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        南芬選礦廠精選工藝改進(jìn)研究①

        2020-05-30 02:28:18肖啟飛朱東方
        礦冶工程 2020年2期
        關(guān)鍵詞:選礦廠作業(yè)區(qū)磁懸浮

        肖啟飛, 朱東方

        (1.本溪鋼鐵(集團(tuán))有限責(zé)任公司 南芬選礦廠,遼寧 本溪117014; 2.沈陽隆基電磁科技股份有限公司,遼寧 撫順113122)

        本鋼南芬選礦廠作為本鋼原料的主要供應(yīng)基地之一,設(shè)計(jì)規(guī)模為年處理原礦石1 300 萬噸,主要產(chǎn)品為鐵精礦,產(chǎn)量由1944 年的39 萬噸發(fā)展到2018 年的415 萬噸。 本鋼南芬選礦廠入選礦石來自南芬露天鐵礦,近幾年由于加大了對(duì)主采場(chǎng)中、北部部位的推采速度,從2008 年開始紅礦和過渡類型北山礦石較多。 北山礦石基本屬于難磨難選類型,結(jié)晶粒度細(xì),礦石相應(yīng)也要細(xì)磨才能達(dá)到單體解離,球磨機(jī)磨礦能力明顯下降,嚴(yán)重影響本鋼南芬選礦廠弱磁選的生產(chǎn)工藝主流程。

        南芬選礦廠四選作業(yè)區(qū)大選廠房內(nèi)磁選柱于2006 年投入使用,是生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備,目前已運(yùn)行13年,存在設(shè)備老化、提質(zhì)幅度小等問題,制約著生產(chǎn)指標(biāo)進(jìn)一步提升,急需更新改造。

        1 選礦廠磁選柱簡(jiǎn)介及存在問題

        1.1 磁選柱簡(jiǎn)介

        磁選柱是2003 年南芬選礦廠降硅提鐵工藝改造選用的新設(shè)備,四選作業(yè)區(qū)現(xiàn)有Φ600 mm 型磁選柱28 臺(tái),是生產(chǎn)的關(guān)鍵精選設(shè)備。 該設(shè)備采用特殊的電源供電方式,使磁系在分選空間產(chǎn)生特殊的變換機(jī)制,對(duì)磁選礦漿進(jìn)行反復(fù)多次的團(tuán)聚-分散-團(tuán)聚作用,能較充分地分選出常規(guī)磁選設(shè)備分選后夾雜的中、貧連生體及單體脈石。 從實(shí)踐運(yùn)行看,磁選柱運(yùn)行平穩(wěn)可靠、操作便利,而且調(diào)節(jié)精礦品位能力非常強(qiáng),是提高精礦質(zhì)量的極佳設(shè)備[1]。

        1.2 目前的選礦工藝

        目前選礦流程中細(xì)篩篩下合格品經(jīng)大筒徑磁選機(jī)濃縮后的精礦產(chǎn)品進(jìn)入磁選柱進(jìn)行精選,磁選柱精礦產(chǎn)品進(jìn)入過濾進(jìn)行脫水,溢流進(jìn)入大筒磁選機(jī)進(jìn)行濃縮磁選。 選廠流程見圖1。 磁選柱給礦濃度30%~50%,給礦TFe 品位大于65.50%,給礦粒度-0.074 mm粒級(jí)含量87%,排礦濃度60%~65%,排礦TFe 品位大于67.00%[2]。

        圖1 南芬選礦廠工藝流程

        1.3 生產(chǎn)中存在的問題

        在磁選柱的實(shí)際生產(chǎn)過程中,主要存在以下問題:

        1) 設(shè)備老化。 南芬選礦廠Φ600 mm 型磁選柱屬于早期第一代產(chǎn)品,運(yùn)行時(shí)間長,設(shè)備磨損嚴(yán)重,電控系統(tǒng)故障頻繁,經(jīng)過多次修復(fù)已無法保證設(shè)備原技術(shù)狀態(tài),現(xiàn)已影響到生產(chǎn)的運(yùn)行;設(shè)備規(guī)格小、臺(tái)時(shí)處理能力低,因此設(shè)備臺(tái)數(shù)多,無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制,生產(chǎn)運(yùn)行波動(dòng)大。

        2) 精礦產(chǎn)品質(zhì)量較差。 根據(jù)生產(chǎn)考查磁選柱提質(zhì)品位較低,為0.8 個(gè)百分點(diǎn),尤其是大選流程磁選柱提質(zhì)僅0.57 個(gè)百分點(diǎn),中礦品位高達(dá)33%,對(duì)鐵精礦質(zhì)量及產(chǎn)量影響較大,無法達(dá)到預(yù)期的精礦指標(biāo)。

        2 磁懸浮精選機(jī)更新改造及試驗(yàn)情況

        2.1 改進(jìn)概況

        根據(jù)磁選柱設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀,結(jié)合南芬選礦廠的實(shí)際情況,確定采用1 臺(tái)LJC-5000 磁懸浮精選機(jī)(Φ1 400 mm)對(duì)四選作業(yè)區(qū)大選9#系統(tǒng)5 臺(tái)Φ600 mm 型磁選柱進(jìn)行更新改造。 設(shè)備于2019 年4 月采購到廠,2019年5 月完成設(shè)備安裝,2019 年6 月完成生產(chǎn)調(diào)試和試驗(yàn)考察工作,全面投入生產(chǎn)運(yùn)行,目前運(yùn)行效果良好。

        2.2 試驗(yàn)結(jié)果

        試驗(yàn)地點(diǎn)為四選作業(yè)區(qū)大選磁選柱間,試驗(yàn)時(shí)間為2019 年6 月12 日~7 月9 日。 由四選作業(yè)區(qū)和生產(chǎn)技術(shù)室共同組織采樣;由生產(chǎn)技術(shù)室試驗(yàn)室進(jìn)行制樣、粒度篩析和化驗(yàn)分析。

        對(duì)四選作業(yè)區(qū)大選新安裝的Φ1 400 mm 磁懸浮精選機(jī)給礦、磁懸浮精選機(jī)精礦和磁懸浮精選機(jī)中礦分別進(jìn)行取樣,每批次取樣3 個(gè),共計(jì)取樣26 批次,對(duì)照磁懸浮精選機(jī)技術(shù)協(xié)議中的工況條件,將4 批次不符合工況條件的數(shù)據(jù)去除,其余22 批次數(shù)據(jù)為有效數(shù)據(jù)。 試驗(yàn)數(shù)據(jù)及平均數(shù)據(jù)見表1。

        表1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)

        磁懸浮精選機(jī)的精礦品位最高提升幅度可以達(dá)到3 個(gè)百分點(diǎn),平均提升幅度為1.68 個(gè)百分點(diǎn)。 調(diào)試過程中保持了良好的回收率,并在節(jié)水、節(jié)能的前提下,保留了設(shè)備提品能力。

        磁懸浮精選機(jī)的精礦濃度可達(dá)到60%,如果從工藝設(shè)備數(shù)量減少方面考慮,可以減少磁懸浮精選機(jī)后段濃縮磁選機(jī),將精礦直接排走,縮短工藝流程,減輕日常維護(hù)量。 省去濃縮磁選機(jī)后,也可以節(jié)省選廠電耗、管路損耗及泵類損耗,減輕日常維護(hù)人員的工作壓力。

        2.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

        Φ1 400 mm 磁懸浮精選機(jī)精礦品位平均提升幅度為1.68 個(gè)百分點(diǎn),精礦粒度-0.074 mm 粒級(jí)占87.19%。磁懸浮精選機(jī)中礦品位較低,磁懸浮精選機(jī)回收率較高。

        采樣期間磁懸浮精選機(jī)工作狀態(tài)基本穩(wěn)定,從22批次試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出:在給礦品位較高時(shí),精礦提質(zhì)幅度較小;給礦品位較低時(shí),精礦提質(zhì)幅度較大,有的達(dá)到3 個(gè)百分點(diǎn);給礦品位在達(dá)到工序指標(biāo)時(shí),精礦提品幅度基本上在1~2 個(gè)百分點(diǎn)之間,精礦提質(zhì)幅度高于原有的磁選柱。 處理能力可達(dá)28 ~30 t/h。 磁懸浮精選機(jī)的精礦提質(zhì)能力還有提升空間。

        經(jīng)考查,Φ1 400 mm 磁懸浮精選機(jī)臺(tái)時(shí)處理能力與現(xiàn)有磁選柱相比可提高2.5~3 倍,提質(zhì)幅度1.68 個(gè)百分點(diǎn),中礦品位僅19.22%,提質(zhì)幅度較原磁選柱提高1.1~3.02 個(gè)百分點(diǎn),回收率提高0.54 個(gè)百分點(diǎn)。

        3 LJC-5000 磁懸浮精選機(jī)簡(jiǎn)介

        本次改進(jìn)采用的LJC-5000 磁懸浮精選機(jī)是沈陽隆基電磁科技股份有限公司生產(chǎn)的第四代電磁重選設(shè)備,主要用于磁性礦物的精選階段。 該設(shè)備具有以下優(yōu)點(diǎn):

        1) 提品降硅。 提高精礦品位2 ~9 個(gè)百分點(diǎn),降低硅、硫、磷等雜質(zhì)含量。

        2) 增加產(chǎn)能。 在不降低精礦品位的前提下,適當(dāng)放粗磨礦粒度,提高產(chǎn)能。

        3) 設(shè)備結(jié)構(gòu)采用新式設(shè)計(jì)理念。 入選礦物進(jìn)入設(shè)備的方式和溢流尾礦方式與傳統(tǒng)磁選柱和淘洗機(jī)不同,顛覆傳統(tǒng)設(shè)備的流體運(yùn)動(dòng)軌跡方式,采用四周給礦、中心溢流、微流磁控。

        4) 整體運(yùn)輸和安裝。 LJC-5000 磁懸浮精選機(jī)設(shè)備采用一體式結(jié)構(gòu),方便現(xiàn)場(chǎng)安裝,節(jié)省投產(chǎn)周期。 整套設(shè)備主要由主機(jī)、給礦箱(內(nèi)部結(jié)構(gòu))、給水管、控制柜組成,給礦箱用于設(shè)備給礦,將物料給入給礦箱內(nèi),并由給礦箱將物料送入主機(jī)內(nèi)部。 主機(jī)上的溢流槽主要用于排出尾礦。

        5) 自動(dòng)化程度高。 主機(jī)是物料的主要分選區(qū),負(fù)責(zé)對(duì)物料進(jìn)行分選。 控制柜負(fù)責(zé)勵(lì)磁供電、監(jiān)控設(shè)備工作狀態(tài)、自動(dòng)化控制;傳感器將探測(cè)到的信號(hào)傳遞給控制柜,控制柜根據(jù)信號(hào)進(jìn)行計(jì)算并對(duì)電動(dòng)閥門、磁場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。 通過PLC 建立邏輯模型和公式實(shí)現(xiàn)智能控制。

        4 結(jié) 論

        1) 南芬選礦廠磁選柱運(yùn)行時(shí)間長,設(shè)備磨損嚴(yán)重,電控系統(tǒng)故障頻繁,經(jīng)過多次修復(fù)已無法保證設(shè)備原技術(shù)狀態(tài),已影響到生產(chǎn)運(yùn)行。 根據(jù)生產(chǎn)考查磁選柱提質(zhì)品位幅度較低,僅0.57 個(gè)百分點(diǎn),中礦品位高達(dá)33%,對(duì)鐵精礦質(zhì)量及產(chǎn)量影響較大。

        2) 采用沈陽隆基生產(chǎn)的LJC-5000 磁懸浮精選機(jī)代替現(xiàn)有磁選柱,臺(tái)時(shí)處理能力可提高2.5 ~3 倍,提質(zhì)幅度達(dá)1.68 個(gè)百分點(diǎn),中礦品位僅19.22%,提質(zhì)幅度較原磁選柱提高1.1 ~3.02 個(gè)百分點(diǎn),回收率提高0.54 個(gè)百分點(diǎn)。

        3) 通過對(duì)四選作業(yè)區(qū)大選磁選柱的考察研究,不但解決了四選作業(yè)區(qū)精礦質(zhì)量低的問題,同時(shí)對(duì)南芬選礦廠其它選別作業(yè)區(qū)磁選柱更新改造提供了可靠的技術(shù)依據(jù)。

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