李金朋　張成龍　張潤(rùn)身　席江偉　董麥亭

(1.河北鋼鐵集團(tuán)礦山設(shè)計(jì)有限公司；2.河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)公司廟溝鐵礦)

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廟溝鐵礦應(yīng)用塔磨機(jī)與淘洗機(jī)進(jìn)行提鐵降硅工藝改造

李金朋1張成龍1張潤(rùn)身2席江偉2董麥亭1

(1.河北鋼鐵集團(tuán)礦山設(shè)計(jì)有限公司；2.河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)公司廟溝鐵礦)

摘要廟溝鐵礦為滿足高爐冶煉對(duì)鐵精粉質(zhì)量的高要求及解決現(xiàn)有工藝流程中存在的淘洗機(jī)給礦粒度粗未完全實(shí)現(xiàn)單體解離且處理能力無(wú)法達(dá)到生產(chǎn)要求、分級(jí)設(shè)備能力不足等問(wèn)題，在前期磨選工藝不變的情況下，通過(guò)應(yīng)用先進(jìn)工藝設(shè)備塔磨機(jī)與全自動(dòng)淘洗機(jī)對(duì)現(xiàn)有磨選工藝進(jìn)行了工藝改造。改造結(jié)果表明：改造后工藝使鐵精礦綜合鐵品位由65.2%提高到66.00%以上，SiO2含量由7.8%降低到6.5%以下，大大提高了礦山的整體經(jīng)濟(jì)效益和抗風(fēng)險(xiǎn)能力。

關(guān)鍵詞鐵精礦塔磨機(jī)全自動(dòng)淘洗機(jī)提鐵降硅工藝改造

目前，廟溝鐵礦鐵精礦SiO2含量高達(dá)7.8%，不能滿足集團(tuán)公司對(duì)鐵精礦質(zhì)量的要求。因此，通過(guò)對(duì)原工藝流程的考察，針對(duì)流程中存在的問(wèn)題，利用先進(jìn)工藝設(shè)備，在保證鐵精礦產(chǎn)品質(zhì)量及不降低鐵精粉產(chǎn)量的條件下進(jìn)行了提鐵降硅工藝改造。通過(guò)試驗(yàn)研究，確定以塔磨機(jī)與全自動(dòng)淘洗機(jī)聯(lián)合應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)提鐵降硅的目的。改造后，獲得了滿意的試驗(yàn)指標(biāo)，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

1礦石性質(zhì)

廟溝鐵礦礦石屬鞍山式磁鐵石英巖，主要金屬礦物為磁鐵礦，細(xì)粒不均勻嵌布，結(jié)晶粒度一般在0.01～0.15 mm。脈石礦物主要為石英和鐵閃石。礦石中有害成分含量較低，磷含量一般小于0.05%，硫一般小于0.15%，礦石的氧化程度很低，均為原生礦。礦石硬度為12～14。原礦鐵物相分析和原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果見(jiàn)表1、表2。

表1原礦鐵物相分析結(jié)果

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表2原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果

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2工藝現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

2.1現(xiàn)有工藝流程

廟溝鐵礦現(xiàn)有工藝流程為3段磨礦、細(xì)篩與旋流器聯(lián)合分級(jí)、全自動(dòng)淘洗機(jī)精選的工藝流程?，F(xiàn)工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1　廟溝鐵礦現(xiàn)有工藝流程

2.2現(xiàn)工藝流程存在的問(wèn)題

(1)淘洗機(jī)給礦粒度粗，未完全實(shí)現(xiàn)單體解離，淘洗機(jī)給礦粒度分析結(jié)果見(jiàn)表3，單體解離度分析結(jié)果見(jiàn)圖2。

表3　淘洗機(jī)給礦粒度篩析結(jié)果

由表3可知，淘洗機(jī)給礦-0.074 mm粒級(jí)含量為88.10%，-0.045 mm粒級(jí)含量為39.96%，粒度較粗。

圖2　0.045～0.074 mm粒級(jí)偏光顯微鏡圖像

由圖2可見(jiàn)，0.045～0.074 mm粒級(jí)存在大量連生體，鐵與石英并未完全實(shí)現(xiàn)單體解離，這是鐵精礦品質(zhì)低，SiO2含量高的根本原因。

(2)廟溝鐵礦現(xiàn)分級(jí)設(shè)備能力不足。通過(guò)流程考察，發(fā)現(xiàn)廟溝鐵礦現(xiàn)有分級(jí)設(shè)備總給礦量約為288 t/h，分級(jí)設(shè)備考察具體結(jié)果見(jiàn)表4。

表4　分級(jí)設(shè)備考察結(jié)果

由表4可知，篩分設(shè)備總能力為165 t/h，由于設(shè)備老化導(dǎo)致篩分效率過(guò)低，流程中每小時(shí)有123 t礦量在流程中循環(huán)，嚴(yán)重影響后續(xù)工藝，且生產(chǎn)運(yùn)行費(fèi)用較高。

(3)淘洗機(jī)處理能力無(wú)法達(dá)到生產(chǎn)要求，且淘洗機(jī)尾礦濃度太低。

3試驗(yàn)研究

3.1塔磨機(jī)試驗(yàn)

2013年9月，美卓公司對(duì)廟溝鐵礦磁鐵礦進(jìn)行了專業(yè)罐式磨機(jī)可磨性試驗(yàn)，以確定磨到-0.044 mm 90%時(shí)所需的Vertimill磨機(jī)的比能耗。罐式磨機(jī)試驗(yàn)臺(tái)由1臺(tái)尺寸為203 mm×254 mm并以76%臨界速度旋轉(zhuǎn)的鋼罐組成。專業(yè)罐式磨機(jī)可磨性試驗(yàn)執(zhí)行時(shí)需要使用重量為15.9 kg且具有給定直徑的鋼球作為研磨介質(zhì)。首先對(duì)所需固體成分濃度中的固體和液體配比進(jìn)行計(jì)算，然后分別將固體和水加入適用于每個(gè)罐式磨機(jī)試驗(yàn)的磨機(jī)中。使用磨機(jī)對(duì)材料進(jìn)行研磨并保持規(guī)定的時(shí)間，然后將混合物丟棄。脫水干燥后再次將礦石進(jìn)行縮分，以便確認(rèn)來(lái)礦的粒度分布。達(dá)到期望產(chǎn)品粒度規(guī)范要求之前應(yīng)持續(xù)重復(fù)進(jìn)行上述操作步驟，研磨能量曲線見(jiàn)圖3。

圖3　研磨能量曲線

由圖3可見(jiàn)，該礦石由-45 μm 36.1%磨到 -45 μm 96.6%時(shí)所需的磨機(jī)的比能耗為9.8 kWhr/(m·t)。

3.2精礦旋流器分級(jí)試驗(yàn)

據(jù)2013年5月，威海市海王旋流器有限公司提供的《河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)有限公司廟溝鐵礦鐵精礦富集旋流器試驗(yàn)報(bào)告》可知，旋流器試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

由表5可知，當(dāng)試驗(yàn)給礦細(xì)度為-45 μm 63.8%、濃度約為40%、給礦品位為63.2%時(shí)，經(jīng)過(guò)連續(xù)兩段旋流器后，溢流混合后產(chǎn)率為42.44%，細(xì)度為-45 μm 63.8%；通過(guò)連續(xù)2段旋流器分級(jí)，可將合格粒級(jí)產(chǎn)品分離，減少入磨礦量。

3.3淘洗機(jī)試驗(yàn)

對(duì)廟溝鐵礦選礦車間2段1#淘洗機(jī)進(jìn)行為期10 d的試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6[1]。

由表6可知，淘洗機(jī)精礦品位偏低，尾礦品位偏高，精礦產(chǎn)率為93%，因此確定現(xiàn)有淘洗機(jī)處理能力無(wú)法達(dá)到生產(chǎn)要求；淘洗機(jī)尾礦濃度太低，直接用磁選機(jī)掃選回收率太低，需對(duì)尾礦進(jìn)行濃縮，濃度提高到30%左右，再進(jìn)行下一步選別。

4改造措施

通過(guò)試驗(yàn)及考察，此次改造的思路為在現(xiàn)有工藝流程中，在3磁精礦處設(shè)置細(xì)磨，使用淘洗機(jī)作為最終精礦把關(guān)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)提鐵降硅。具體改造措施如下：

(1)將原工藝流程中2段磨礦和3段磨礦的2臺(tái)MQY3254球磨機(jī)合并作為2段磨礦，在3磁精礦處新增1臺(tái)塔磨機(jī)作為3段磨礦，保證磨礦產(chǎn)品細(xì)度，實(shí)現(xiàn)單體解離。

表5　旋流器試驗(yàn)結(jié)果

表6淘洗機(jī)品位試驗(yàn)結(jié)果

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(2)1段淘洗增加2臺(tái)型號(hào)為CH-CXJ24000的淘洗機(jī)，2段淘洗增加1臺(tái)型號(hào)為CH-CXJ32000的淘洗機(jī)，以滿足工藝需要。

(3)入塔磨機(jī)前，采用1組FX350-GX-B×4旋流器組與1組FX250-GX-B×12旋流器組兩段旋流器連續(xù)分級(jí)。

(4)增加1臺(tái)KMLZ-500/55斜板濃密機(jī)處理淘洗機(jī)尾礦，斜板濃密機(jī)底流經(jīng)過(guò)中礦磁選后，返回2段旋流器，解決主廠房空間狹小問(wèn)題的同時(shí)保證回收率。

改造后工藝流程見(jiàn)圖4。

圖4　廟溝鐵礦改造后工藝流程

5改造效果

(1)工藝改造于2015年1月完成并投入運(yùn)行，成功實(shí)現(xiàn)了河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)有限公司首臺(tái)塔磨機(jī)設(shè)備在鐵礦山的應(yīng)用，現(xiàn)塔磨機(jī)設(shè)備已連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)近1 a時(shí)間。

(2)通過(guò)塔磨機(jī)與全自動(dòng)淘洗機(jī)聯(lián)合應(yīng)用，解決了給礦粒度粗單體解離度不夠的難題，得到了品位為66.00%以上，SiO2含量6.5%以下的合格鐵精礦，實(shí)現(xiàn)了提鐵降硅。

(3)改造后2015年6—11月份生產(chǎn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表7。

6結(jié)語(yǔ)

(1)廟溝鐵礦針對(duì)難磨貧連生體結(jié)晶粒度細(xì)，現(xiàn)有磨礦條件下很難達(dá)到單體解離，在流程中惡性循環(huán)的問(wèn)題，首次引進(jìn)非金屬礦山應(yīng)用較多的塔磨機(jī)設(shè)備，解決了磨礦能力不足及超細(xì)磨礦的問(wèn)題。

(2)根據(jù)選廠現(xiàn)狀，應(yīng)用新技術(shù)、新設(shè)備成功實(shí)現(xiàn)了鐵精礦提鐵降硅，最大限度的提高了礦產(chǎn)資源的利用率和利用水平。

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(3)塔磨機(jī)+全自動(dòng)淘洗機(jī)工藝通過(guò)生產(chǎn)運(yùn)行檢驗(yàn)，具有明顯優(yōu)勢(shì)，同時(shí)使企業(yè)取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，也降低了后續(xù)高爐煉鐵的冶煉成本。

參考文獻(xiàn)

[1]劉桂紅，王愛(ài)東，李德興，等．廟溝鐵礦鐵精礦提鐵降硅工藝研究[J]．河北冶金，2013(3):5-8．

(收稿日期2015-12-15)

李金朋(1985—)，男，助理工程師，063700 河北省唐山市灤縣。