(chǎn)系列，試生產(chǎn)中最大產(chǎn)能已達(dá)31.75萬t原礦/a。

（3）經(jīng)過技術(shù)改造，雖然增加了部分設(shè)備和資金投入，但提高了處理能力和設(shè)備利用率，降低了精礦的生產(chǎn)成本。經(jīng)簡化和優(yōu)化的生產(chǎn)工藝流程，更加合理便于現(xiàn)場管理與控制，為選廠今后生產(chǎn)和經(jīng)營的正常發(fā)展，為企業(yè)節(jié)能增效、平穩(wěn)運(yùn)行提供了技術(shù)保證。

1 楊麗珍，丁曉姜，張華軍.新疆尉犁縣鐵礦實(shí)驗(yàn)室選礦試驗(yàn)研究報(bào)告[R].中化地質(zhì)礦山總局地質(zhì)研究院，2007