陸 虎 錢(qián)士湖 翁金紅 許繼斌

(馬鋼集團(tuán)姑山礦業(yè)公司)

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白象山鐵礦選廠工藝優(yōu)化實(shí)踐

陸 虎 錢(qián)士湖 翁金紅 許繼斌

(馬鋼集團(tuán)姑山礦業(yè)公司)

針對(duì)白象山鐵礦選廠生產(chǎn)中出現(xiàn)的預(yù)先拋廢效果差、過(guò)磨嚴(yán)重、磨選工藝篩分效率下降等問(wèn)題，進(jìn)行一系列工藝參數(shù)優(yōu)化和技術(shù)改造。通過(guò)降低中碎工藝預(yù)先、檢查篩孔徑到30 mm、提高干拋效果，調(diào)整高壓輥磨機(jī)工作壓力為9.5 MPa、轉(zhuǎn)速1 000 r/min、增加干式拋尾，提高磨選工藝入磨礦量和2段磨礦分級(jí)效果，定期沖洗高頻篩等，最終使生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)能和鐵精礦指標(biāo)超出設(shè)計(jì)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能增產(chǎn)的目的，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

干式拋尾 高壓輥磨機(jī) 分級(jí) 篩分效率

馬鋼集團(tuán)姑山礦業(yè)公司白象山鐵礦是一座大型地下礦山，選礦廠原礦和圍巖設(shè)計(jì)處理能力分別為200萬(wàn)t/a和50萬(wàn)t/a。磨前破碎工藝采用2段1閉路—高壓輥磨機(jī)3段閉路超細(xì)碎—預(yù)先拋尾流程，主廠房磨選工藝采用階段磨礦—弱磁選—細(xì)篩分級(jí)—淘洗機(jī)選別工藝。由于采礦設(shè)計(jì)為礦巖混提，選廠入選礦石性質(zhì)和礦量波動(dòng)大，現(xiàn)有生產(chǎn)工藝不能較好地適應(yīng)生產(chǎn)需要。由于磨選系統(tǒng)和輥磨系統(tǒng)中間未設(shè)置合適容量的緩沖倉(cāng)，當(dāng)原礦品位偏低或高壓輥磨效果較差時(shí)，球磨系統(tǒng)入磨量減少，產(chǎn)生過(guò)磨、生產(chǎn)指標(biāo)差、成本高等問(wèn)題，兩個(gè)系統(tǒng)作業(yè)難以同步。隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，一些其他生產(chǎn)問(wèn)題逐漸暴露出來(lái)，如磨選工藝2段磨礦分級(jí)產(chǎn)品粒度較粗、高頻細(xì)篩篩分效率低等。

針對(duì)存在的問(wèn)題，選廠進(jìn)行了一系列工藝參數(shù)優(yōu)化和技術(shù)改造，使生產(chǎn)逐步趨于穩(wěn)定。

1 存在問(wèn)題

1.1 中碎工藝存在問(wèn)題

原礦經(jīng)井下CJ612顎式破碎機(jī)粗碎至-250 mm后提升至地面原礦緩沖料倉(cāng)，中碎工藝設(shè)計(jì)選用HP500圓錐破碎機(jī)(標(biāo)準(zhǔn)超粗腔型)，預(yù)先篩為2YA2460型雙層振動(dòng)篩，檢查篩為YA3073型單層振動(dòng)篩，干式磁選機(jī)型號(hào)為CTDG0810。中碎工藝流程見(jiàn)圖1。

中碎系統(tǒng)生產(chǎn)能力可達(dá)540 t/h，生產(chǎn)中存在的問(wèn)題有：①采礦鑿巖機(jī)鉆鑿作業(yè)時(shí)，釬頭斷裂后，進(jìn)入中碎的礦石?；烊脞F桿和硬度較高的釬頭，嚴(yán)重?fù)p壞高壓輥磨機(jī)輥面的柱釘；②干式磁選機(jī)給礦量大，給礦皮帶料層厚15～25 cm，干拋效果差。生產(chǎn)初期原礦品位低并含20%左右的廢石，大量廢石進(jìn)入輥磨系統(tǒng)及磨選系統(tǒng)，增加了選礦廠能耗，降低了選礦系統(tǒng)的生產(chǎn)能力。

圖1 中碎工藝流程

1.2 高壓輥磨工藝存在問(wèn)題

中碎產(chǎn)品由皮帶給到MQY1511高壓輥磨機(jī)進(jìn)行閉路細(xì)碎，經(jīng)孔徑3 mm的USL3660直線篩篩分后，篩下產(chǎn)品進(jìn)入濕式磁選。磁選精礦由2臺(tái)孔徑0.5 mm的USL3660直線篩脫水分級(jí)，尾礦由1臺(tái)孔徑0.5 mm的USL3660直線篩脫水分級(jí)。高壓輥磨工藝流程見(jiàn)圖2。

生產(chǎn)存在的主要問(wèn)題：①高壓輥通過(guò)能力達(dá)到了設(shè)計(jì)指標(biāo)，但產(chǎn)品中-3 mm粒級(jí)含量?jī)H42%，低于設(shè)計(jì)指標(biāo)；②原礦品位較低，磨前濕式磁選拋出的大量尾礦超出輸送能力，進(jìn)入磨機(jī)的粗精礦量少，精礦產(chǎn)量低，能耗高。

圖2 高壓輥磨工藝流程

1.3 磨選工藝存在問(wèn)題

磨選工藝流程包括1段磨礦分級(jí)系統(tǒng)、2段磨礦分級(jí)系統(tǒng)、細(xì)篩分級(jí)系統(tǒng)、磨礦產(chǎn)品1段磁選、2段磁選及淘洗機(jī)選別作業(yè)等，工藝流程見(jiàn)圖3。

圖3 磨選工藝流程

磨選工藝流程生產(chǎn)中存在以下問(wèn)題：①投產(chǎn)初期，磨選入磨礦量和生產(chǎn)效率低，過(guò)磨現(xiàn)象嚴(yán)重；②隨著井下礦石產(chǎn)能逐步提高，原礦品位逐步穩(wěn)定，2段磨礦循環(huán)負(fù)荷較大，甚至達(dá)到450%，造成2段分級(jí)粒度變粗，常低于設(shè)計(jì)值(90%)；③磨選工藝使用3臺(tái)孔徑0.11 mm的高頻振動(dòng)細(xì)篩進(jìn)行篩分作業(yè)，篩網(wǎng)耐磨性好，但隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，篩孔出現(xiàn)堵塞，篩上物增多，篩分效率下降；簡(jiǎn)單的刮、刷等方法均難以清除堵塞物，經(jīng)常更換篩網(wǎng)成本又太高。

2 優(yōu)化措施

2.1 中碎工藝優(yōu)化

2.1.1 調(diào)整預(yù)先、檢查篩孔徑

針對(duì)釬頭進(jìn)入高壓輥磨機(jī)損壞輥面問(wèn)題，利用中碎工藝富余能力，采取以下措施：①將2臺(tái)振動(dòng)篩孔徑由35 mm改為30 mm，盡量避免釬頭進(jìn)入篩下；②井下使用的釬頭尺寸選擇φ33 mm或φ40 mm，杜絕使用φ28 mm的釬頭，在中碎作業(yè)皮帶上手檢清除釬頭。改造前后生產(chǎn)指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 中碎工藝改造前后生產(chǎn)指標(biāo)對(duì)比

由表3可知，改造后中碎作業(yè)產(chǎn)量降低，但破碎比增大，產(chǎn)品粒度變細(xì)，實(shí)現(xiàn)了多碎少磨，同時(shí)降低了高壓輥給礦粒度，提高了輥磨效果和入磨量，保證精礦產(chǎn)量?，F(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)釬頭進(jìn)入高壓輥磨機(jī)的數(shù)量明顯減少，延長(zhǎng)了高壓輥磨機(jī)輥面的使用壽命。

2.1.2 提高干拋效果

針對(duì)中碎工藝中干拋效果差的問(wèn)題，采取以下措施：①將給礦皮帶電機(jī)至額定功率22 kW換成變頻調(diào)速電機(jī)，并增加電機(jī)功率至額定功率35 kW，進(jìn)一步增大皮帶速度，提高干拋效果；②控制中碎系統(tǒng)處理量，降低中碎機(jī)給礦皮帶速度，給礦量不大于400 t/h，確保料層厚度小于15 cm。干拋改造前后生產(chǎn)指標(biāo)見(jiàn)表2。

表2 改造前后生產(chǎn)指標(biāo)對(duì)比

2.2 高壓輥磨優(yōu)化措施

2.2.1 提高輥磨效果

通過(guò)優(yōu)化高壓輥磨機(jī)工藝參數(shù)，提高輥壓效果。固定轉(zhuǎn)速1 000 r/min，在不同壓力下進(jìn)行輥壓試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 高壓輥磨機(jī)壓力試驗(yàn)結(jié)果

由表3可知，隨著高壓輥磨機(jī)工作壓力的提高，產(chǎn)品細(xì)度增大。工作壓力增加到9.5 MPa后，產(chǎn)品細(xì)度增大幅度不明顯，因此確定工作壓力為9.5 MPa。

固定工作壓力9.5 MPa，進(jìn)行高壓輥磨機(jī)轉(zhuǎn)速條件試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

由表4可知，隨著高壓輥磨機(jī)轉(zhuǎn)速的提高，產(chǎn)品粒度變粗。轉(zhuǎn)速越低，高壓輥磨機(jī)處理能力越工藝低，因此選擇轉(zhuǎn)速1 000 r/min為宜。

表4 高壓輥磨機(jī)轉(zhuǎn)速試驗(yàn)結(jié)果

參數(shù)優(yōu)化后，高壓輥磨機(jī)產(chǎn)品細(xì)度增大，-3 mm粒級(jí)含量由42%提高到47.67%，孔徑3 mm的直線篩篩下產(chǎn)率47%左右。

2.2.2 新增干式拋尾工藝

在原高壓輥磨工藝流程上，增加干式拋尾工藝，設(shè)備選用CTX旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)干式磁選機(jī)。該設(shè)備采用獨(dú)特的磁系設(shè)計(jì)，漏磁少，磁性礦粒可實(shí)現(xiàn)快速磁翻轉(zhuǎn)和磁攪動(dòng)，產(chǎn)生磁性擠壓，能夠充分拋除磁性礦粒之間夾雜的非(弱)磁性礦粒(夾石和圍巖)，筒表磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到358.28 kA/m。

改造前后生產(chǎn)指標(biāo)對(duì)比表明，入磨礦石鐵品位提高2.49個(gè)百分點(diǎn)，精礦品位和回收率分別提高了0.28和1.21個(gè)百分點(diǎn)，增加廢石拋除量500 t/d，降低了尾礦輸送量，提高了工藝流程的產(chǎn)能和生產(chǎn)指標(biāo)，增加了經(jīng)濟(jì)效益[1]。

2.3 磨選工藝優(yōu)化

2.3.1 提高入磨礦量

入磨礦量直接由高壓輥磨3 mm直線篩篩下量決定。由于輥壓產(chǎn)品中-4 mm粒級(jí)含量比-3 mm 的高10個(gè)百分點(diǎn)，為提高入磨礦量，將3 mm直線篩網(wǎng)篩孔徑改為4 mm。

篩網(wǎng)更換完成后，篩下產(chǎn)率達(dá)到53%，1段球磨皮帶給礦量由142 t/h提高到157 t/h，1段溢流細(xì)度-0.074 mm粒級(jí)含量由92.30%下降到75.42%，2段溢流細(xì)度由97.80%降到90.49%，減少了過(guò)磨[2]。另外，高壓輥磨效果的改善和增加的高壓輥磨干式拋尾也有利于入磨礦量的增加。

2.3.2 提高2段磨礦分級(jí)效果

2段磨礦分級(jí)采用2組12-FXφ350 mm旋流器(1備1用)，對(duì)其進(jìn)行給礦壓力和給礦濃度條件試驗(yàn)，以改善2段磨礦分級(jí)效果。

(1)給礦壓力試驗(yàn)。通過(guò)調(diào)整2段旋流器組運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)(6～9臺(tái))及給料砂泵的轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)旋流器給礦壓力的控制。固定給礦濃度45%左右，進(jìn)行給礦壓力試驗(yàn)，考察旋流器作業(yè)平均指標(biāo)，結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 2段磨礦分級(jí)作業(yè)給礦壓力試驗(yàn)結(jié)果

由表5可知，當(dāng)壓力增大到0.12 MPa時(shí)，旋流器分級(jí)效率提高25.17個(gè)百分點(diǎn)，沉砂中-0.074 mm粒級(jí)含量降低17.5個(gè)百分點(diǎn)，緩解了夾細(xì)現(xiàn)象，濃度提高了11.2個(gè)百分點(diǎn)，明顯改善了2段磨礦分級(jí)效果。

(2)給礦濃度試驗(yàn)。通過(guò)調(diào)節(jié)2段泵池的補(bǔ)水量，控制旋流器給料濃度。固定給礦壓力0.12 MPa，進(jìn)行給礦濃度試驗(yàn)，考察旋流器分級(jí)指標(biāo)，結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖4 給礦濃度對(duì)分級(jí)指標(biāo)的影響

由圖4可知，2段旋流器給礦濃度小于42.2%時(shí)，溢流產(chǎn)品細(xì)度-0.074mm含量大于90%。濃度越低，溢流細(xì)度越大，分級(jí)效率也較高。

目前生產(chǎn)中控制2段旋流器給礦壓力在0.12 MPa以上、給礦濃度42%以下，確保2段磨礦分級(jí)產(chǎn)品-0.074 mm含量在90%以上。

2.3.3 提高高頻細(xì)篩篩分效率

根據(jù)高頻細(xì)篩篩網(wǎng)的堵塞程度，生產(chǎn)中每7 d使用清洗槍清洗篩網(wǎng)1次，以提高高頻細(xì)篩篩分效率。在細(xì)篩不停機(jī)時(shí)，高頻細(xì)篩的其中一層篩停止給料，沖洗篩網(wǎng)，篩網(wǎng)孔隙中的堵塞物就會(huì)在高壓水的沖擊和細(xì)篩高頻振動(dòng)下穿過(guò)彈性篩孔脫離篩面。沖洗制度實(shí)施前后，篩分效率見(jiàn)圖5。

圖5 沖洗制度實(shí)施前后高頻細(xì)篩篩分效率

由圖5可知，隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，高頻細(xì)篩篩分效率下降，第7d時(shí)篩分效率低于60%。清洗后，篩分效率明顯提高?？梢?jiàn)，每隔7d清洗1次篩網(wǎng)，可保證篩網(wǎng)的通透率，使篩分效率不低于60%。

3 實(shí)踐效果

一系列生產(chǎn)工藝參數(shù)優(yōu)化和改造措施，選廠生產(chǎn)趨于穩(wěn)定，系統(tǒng)生產(chǎn)能力已超過(guò)設(shè)計(jì)能力，原礦處理量由設(shè)計(jì)的6 300 t/d提高到6 500～7 000 t/d，鐵精礦產(chǎn)量由設(shè)計(jì)的2 875 t/d提高到3 300 t/d，精礦品位由設(shè)計(jì)的63.5%提高到64.0%以上。

4 結(jié) 論

白象山鐵礦選廠通過(guò)優(yōu)化中碎和高壓輥磨機(jī)工作參數(shù)、增強(qiáng)磨前拋尾等措施，提高入磨礦石品位和拋尾量，降低后續(xù)磨選工藝負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)了低成本選礦；優(yōu)化高壓輥磨機(jī)工作壓力和轉(zhuǎn)速，并新增干式拋尾提高拋尾量、降低后續(xù)磨選工藝負(fù)荷；控制2段旋流器給礦壓力0.12 MPa以上、給礦濃度42%以下，能改善2段磨礦分級(jí)效果；每7 d清洗1次高頻細(xì)篩篩網(wǎng)，可確保篩分效率不低于60%。選廠工藝的優(yōu)化解決了制約選礦生產(chǎn)能力提高的因素，各生產(chǎn)環(huán)節(jié)配合更加合理，選礦效率得到顯著改善，生產(chǎn)成本明顯降低。

[1] 錢(qián)士湖.白象山鐵礦選廠細(xì)碎回籠料干選拋尾試驗(yàn)[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2015(10)：52-55.

2016-09-21)

陸 虎(1986—)，男，助理工程師，243182 安徽省馬鞍山市當(dāng)涂縣太白鎮(zhèn)。