白天運(yùn) 高柏年 魏國(guó)祥 蘇 俊 仲 江

(1.甘肅省金塔營(yíng)盤宏運(yùn)礦產(chǎn)開發(fā)有限公司;2.甘肅省地礦局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院)

某選礦廠選礦工藝改造及生產(chǎn)實(shí)踐

白天運(yùn)1高柏年2魏國(guó)祥1蘇 俊1仲 江1

(1.甘肅省金塔營(yíng)盤宏運(yùn)礦產(chǎn)開發(fā)有限公司;2.甘肅省地礦局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院)

某鐵礦隨著生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大，入選礦石性質(zhì)發(fā)生變化，原單一的弱磁選選礦工藝已滿足不了生產(chǎn)的需要。在分析礦石工藝礦物學(xué)的基礎(chǔ)上，對(duì)選礦工藝進(jìn)行技術(shù)改造。通過(guò)改進(jìn)分級(jí)設(shè)備、更新磁選設(shè)備、強(qiáng)化脫泥等措施對(duì)原選礦工藝流程進(jìn)行改造，最終確定階段磨礦—分段磁選—強(qiáng)化脫泥鏡磁分選的工藝流程。生產(chǎn)實(shí)踐中獲得了鐵品位為63.64%、回收率為17.35%的磁鐵精礦和鐵品位為60.61%、回收率為65.12%的鏡鐵精礦，達(dá)到了改善生產(chǎn)指標(biāo)的目的。

鏡鐵礦 磁鐵礦 選礦流程 工藝改造

某選礦廠建成于上世紀(jì)80年代末，工藝流程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。近年來(lái)，隨著公司改制后生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大、礦床采掘地點(diǎn)變化，入選的王許黑山鐵礦石由單一磁鐵礦石變?yōu)榇盆F礦-鏡鐵礦混合礦石，礦物嵌布粒度細(xì)、鐵品位較低、結(jié)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜。原選礦工藝流程相對(duì)落后，已滿足不了生產(chǎn)指標(biāo)的要求。為了延長(zhǎng)該礦山壽命，繼續(xù)合理開發(fā)利用該鐵礦，選礦廠堅(jiān)持理論和實(shí)踐相結(jié)合[1]，從2012年開始對(duì)選礦工藝進(jìn)行技術(shù)改造。經(jīng)過(guò)不斷的努力探索，最終確定了目前階段磨礦—分段磁選—強(qiáng)化脫泥鏡磁分選原則選礦工藝流程，明顯提高了鐵回收率，穩(wěn)定了鐵精礦品位。生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)果表明，工藝改造后選礦廠生產(chǎn)指標(biāo)得到改善，產(chǎn)品質(zhì)量合格，達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。

1 礦石性質(zhì)分析

對(duì)原礦進(jìn)行化學(xué)多元素分析及鐵物相分析，結(jié)果分別見表1和表2。

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

元素TFeFeOSiO2CaOMgOAl2O3MnO含量34.284.1641.461.340.785.560.05元素TiO2BaOSPK2ONa2O燒失含量0.562.170.490.031.530.141.43

表2 原礦鐵物相分析結(jié)果 %

由表1可知，該礦石鐵品位為34.28%。酸性脈石礦物SiO2含量達(dá)41.46%，堿性脈石礦物Al2O3、CaO等含量較低；有害元素硫、磷含量較低，分別為0.49%、0.03%。

由表2可知，礦石中鐵主要以鏡鐵礦形式存在，占69.46%，其次為磁鐵礦，占21.56%，兩者合計(jì)占91.02%?？梢?，磁鐵礦和鏡鐵礦是回收的主要目的礦物。此外，還有少量的鐵以碳酸鐵和硫化鐵的形式存在，分布率合計(jì)不足3%，含量低，回收難度大，考慮企業(yè)的生產(chǎn)成本和利潤(rùn)，暫不考慮對(duì)這部分鐵進(jìn)行回收。硅酸鹽是主要脈石礦物，含鐵2.18%，鐵分布率6.36%，屬于鐵的合理?yè)p失，將會(huì)對(duì)回收率產(chǎn)生不利影響。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，礦石中的鏡鐵礦由赤鐵礦變種而來(lái)，增加了分選難度。

磁鐵礦呈團(tuán)聚粒構(gòu)成鐵質(zhì)條帶或呈單粒產(chǎn)出，粒度主要為0.05～0.25mm，部分大于0.25mm，少量小于0.05mm。塊狀磁鐵礦則多為微細(xì)粒磁鐵礦的集合體，呈定向排列，片理狀構(gòu)造非常明顯；鏡鐵礦型礦石以鱗片變晶結(jié)構(gòu)為主，鐵礦物粒度細(xì)微，粒徑為0.05～0.25mm。在深部綠泥石片巖中見有密集浸染狀或半塊狀黃鐵礦，含少量磁黃鐵礦；脈石礦物主要為石英，其次為閃石、白云母、電氣石等。

2 原選礦工藝流程與存在的問(wèn)題

2.1 原選礦工藝流程和選礦指標(biāo)

原選礦工藝流程為單一弱磁選工藝：礦石經(jīng)2段1閉路破碎1段閉路磨礦，再經(jīng)2段弱磁選獲得鐵精礦，選礦指標(biāo)見表3。

表3 工藝改造前選礦指標(biāo) %

產(chǎn)品產(chǎn)率品位回收率精礦36.4061.4265.18尾礦63.6018.7834.82原礦100.0034.30100.00

2.2 存在的問(wèn)題

王許黑山鐵礦前期主要采選東礦段的磁鐵礦石，隨著東礦段資源量的減少和礦床開發(fā)難度增大，可采出的單一磁鐵礦逐年減少，入選礦石變成以磁鐵礦-鏡鐵礦混合礦石為主，入選礦石性質(zhì)發(fā)生變化，原選礦工藝流程已不適應(yīng)實(shí)際生產(chǎn)的需要。存在的主要問(wèn)題有：

(1)磨礦細(xì)度較粗。原流程為1段磨礦，細(xì)度為-0.074mm占60%左右，該細(xì)度下選別的鐵精礦品位為60%左右，影響鐵精礦的品位。

(2)精礦鐵品位低。造成精礦品位偏低的原因主要是礦石中的磁鐵礦、鏡鐵礦物粒度細(xì)微，未充分單體解離。鏡下觀察原產(chǎn)出鐵精礦產(chǎn)品中尚有部分鐵礦物以連生體和包裹體形式存在，充分印證了單體解離度不夠的結(jié)論。鐵精礦品位較低，無(wú)法滿足目標(biāo)市場(chǎng)的需求，給銷售環(huán)節(jié)帶來(lái)困難。

(3)礦石性質(zhì)改變較大，對(duì)鏡鐵礦的選別能力有待提高。王許黑山鐵礦石中磁鐵礦和鏡鐵礦所占比例波動(dòng)較大，隨著入選礦石中弱磁性礦物的增加，必須增設(shè)強(qiáng)磁選系統(tǒng)。

(4)尾礦品位高、鐵回收率低。由于礦體圍巖蝕變強(qiáng)烈、風(fēng)化程度高，采出的礦石泥化嚴(yán)重。加上鏡鐵礦含量增加、原流程無(wú)脫泥程序，致使大量礦泥在流程中循環(huán)、積累，從而導(dǎo)致尾礦鐵品位高、粗礦鐵回收率低。另外，磁選機(jī)退磁、規(guī)格小、選別效果不理想也是影響精礦品位偏低的因素。

(5)產(chǎn)能低。年處理10萬(wàn)t的生產(chǎn)規(guī)模不能滿足公司改制后的中長(zhǎng)期發(fā)展目標(biāo)。

3 選礦工藝改造方案

根據(jù)入選礦石性質(zhì)和實(shí)際存在的問(wèn)題，在對(duì)同類礦山進(jìn)行考查[2-5]和探索試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，最終具體實(shí)施的改造方案如下：

(1)磨礦設(shè)備改造。實(shí)驗(yàn)室小型磨礦細(xì)度試驗(yàn)確定最佳磨礦細(xì)度為-0.043mm占90%，需對(duì)原磨礦分級(jí)作業(yè)進(jìn)行局部改造。將短筒型球磨機(jī)替換為長(zhǎng)筒型球磨機(jī)，增加2段、3段磨礦。1段磨礦使用的磨機(jī)由原2臺(tái)φ1 500 mm×3 000 mm格子型球磨機(jī)改為4臺(tái)φ2 100 mm×3 600 mm格子型球磨機(jī)，為保證產(chǎn)能，又加裝1臺(tái)φ2 400 mm×5 000 mm格子型球磨機(jī)；2段、3段磨礦分別由3臺(tái)φ2 100 mm×4 500 mm棒磨機(jī)、2臺(tái)φ2 400 mm×5 000 mm棒磨機(jī)完成。

(2)改進(jìn)分級(jí)設(shè)備。對(duì)流程進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)考查，發(fā)現(xiàn)細(xì)篩分級(jí)效率不高的主要原因是，采用高頻細(xì)篩和靜壓給礦旋流器對(duì)2段磨礦進(jìn)行分級(jí)，效果不理想。使用水力旋流器進(jìn)行分級(jí)試驗(yàn)，結(jié)果表明：?jiǎn)晤^靜壓水力旋流器分礦比例均勻，采用動(dòng)壓給礦多頭水力旋流器與2段磨礦構(gòu)成閉路磨礦分級(jí)系統(tǒng)效果較好。

(3)原2段弱磁選改為3段。為提高鐵回收率，弱磁粗選磁場(chǎng)強(qiáng)度由238.85 kA/m增加到318.47 kA/m；弱磁精選磁場(chǎng)強(qiáng)度由 119.43 kA/m改為131.37 kA/m；新添加的尾礦回收機(jī)磁場(chǎng)強(qiáng)度為398.01 kA/m，用來(lái)集中回收粗、精磁選尾礦，減少尾礦鐵的損失。

(4)應(yīng)用磁重分選器脫泥。三段磨礦使細(xì)粒級(jí)物料含量增加，含泥量高會(huì)嚴(yán)重影響分選效果，造成磁選尾礦鐵損失增加。為強(qiáng)化脫泥、提高磁選效果，探索出與磁選配套的磁重分選器，降低了SiO2含量，提高了鐵精礦品位。

(5)高梯度立環(huán)強(qiáng)磁選機(jī)選別鏡鐵礦試驗(yàn)結(jié)果表明：弱磁選尾礦礦漿經(jīng)周期式脈動(dòng)高梯度立環(huán)強(qiáng)磁機(jī)選別回收鏡鐵礦，指標(biāo)較好。因此引進(jìn)SLon-2000強(qiáng)磁機(jī)構(gòu)成2段不同磁感應(yīng)強(qiáng)度的強(qiáng)磁選，1段磁感應(yīng)強(qiáng)度為1.1 T，2段磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.7 T，效果明顯。

(6)給料機(jī)、球磨機(jī)、礦漿泵加裝了變頻器，以控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，保持設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行，節(jié)約電量，降低生產(chǎn)成本。

(7)配備2臺(tái)φ30 m高效濃密機(jī)，所有尾礦濃密后排放，溢流水回收使用，再結(jié)合分段供水保持水壓恒定。

改造后的選礦工藝流程圖見圖1。

4 工藝改造后生產(chǎn)實(shí)踐效果

工藝流程改造后，不但將原每年10萬(wàn)t的產(chǎn)能擴(kuò)大到100萬(wàn)t，而且經(jīng)過(guò)調(diào)試，各個(gè)環(huán)節(jié)間配合更加合理，選別指標(biāo)更好。采用階段磨礦—分段磁選—強(qiáng)化脫泥鏡磁分選的原則工藝流程，既降低了磨礦的能耗，也避免連續(xù)磨礦所造成的過(guò)磨；分選效果更好的強(qiáng)磁工藝的應(yīng)用既得到了較高的選別指標(biāo)，又實(shí)現(xiàn)了低成本選礦的目的；采用階段磨選在節(jié)能的同時(shí)，提高了精礦鐵品位，穩(wěn)定了生產(chǎn)指標(biāo)。工藝流程改造后，實(shí)際生產(chǎn)中選礦指標(biāo)見表4。

圖1 王許黑山鐵礦生產(chǎn)工藝流程

表4 改造后生產(chǎn)指標(biāo) %

5 結(jié) 語(yǔ)

(1)某鐵礦選礦廠在對(duì)新入選礦石性質(zhì)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室流程探索試驗(yàn)與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，對(duì)原選礦工藝進(jìn)行改造，最終確定階段磨礦—分段磁選—強(qiáng)化脫泥鏡磁分選的工藝改造方案。

(2)采用階段磨礦、螺旋分級(jí)機(jī)和水力旋流器分級(jí)，保證了磁選給礦細(xì)度和磁選指標(biāo)；新研發(fā)的磁重分選器有效地強(qiáng)化了脫泥，消除了3段磨礦產(chǎn)生的礦泥，改善了鐵礦物磁選的分選環(huán)境，穩(wěn)定和提高了精礦品位；高梯度立環(huán)強(qiáng)磁選機(jī)對(duì)弱磁性鏡鐵礦進(jìn)行分選，弱磁掃選保證了磁鐵礦的回收并提高精礦鐵的回收率。

(3) 生產(chǎn)實(shí)踐表明：改造后的選礦工藝流程設(shè)備使用少，流程較簡(jiǎn)單，便于操作維護(hù)，生產(chǎn)指標(biāo)穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)效益好。磁重分選器無(wú)需動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗。該脫泥專利設(shè)備與磁選相配合，是處理嵌布粒度細(xì)微、易泥化、品位較低等難選鐵礦石的有效手段之一。該改造方案為同類工藝改造提供了參考。

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2015-01-02)

白天運(yùn)(1967—)，男，董事長(zhǎng)，工程師，735300 甘肅省酒泉市金塔縣新華路397號(hào)。