凹山選廠三段磨選工藝優(yōu)化研究

李美鮮

（馬鋼集團(tuán)設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司）

馬鋼南山礦凹山選廠作為馬鋼主要原料基地之一，精礦質(zhì)量的好壞直接影響冶煉的結(jié)果。凹山選廠目前處理高村采場(chǎng)鐵礦石，該鐵礦石屬于難磨、難選貧細(xì)磁鐵礦，全鐵品位不到20%［1-2］。選廠采用三段一閉路破碎16～0 mm預(yù)選、高壓輥磨機(jī)濕式閉路3～0 mm預(yù)選、階段磨礦—弱磁選、三段磨選工藝，獲得的鐵精礦品位為61.84%，品位較低，被迫減產(chǎn)提質(zhì)。

為提高鐵精礦品位，通過在三段磨選引入立式塔磨機(jī)、淘洗機(jī)串聯(lián)等新技術(shù)設(shè)備［3］，提高磁鐵礦的單體解離度，實(shí)現(xiàn)細(xì)磨深選［4］，通過工藝優(yōu)化，使鐵精礦品位穩(wěn)定在65%以上。

1 三段磨選工藝流程現(xiàn)狀

凹山選廠三段磨選工藝數(shù)質(zhì)量流程見圖1。

通過取樣、篩分化驗(yàn)得知，三段磁選生產(chǎn)精礦細(xì)度不足-0.074 mm60%，鐵品位47.94%，遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)指標(biāo)；三段磨礦壓力增加，細(xì)度僅有-0.074mm 91.45%，解離不充分，鐵精礦（淘洗精礦）品位只有61.84%；四磁尾礦和淘洗尾礦品位較低，金屬流失少；淘洗機(jī)精選鐵品位由58.15%提升到61.84%，提高了3.69個(gè)百分點(diǎn)，效果較好。

2 選礦試驗(yàn)

試驗(yàn)設(shè)備主要有試驗(yàn)室TGTM-5.5立磨機(jī)、?350 mm×160 mm球磨機(jī)、T-GCT1006-400 mT高效磁選機(jī)、淘洗磁選機(jī)等。

2.1 試驗(yàn)方案

結(jié)合選廠三段磨礦結(jié)果，通過引入立磨機(jī)提高礦石的單體解離度，實(shí)現(xiàn)高效磨礦。有研究表明［5］，立磨機(jī)可有效減少礦石的過磨、欠磨，較球磨可節(jié)約電耗30%～50%，通過立磨與球磨試驗(yàn)對(duì)比分析兩者區(qū)別?，F(xiàn)場(chǎng)淘洗機(jī)精選效果明顯，通過淘洗機(jī)串聯(lián)進(jìn)一步提高精礦品位。

2.2 立磨與球磨對(duì)比試驗(yàn)

2.2.1 立磨與球磨功耗對(duì)比

立磨給礦為現(xiàn)場(chǎng)取樣，細(xì)度為-0.074mm58.96%，立磨能耗測(cè)定結(jié)果見表1。

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由表1可知，將三磁精礦磨至-0.074 mm 93%時(shí)，立磨功耗為5.2 kWh/t。

取樣當(dāng)天凹山選廠生產(chǎn)正常，當(dāng)天白班1 610 t精礦，即134.17 t/h鐵精礦，計(jì)算出三磁精礦的礦量177 t/h，定子電流110 A，功率因數(shù)0.99，單臺(tái)球磨機(jī)功率1 131kW，計(jì)算出球磨機(jī)能耗12.77 kWh/t，立磨試驗(yàn)比生產(chǎn)球磨實(shí)際數(shù)據(jù)節(jié)約電耗59%。

2.2.2 立磨與球磨產(chǎn)品粒度組成對(duì)比

在3個(gè)不同磨礦細(xì)度條件下，立磨與球磨磨礦產(chǎn)品粒度組成分析結(jié)果見表2。

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由表2可知，在相同磨礦細(xì)度條件下，立磨排料產(chǎn)品中+0.045 mm和-0.01 mm粒級(jí)的含量均比球磨排料產(chǎn)品中該粒級(jí)的含量少，說明立磨出現(xiàn)的欠磨與過磨現(xiàn)象要明顯好于球磨，立磨磨礦所產(chǎn)生的微細(xì)粒級(jí)量和次生礦泥量要明顯小于球磨磨礦。

2.2.3 磨礦產(chǎn)品磁選對(duì)比試驗(yàn)

對(duì)立磨與球磨產(chǎn)品在不同磨礦細(xì)度條件下進(jìn)行磁選對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果見表3。

由表3可知，在相同的磨礦細(xì)度條件下，立磨磨礦產(chǎn)品和球磨磨礦產(chǎn)品的選別指標(biāo)均很接近，立磨磨礦產(chǎn)品在精礦產(chǎn)率、品位和回收率等方面略優(yōu)于球磨磨礦產(chǎn)品的選別指標(biāo)。

2.3 淘洗機(jī)串聯(lián)試驗(yàn)

因三段磁選生產(chǎn)精礦在立磨磨至-0.074 mm93%時(shí)，經(jīng)高效磁選后的精礦產(chǎn)品細(xì)度與實(shí)際生產(chǎn)中凹選四磁精礦產(chǎn)品細(xì)度相近，選取磨礦細(xì)度-0.074 mm93%，采用先立磨再磁選工藝制備一段淘洗機(jī)給礦樣，進(jìn)行淘洗機(jī)串聯(lián)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

由表4可知，三磁生產(chǎn)精礦經(jīng)立磨—磁選—淘洗機(jī)串聯(lián)精選后，最終精礦品位達(dá)到65.49%，可獲得符合要求的高標(biāo)準(zhǔn)鐵精礦。

2.4 全流程試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行全流程試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)質(zhì)量流程見圖2。

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注：一段選別控制及選別磁場(chǎng)強(qiáng)度均為107.48 kA/m，上升水流400 L/h；二段選別控制及選別磁場(chǎng)均為95.54 kA/m，上升水流500 L/h。

由圖2可見，全流程試驗(yàn)可獲得全鐵品位65.49%、產(chǎn)率70.48%、回收率96.32%的鐵精礦，與現(xiàn)場(chǎng)精礦相比，全鐵品位提高了3.65個(gè)百分點(diǎn)。

3 結(jié) 論

（1）凹山選廠三段磁選生產(chǎn)精礦細(xì)度-0.074 mm粒級(jí)含量不足60%，鐵品位僅47.94%；最終鐵精礦品位61.84%；現(xiàn)場(chǎng)三段磨礦細(xì)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，為提高精礦品位，必須提高磨礦產(chǎn)品細(xì)度。

（2）從立磨與球磨對(duì)比試驗(yàn)可知，采用立磨機(jī)在磨礦細(xì)度-0.074 mm93%時(shí)，磨礦功耗為5.2 kWh/t，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)球磨機(jī)功耗為12.77 kWh/t；立磨機(jī)排料產(chǎn)品中+0.045 mm和-0.01 mm粒級(jí)含量均比球磨排料產(chǎn)品中該粒級(jí)含量少；立磨磨礦產(chǎn)品和球磨磨礦產(chǎn)品的磁選選別指標(biāo)較為接近；可見采用立磨不僅節(jié)能，還可有效減少礦石的過磨、欠磨，磨礦效果較好。

（3）通過優(yōu)化三段磨選工藝，使用立磨機(jī)替代球磨機(jī)，同時(shí)采用淘洗磁選機(jī)串聯(lián)工藝進(jìn)行精選，在磨礦細(xì)度-0.074 mm 93%的情況下，可獲得全鐵品位65.49%、產(chǎn)率70.48%、回收率96.32%的鐵精礦。