巴西某鐵礦選礦工藝改造

龍禮珠 王云土

(浙江省工業(yè)設計研究院)

巴西某鐵礦地處巴西塞阿蠟州西北部，距離州首府福塔萊薩420 km，是中國香港某跨國集團公司在巴西投資的中型鐵礦。礦山所在地氣候干燥少雨，年均溫度在30℃左右，屬半干旱熱帶地區(qū)，缺水嚴重。該礦從2010年初開始利用移動破碎機生產塊礦，年產量達30萬 t，平均鐵品位在55%左右。2011年底開始設計和建設干式磁選廠，至2013年4月份磁選廠基本建成，5月份開始試產，但磁選廠從試產以來，生產一直不正常，生產產量、質量和鐵回收率均明顯低于設計指標，礦山處于虧損狀態(tài)。為改變生產現(xiàn)狀，公司決定對磁選廠進行技術改造。

1 原礦性質及設計指標

該鐵礦屬巴西某大型礦床(脈)的尖滅(側現(xiàn))礦體，埋藏于淺表，規(guī)模較小且分散，資源儲量為2 800萬t，可采儲量為1 000萬t，礦石平均鐵品位為39.07%，SiO2含量為 46.83%，Al2O3含量為7.88%，P含量為0.05%，基本不含硫;主要鐵礦物為赤、褐鐵礦，其次含少量的磁鐵礦和鏡鐵礦;礦石嵌布粒度較粗，肉眼可見部分赤鐵礦晶體顆粒。該礦山未進行過系統(tǒng)的地質勘探、原礦鑒定及分析。

選礦廠設計的主要工藝技術指標為:原礦鐵品位52%，精礦鐵品位為64%，鐵回收率為90%，生產規(guī)模為95萬t/a，破碎系統(tǒng)生產能力為300 t/h。

2 選礦廠原工藝流程及生產現(xiàn)狀

2.1 破碎篩分及選別工藝流程和主要設備

破碎篩分流程為3段2閉路破碎工藝流程。原礦由自卸汽車+鏟車給入TF4616棒條篩，篩上經CT3042型顎式破碎機粗碎，棒條篩篩下、粗碎產品與中碎圓錐破碎機的排礦合并經皮帶輸送至TTS6162型雙層篩進行預先檢查篩分(篩孔寬為45 mm)，篩上產品由TC51SC型圓錐破碎機進行閉路破碎，45～0 mm篩下產品經過褲衩漏斗分配器與皮帶分別進入2臺TTH8203型三層篩進行篩分(篩孔寬為3 mm)，篩上產品進入TV95型沖擊破碎機進行閉路細碎，篩下由皮帶輸送機送至地面堆存，供磁選系統(tǒng)進行干選。破碎系統(tǒng)采用布袋式除塵設備除塵。整套破碎、篩分和輸送設備均由上海杰弗朗機械有限公司生產，除塵設備由巴西米納斯州除塵器廠生產。

磁選系統(tǒng)分為2個系列。破碎產品由皮帶機給入4臺HF-600×1800型筒式干選機(120 kA/m)進行弱磁選，弱磁選尾礦由皮帶機分別給入4臺HF-RE600×1 800筒式中強磁干選機(380 kA/m)進行1粗1精中強磁選別，強磁選精礦與弱磁精礦合并為最終精礦，中強磁選尾礦再由皮帶機分別送入4臺RE-1500/150-2型帶式雙輥強磁干選機(1.2 T)進行1粗1掃強磁選，強磁選精礦自流至2臺1 800 mm×1 800 mm氣動振網篩(篩網寬為0.5 mm)進行篩分脫塵，篩上產品直接作為最終精礦，篩下產品經2臺RE-1500/150-1帶式單輥強磁干選機(1.2 T)干選，其精礦直接作為最終精礦，其尾礦直接排尾。磁選設備均由美國藝利磁鐵公司巴西圣保羅INBRAS公司生產，輸送和提升設備由米納斯州相關企業(yè)生產。

選礦廠原設計工藝流程見圖1。

圖1 選礦廠原設計工藝流程

2.2 選礦廠生產現(xiàn)狀

試生產的頭3個月，該破碎、磁選系統(tǒng)極不穩(wěn)定，平均月產精礦約1萬t，鐵品位為61% ～62%，精礦鐵回收率低于70%。之后系統(tǒng)趨于穩(wěn)定，但在入選原礦鐵品位接近40%的情況下，月產鐵品位61.56%的精礦近1.9萬t，鐵回收率在72%左右徘徊，與設計指標相差甚遠。

3 選礦廠存在的問題

(1)采礦過程中混入的泥土對生產的影響。由于所采礦體為主礦床(脈)的尖滅段，采礦過程中混入泥土的幾率相對較大，實際生產中泥土混入率達20%，其中有30%左右的泥土塊度小于20 mm。經過破碎、運輸，部分泥土會牢牢地吸附或包裹在塊礦表面，或黏附在選別皮帶面和選別筒體表面，一方面影響精礦品位的提高，另一方面會影響選別作業(yè)效果，最終影響鐵精礦品位和回收率。若泥土潮濕，則影響會更大，甚至堵塞漏斗，導致系統(tǒng)停產。

(2)磁選系統(tǒng)工藝流程復雜，磁選、運輸及提升設備太多，加之皮帶斗式提升機選型不合理，生產中經常出現(xiàn)設備事故停機、料斗磨損、皮帶打滑、斷裂和提升能力不足等情況，嚴重制約了磁選系統(tǒng)生產能力的發(fā)揮。

(3)強磁精選工序未設計精掃選作業(yè)，且三層篩底篩孔寬由原設計的2 mm改為3 mm，這都增大了金屬流失的機會。

(4)由于泥土過多，袋式除塵器不適合干式破碎篩分系統(tǒng)，由此造成粉塵嚴重超標。

(5)磁選系統(tǒng)料倉、漏斗和管道磨損嚴重，原礦中的細小樹根等雜物及破碎產品錐堆用鏟車帶入的塊石等容易造成磁選系統(tǒng)堵塞。

4 技術改造措施［1-4］

(1)增加-20 mm篩下產品預選系統(tǒng)，以消除泥土、細小樹根和雜物對生產系統(tǒng)尤其是磁選系統(tǒng)的影響。預選系統(tǒng)工藝流程和主要設備:棒條振動給料機篩下產品由B=800 mm的皮帶機引出，送到1 500 mm×3 000 mm圓振篩進行篩分，篩上產品由B=800 mm的皮帶機返回破碎流程中，篩下產品經磁滑輪(120 kA/m)弱磁干選，弱磁選尾礦分別送入2臺INBRAS公司生產的1D-RE-1500-600-150-2/CLO雙輥磁選機1粗(0.75 T)1掃(1.2 T)選別，磁性產品與篩上產品用皮帶機一并返回破碎流程，磁選尾礦由皮帶機送到密閉式高架圓筒礦倉，用汽車定期排放和運出。整個預選系統(tǒng)采用密閉式隔離罩，旋風除塵器除塵。

(2)考慮到弱磁選精礦產量不足5%，中強磁選精礦產量也只有20%左右，因此決定取消弱磁選及其提升系統(tǒng)，簡化磁選工藝流程;將原皮帶斗式提升機改造為礦用耐磨鏈輪斗式提升機，以提高運輸設備處理能力、使用壽命和安全穩(wěn)定性。

(3)增加1臺RE-1500/150-1帶式單輥強磁干選機(1.2 T)，對磁選系統(tǒng)精選工序尾礦進行掃選，掃選精礦用鏟車定期鏟運返回破碎系統(tǒng)進行再次破碎篩分;同時用孔寬2 mm篩網替代孔寬3 mm的篩網。

(4)增加1組φ600 mm雙筒旋風除塵器，加強對預選系統(tǒng)和破碎系統(tǒng)的除塵。

(5)料倉、漏斗和出料口等全部鑲嵌耐磨板，管道改用超高分子塑料耐磨管;在破碎系統(tǒng)最前端的皮帶上增設手工除雜;改地面圓錐礦堆為圓筒礦倉，以消除對礦石的污染和雜物的混入。

5 改造效果及經濟效益分析

磁選廠技術改造后，破碎系統(tǒng)處理能力基本穩(wěn)定在300 t/h左右，磁選系統(tǒng)鐵精礦產量由原來的50～60 t/h提高到150 t/h以上。按每月生產24 d、年生產10個月計，年產精礦可達72萬t，綜合尾礦鐵品位降至16%左右。各項技術經濟指標基本達到原設計值，達到了預期的改造效果。此外，整個破碎系統(tǒng)除預選系統(tǒng)仍然有輕度污染外，其他破碎工序粉塵大為減少，經過檢測基本符合巴西當?shù)丨h(huán)境指標要求。

6 結語

(1)巴西某鐵礦原礦成分簡單，嵌布粒度較粗，加上當?shù)馗珊等彼?，選擇干式磁選工藝流程進行選別較合理。

(2)原礦破碎到-2 mm，礦石單體解離度較好，有利于確保精礦鐵品位。

(3)增加預選與除雜工序，提前進行除土、除雜，有利于提高選別效果和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

(4)干式磁選廠破碎除塵選用旋風除塵器效果較好，磁選系統(tǒng)選用旋風除塵器和布袋式除塵均可。

(5)在滿足工藝技術指標的前提下盡量簡化干式磁選流程有利于降本增效、提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

［1］季中林，吳世清.YCG粗粒永磁輥式強磁選機的研制及應用［J］.礦業(yè)快報，2006(8):45-48 .

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［3］尹江生，賀銳崗，沈凱寧.干式磁選工藝在某鐵礦的應用實踐［J］.礦產保護與利用，2006(6):31-33.

［4］張祖剛.永磁輥式強磁選機在梅山選廠的使用［J］.礦業(yè)快報，2004(9):37-38.