李珺瑋 史國(guó)翠 邊新峰 朱 濤

(河鋼集團(tuán)灤縣司家營(yíng)鐵礦有限公司，河北 唐山 063700)

0 引言

2016年10月末河鋼集團(tuán)礦業(yè)公司司家營(yíng)鐵礦開始利用其原生礦選別的部分流程加工某南非磷尾礦(簡(jiǎn)稱南非礦)。但由于原工藝流程的適應(yīng)性，導(dǎo)致最終精礦細(xì)度不足。精礦細(xì)度在60%～75%之間波動(dòng)，不能達(dá)到足夠的單體解離度，最終影響精礦品位及臺(tái)時(shí)處理能力。

因此在2017年12月對(duì)原工藝流程進(jìn)行優(yōu)化改造，以便適應(yīng)南非礦選別要求，生產(chǎn)出達(dá)到預(yù)期品位的精礦，并盡可能提高臺(tái)時(shí)處理量和精礦回收率。

1 南非礦可磨可選性試驗(yàn)研究

1.1 原礦基本性質(zhì)

對(duì)不同批次南非礦礦樣進(jìn)行多次取樣分析。表1為棒磨山鐵礦對(duì)港口堆存南非礦取樣送檢的商檢結(jié)果，表2、3分別為司家營(yíng)鐵礦對(duì)不同批次南非礦所做的鐵物相分析和粒級(jí)分析結(jié)果。

表1 南非礦商檢結(jié)果(%)

表2 鐵物相分析結(jié)果(%)

表3 原礦粒度分析結(jié)果(%)

三次取樣結(jié)果顯示：不同批次南非礦鐵品位相差不大，原礦粒度略有差別。由表1可見，原礦鐵品位較高，但有害雜質(zhì)磷含量較高，TiO2含量較高。由表2可見，磷尾礦中鐵礦物主要為磁鐵礦，此外僅含有少量硫酸鐵，未檢出弱磁性赤褐鐵。因此考慮單一磁選工藝能夠滿足選別要求。從表3粒度分析結(jié)果看，各粒級(jí)品位都不足60%，且-1mm以下各粒級(jí)品位接近，因此南非礦需整體入磨，磨前預(yù)選意義不大。

1.2 磨礦磁選試驗(yàn)

對(duì)南非礦磨礦后進(jìn)行了弱磁選試驗(yàn)，設(shè)備采用XCRS-74型鼓形濕法弱磁選機(jī)，粗選場(chǎng)強(qiáng)約1 100 Oe，精選場(chǎng)強(qiáng)約1 000 Oe，磁選結(jié)果見表4。

從表4所示的弱磁選結(jié)果來看，在磨礦細(xì)度(-0.074mm)67.2%到88.0%之間，一段磁選精礦品位變化不大，都在62.5%左右，細(xì)度(-0.074mm)93%時(shí)精礦品位才到63.97%，經(jīng)過二次精選精礦品位提高不足1%。通過磨礦磁選試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該礦粉中含有TiO2，精礦指標(biāo)無(wú)法提高至65%以上，建議不用細(xì)磨，將精礦品位提高至62 %即可。

表4 磨礦產(chǎn)品弱磁選試驗(yàn)結(jié)果

2 南非礦加工實(shí)踐與優(yōu)化

2.1 南非礦加工初期工藝流程方案存在的問題

根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果，確定對(duì)南非礦進(jìn)行磨礦-磁選作業(yè)方案，并且采用原有原生礦選別流程設(shè)備加工南非礦。

南非礦加工初期，直接套用原有的原生礦選別工藝部分流程。采用一磨(高頻篩閉路分級(jí))-一磁-二磨(旋流器閉路分級(jí))-二磁-三磁流程，過濾前使用磁選機(jī)脫水。流程工藝簡(jiǎn)單，但始終難以滿足生產(chǎn)需求。精礦品位平均為62.32%，甚至常常達(dá)不到62%，日平均產(chǎn)量?jī)H2 719.21t。

為達(dá)到預(yù)期生產(chǎn)目標(biāo)，充分發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備潛能，對(duì)試生產(chǎn)初期發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行了逐項(xiàng)分析及改造。首先，根據(jù)了解，旋流器存在反富集作用。一磁產(chǎn)品中的部分貧連生體未經(jīng)二磨解離直接隨旋流器溢流進(jìn)入二磁-三磁選別流程，是造成精礦解離度不足的主要原因。此外，生產(chǎn)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，高頻篩給礦的磁團(tuán)聚現(xiàn)象對(duì)篩分效率的影響也很大。還有，試生產(chǎn)中未采用原生礦精選的淘洗機(jī)。但根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)[1]：淘洗機(jī)在選別桶內(nèi)實(shí)現(xiàn)“磁懸浮”選礦，實(shí)際上就是在上升水流作用下懸浮體內(nèi)的沉降由原來以團(tuán)聚為主的沉降變?yōu)橐源沛湠橹鞯某两?。因此在南非礦選別流程最后增加淘洗機(jī)精選必將適當(dāng)提高精礦品位。不過淘洗機(jī)溢流濃度低，水量大，南非礦流程較短，直接返回對(duì)整體流程影響較大，如果直接拋尾，金屬量損失又過大，需要單獨(dú)考慮。最后，南非礦作為選磷尾礦，堆放時(shí)間較長(zhǎng)，碎石、苫布等垃圾夾雜較多。入選前如果不經(jīng)過除渣對(duì)后續(xù)流程穩(wěn)定影響也不小。

以上這些都是在南非礦加工初期遇到的問題。在隨后的流程優(yōu)化過程中，經(jīng)過一系列改造工作一一化解。

2.2 南非礦加工工藝流程優(yōu)化過程

——將一磨(高頻篩閉路分級(jí))與二磨(旋流器閉路分級(jí))對(duì)調(diào)。利用高頻振篩對(duì)最終細(xì)度把關(guān)。避免了旋流器反富集對(duì)最終精礦解離度的直接影響。

——在篩分前增加脫磁器，減少磁團(tuán)聚，提高篩分效率。效果見表5～8。

表5 2#疊層篩開脫磁器首次試驗(yàn)效果(%)

表6 2#疊層篩關(guān)脫磁器首次試驗(yàn)效果(%)

表7 2#疊層篩開脫磁器重復(fù)試驗(yàn)效果(%)

表8 2#疊層篩關(guān)脫磁器重復(fù)試驗(yàn)效果(%)

由表5、6、7、8可得，脫磁器開啟后，2#疊層篩篩分效率升高明顯，篩上產(chǎn)率降低，循環(huán)量減少。

——在原有四磁后增加淘洗機(jī)選別工序，淘洗機(jī)選別效果如表9所示。

表9 淘洗機(jī)選別效果(%)

從表9可見，淘洗機(jī)選別效果較好，品位提升幅度約為2%，這也與其他幾次取樣結(jié)果接近。

——在流程中增加打撈機(jī)回收工序，對(duì)一磁尾、三磁尾礦和淘機(jī)尾礦整體回收。對(duì)三磁尾礦和淘洗機(jī)溢流也進(jìn)行了取樣分析，結(jié)果見表10。

表10 三磁尾礦和淘洗機(jī)溢流品位(%)

可見淘洗機(jī)溢流與四磁尾礦濃度都極低，但品位卻較高，既不能直接返回前序流程，也不能簡(jiǎn)單拋尾。

因此，在流程中增加打撈機(jī)回收工序，對(duì)一磁尾、三磁尾礦和淘機(jī)尾礦整體回收。打撈機(jī)精礦返回二磨，尾礦直接拋尾。

從后期取樣結(jié)果來看，打撈機(jī)尾礦穩(wěn)定在11%以下，全流程尾礦維持在約8%，整體金屬量損失不大。

——隨著三磁和淘洗機(jī)尾礦的回收返回，二磨前濃縮磁選給礦量增加，暴露出濃縮磁選能力不足的問題。因此在濃縮磁選前增加濃縮旋流器，沉砂直接進(jìn)球磨，溢流再過濃縮磁選機(jī)。有效避免了濃縮磁選超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的問題。

——在原礦造漿槽后增加振動(dòng)篩，避免垃圾雜物進(jìn)入流程。改造后，流程見圖1。

圖1 司家營(yíng)鐵礦南非礦工藝流程圖

3 優(yōu)化改造后效果

對(duì)試生產(chǎn)工藝流程改造后，效果顯著。改造后，日均品位由62.32%提升至62.72%，提升0.4%。產(chǎn)量由日均2 719.21t提升至2 969.15t，每日增產(chǎn)249.94t。拉高了整個(gè)加工過程的利潤(rùn)。從2016年10月～2017年11月整個(gè)南非礦加工生產(chǎn)過程中，創(chuàng)效約2 000萬(wàn)。

4 結(jié)語(yǔ)

此次改造不僅緩解了采場(chǎng)的供礦壓力，避免了因供礦不足造成的停產(chǎn)，還在未添置新設(shè)備的情況下利用原流程優(yōu)化取得了理想的技經(jīng)指標(biāo)，創(chuàng)造了可觀的效益。