陳 晨 彭 成 邊新峰 來有邦 李珺瑋

（河鋼礦業(yè)司家營北區(qū)分公司）

高壓輥磨機是20世紀80年代由德國研制的高效粉碎設備，特別適合大型化工業(yè)生產(chǎn)的要求，已廣泛應用于各種礦石的破碎作業(yè)［1-8］。我國金屬礦石資源種類繁多，但大多數(shù)礦種的礦石資源都屬于貧、雜、細難選礦石資源。國內(nèi)金屬礦山企業(yè)為了解決自身在礦業(yè)開發(fā)上存在的經(jīng)濟、技術和環(huán)保等方面面臨的突出問題，積極引進、消化、吸收國外新型、高效的礦山生產(chǎn)工藝設備。

選礦廠碎磨作業(yè)能耗占整個選廠總能耗的70%左右，是選礦廠能耗的主要構(gòu)成部分。十余年來，國內(nèi)許多選廠，特別是鐵礦石選礦廠，紛紛在傳統(tǒng)的三段一閉路破碎工藝的基礎上引進高壓輥磨超細碎工藝，遵循“多碎少磨、能拋早拋”原則，適當降低磨選作業(yè)的給礦粒度，并通過磨前濕式預選提高入磨品位。

司家營鐵礦在“紅轉(zhuǎn)磁”工藝改造中，擬增加高壓輥磨作業(yè)，對細碎產(chǎn)品進一步破碎，為后續(xù)磨前預選及提高磨礦能力創(chuàng)造條件。為此，開展了高壓輥磨工藝試驗研究。

1 礦石性質(zhì)

司家營鐵礦石為鞍山式沉積變質(zhì)氧化鐵石英巖礦石，鐵礦物主要有磁鐵礦和赤鐵礦，碳酸鐵、硫化鐵、硫酸鐵和硅酸鐵等少量。隨著采場開采深度的增加，礦石氧化程度下降，現(xiàn)存氧化礦僅占總礦石量的約10%。礦石主要化學成分分析結(jié)果見表1，鐵物相分析結(jié)果見表2，主要礦物組成見表3。

從表1可以看出，礦石中的有價成分為鐵，含量為22.63%；有害成分硫、磷含量較低；脈石成分SiO2含量高達56.92%。

從表2可以看出，礦石中的鐵主要以磁性鐵形式存在，分布率達71.01%，其次為赤褐鐵，分布率為17.31%，其他鐵含量均不高。

從表3可以看出，礦石中的金屬礦物為磁鐵礦、赤褐鐵礦；脈石礦物主要為石英，其次為透閃-陽起石、云母、方解石、綠泥石。鐵礦物總含量為22.55%，脈石礦物總含量為77.45%。

2 現(xiàn)場碎礦工藝流程

現(xiàn)場碎礦工藝流程為三段一閉路破碎工藝流程，見圖1，最終破碎產(chǎn)品粒度為12～0 mm，粒度篩析結(jié)果見表4。

從表4可以看出，礦樣各粒級產(chǎn)率相對均勻，3～0 mm粒級分布率33.50%，-0.074 mm粒級分布率8.19%。

3 高壓輥磨工藝試驗

為充分發(fā)揮高壓輥磨機的超細碎作用，保證后續(xù)磨前預選拋尾效果和磨機處理能力的提升，同時借鑒其他類似礦山的生產(chǎn)經(jīng)驗，確定以高壓輥磨機閉路破碎產(chǎn)品粒度3～0 mm為控制指標，進行了相關試驗，試驗礦樣為現(xiàn)場細碎產(chǎn)品，粒度為12～0 mm。

3.1 高壓輥磨機開路輥壓試驗

對礦樣進行高壓輥磨開路輥壓試驗，試驗采用實驗室CLM25/10型高壓輥磨機，設置工作壓力分別為8.0、10.0、12.0 MPa，高壓輥磨機轉(zhuǎn)速為20 r/min，每次給料量為10 kg，不同壓力條件下高壓輥磨試驗結(jié)果見表5，不同工作壓力下的電耗見表6。

從表5可以看出，當高壓輥磨機工作壓力分別為8、10、12 MPa時，輥壓產(chǎn)品5～0 mm粒級產(chǎn)率從48.02%提高到71.58%、72.99%、73.77%，3～0 mm粒級產(chǎn)率從33.50%提高到57.43%、59.04%、60.43%，0.074～0 mm粒級產(chǎn)率從8.19%提高到18.60%、19.46%、20.72%；在試驗壓力范圍內(nèi)提高工作壓力，粉礦量有所增加。

從表6可以看出，隨著工作壓力的提高，電耗先小幅增加后顯著增加。

綜合粒度和能耗指標，推薦后續(xù)工作壓力為10.0 MPa。

3.2 高壓輥磨機閉路輥壓試驗

以3～0 mm為目標破碎粒度，進行高壓輥磨機閉路輥壓試驗。試驗采用實驗室CLM25/10型高壓輥磨機，設置工作壓力為10.0 MPa，高壓輥磨機轉(zhuǎn)速為20 r/min，每次新給料量為10 kg，以篩孔寬3 mm的篩子對高壓輥磨產(chǎn)品進行檢查篩分，篩上產(chǎn)品返回給料并補充10 kg新給料作為下次輥壓給料。重復上述試驗，直至篩下礦量維持在新給礦量水平，即達到輥壓流程平衡。閉路輥壓試驗礦量平衡記錄結(jié)果見表7，輥壓平衡情況下篩下物料篩析結(jié)果見表8。

從表7可以看出，閉路輥壓試驗在第5次輥壓時達到平衡，篩上物料循環(huán)量約7 kg，循環(huán)負荷約70%。

從表8可以看出，閉路輥壓試驗3～0 mm產(chǎn)品0.5～0 mm粒級含量為51.54%、0.074～0 mm粒級含量為21.38%，較原礦均有較大幅度的提升。

3.3 閉路輥壓產(chǎn)品濕式預選試驗

對粒度3～0 mm的閉路輥壓產(chǎn)品進行濕式磁選拋尾試驗，所用設備為T-CCT1006型濕式磁選機，不同磁場強度下的試驗結(jié)果見表9。

從表9可以看出，磁場強度提高，預選精礦全鐵品位、磁性鐵品位均小幅下降，全鐵回收率、磁性鐵回收率均小幅提高，拋尾產(chǎn)率在50%左右。

3.4 閉路輥壓產(chǎn)品相對可磨度測定

為考察高壓輥磨閉路破碎產(chǎn)品相對傳統(tǒng)破碎產(chǎn)品的磨礦難易程度，進行了輥壓產(chǎn)品相對可磨度試驗，試驗以常規(guī)破碎產(chǎn)品為標準礦樣，試驗結(jié)果見圖2，按-0.074 mm占40%、60%、90%計的相對可磨度見表10。

從表10可以看出，磨礦細度為-0.074 mm40%、60%和90%情況下的相對可磨度系數(shù)分別為1.39、1.28、1.24，可見高壓輥磨產(chǎn)品比傳統(tǒng)破碎產(chǎn)品好磨，并且隨著磨礦細度的提高，相對可磨度系數(shù)逐漸減小。按常規(guī)一段磨礦細度計，高壓輥磨產(chǎn)品的一段磨礦處理能力可提高約30%。

4 結(jié) 論

（1）司家營鐵礦的三段一閉路破碎產(chǎn)品粒度為12～0 mm，3～0 mm粒級分布率33.50%，-0.074 mm粒級分布率8.19%。

（2）高壓輥磨工作壓力為10 MPa時開路輥壓產(chǎn)品5～0 mm粒級產(chǎn)率為72.99%，3～0 mm粒級產(chǎn)率59.04%，0.074～0 mm粒級產(chǎn)率為19.46%，能耗為1.49 kWh/t。

（3）高壓輥磨工作壓力為10 MPa時閉路輥壓試驗的循環(huán)負荷約70%，3～0 mm產(chǎn)品0.5～0 mm粒級含量為51.54%、0.074～0 mm粒級含量為21.38%。

（4）高壓輥磨閉路輥壓3～0 mm產(chǎn)品磁選預拋尾產(chǎn)率可達50%左右，磁性鐵回收率超過98%。

（5）與常規(guī)破碎產(chǎn)品相比，高壓輥磨閉路輥壓3～0 mm產(chǎn)品的相對可磨度系數(shù)為1.3左右，表明高壓輥磨產(chǎn)品進入一段磨礦，處理能力可提高約30%。