李偉東 曹繼福 宋彥青

中化地質(zhì)礦山總局地質(zhì)研究院，河北涿州，072754

新疆尉犁縣×××鐵礦選礦廠2010年10月建成投產(chǎn)，設計生產(chǎn)能力為年處理原礦15萬t。原設計工藝流程中，破碎系統(tǒng)為三段開路破碎流程，磨選系統(tǒng)為兩段一閉路磨礦分級、一次粗選、兩次精選的生產(chǎn)工藝流程。在設備試運轉(zhuǎn)和生產(chǎn)調(diào)試過程中，針對對原工藝流程、設備連接和設備配置等方面的不足之處對破碎系統(tǒng)和磨選系統(tǒng)進行技術改造。經(jīng)生產(chǎn)實踐驗證，新工藝可以保證鐵精礦質(zhì)量，有效減少金屬礦物流失，達到了提高設備利用率，降低生產(chǎn)成本，實現(xiàn)產(chǎn)能翻番的目的。

1 礦石性質(zhì)【1】

新疆×××鐵礦礦石礦物主要為磁鐵礦、少量磁赤鐵礦。脈石礦物主要為石英，少量斜長石、云母、黃鐵礦，微量的褐鐵礦和黃銅礦。

其中磁鐵礦結(jié)晶程度不等，以半自形晶、他形晶為主。粒徑一般在 1～2mm，粗顆粒達 5～6mm，多以集合體形式嵌布在石英巖中。

脈石礦物石英呈它形粒狀或簡單多邊形，粒度一般為0.1～0.5mm，大部分彼此接觸線較為平直，少量呈齒狀的縫合線接觸。

礦石結(jié)構(gòu)主要為結(jié)晶的中～粗粒結(jié)構(gòu)。磁鐵礦結(jié)晶顆粒大，呈半自形、他形晶體，呈集合體或分散粒狀分布。

礦石構(gòu)造以塊狀構(gòu)造為主，條帶狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造次之。塊狀構(gòu)造磁鐵礦呈密集狀均勻分布。條帶狀構(gòu)造磁鐵礦呈條帶狀分布。浸染狀構(gòu)造磁鐵礦呈星散狀均勻分布。

2 選礦廠原生產(chǎn)工藝流程及存在的問題

2.1 選礦廠原生產(chǎn)工藝流程

初建選廠破碎系統(tǒng)由一臺PE500×700型顎式破碎機、兩臺 PEX250×1000型顎式破碎機一臺90BL型立軸式?jīng)_擊破碎機和三組皮帶輸送機組成了三段開路破碎流程。磨磁選礦系統(tǒng)由兩臺ZTMYφ2100×4500型球磨機、一臺 φ350×2水力旋流器組、兩臺MVS 2424型高頻電磁振網(wǎng)篩、兩臺CTB-1021型粗選磁選機、兩臺CTB-918型精選磁選機組成了兩段一閉路磨礦分級、一次粗選、兩次精選的磨選工藝流程。磨選系統(tǒng)原工藝流程如圖1所示。

2.2 存在的主要問題及分析

2.2.1 破碎系統(tǒng) 現(xiàn)場調(diào)試中發(fā)現(xiàn)，破碎產(chǎn)品粒度難以達標，致使磨礦機的給礦粒度過大，一般在30～50mm，最大粒徑甚至達到 70mm，遠遠超出了磨機給礦粒度小于20mm的要求，主要原因在于其一，磁鐵礦石硬度大，而細碎工序選用的立軸式?jīng)_擊破碎機僅適用于破碎硬度較小的礦石；其二，現(xiàn)有三段開路破碎流程過于簡單，原建廠設計中未考慮采用篩分機進行檢查篩分形成閉路破碎流程。與大中型選礦廠相比，小型選廠一般由于磨礦機直徑較小，更應貫徹“多碎少磨”和“以碎代磨”的原則，適宜的碎礦最終產(chǎn)品粒度應該是使破碎與磨礦的總成本降為最低。而較小的磨機直徑要求給礦粒度以不大于 15mm為宜，最大一般也不應超過25mm。現(xiàn)場目前破碎系統(tǒng)的粗碎和中碎作業(yè)平均產(chǎn)能可以達到36萬t/a原礦石，若在中碎后加入預先篩分篩出部分合格粒度的破碎產(chǎn)品，選擇合適規(guī)格的適用于較大硬度礦石的細碎破碎機再配以檢查篩分，便可實現(xiàn)既能保證破碎系統(tǒng)產(chǎn)能又能保證破碎產(chǎn)品粒度達標。

2.2.2 磨選系統(tǒng) 磨礦工序中，雖然采用了兩段磨礦兩次分級，但是一段磨礦沒有與分級作業(yè)形成閉路循環(huán)，難以確保磨礦細度達到選別要求，一段磨機排礦未經(jīng)分級直接給入粗選作業(yè)，粗選尾礦直接拋尾，將會造成尾礦中夾帶大量尚未達到單體解離的有用礦物連生體而使尾礦品位偏高；原設計中將粗選精礦先打入水力旋流器分級，溢流緊接著又給入高頻篩，接連兩次分級作業(yè)，造成設備功能不必要的重疊。高頻電磁振網(wǎng)篩兼有分級并保證入選細度、濃度均勻和提高精礦品位等多重功效。據(jù)現(xiàn)場初期調(diào)試時流程考查數(shù)據(jù)分析，高頻篩下產(chǎn)物即入選細度為0.074mm(-200目)91.25%，鐵精礦品位已達 TFe 67.66%，若是采用水力旋流器一段分級作業(yè)即可滿足入選細度要求；對于高頻篩的篩上產(chǎn)物又返回同規(guī)格的二段球磨機進行再磨，經(jīng)過分析測算后認為二段磨礦會因為礦量不足造成設備和電力資源浪費。分級作業(yè)是保證磨礦細度達標的必要措施，對前可與球磨機構(gòu)成了磨礦閉路循環(huán)，并以一定比例的返砂量保證磨礦系統(tǒng)的平衡，對后可為磁選作業(yè)提供流量穩(wěn)定，符合選別細度和濃度要求的入選礦漿。在對該礦的實驗室小型試驗中發(fā)現(xiàn)，磨礦細度對分選效果的影響較大【1】。由于本礦山礦石硬度較大，一段磨礦難以達到有用礦物與脈石礦物完全單體解離，而單一使用水力旋流器分級出現(xiàn)磨礦細度變化波動難以避免，因此，采用中礦再磨對提高鐵回收率，減少尾礦中的金屬流失是必要的。

原磁選工序中，兩臺CTB-1021型粗選磁選機和兩臺CTB-918型精選磁選機構(gòu)成一次粗選、兩次精選流程。參考實驗室試驗指標和現(xiàn)場對初期調(diào)試時各作業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)分析，經(jīng)一次粗選、一次精選流程，精礦品位即可達標，無需增加二次精選。兩次精選作業(yè)的尾礦未經(jīng)處理直接拋尾，也會造成尾礦中夾帶尚未達到單體解離的有用礦物隨連生體流失。

分析認為，若將原磨礦分級系統(tǒng)和磁選系統(tǒng)的現(xiàn)有設備及連接管路稍加調(diào)整，再適當配置合適規(guī)格的相應設備，亦可完成優(yōu)化工藝和增加產(chǎn)能。

3 工藝流程改造及生產(chǎn)實踐

3.1 完善破碎篩分流程，保證破碎產(chǎn)品粒度

經(jīng)過對破碎設備技術參數(shù)計算和論證，新購置和制作了一臺 PF107型反擊式破碎機、兩臺900mm×3000mm，規(guī)格篩孔20mm×20mm篩分機和一條皮帶輸送機，在中碎之后細碎之前，增加一臺預先篩分機，在細碎之后增加一臺檢查篩分機，形成了一套完整的三段閉路破碎工藝流程，從而保證了磨機給礦粒度小于20mm。

調(diào)整完善后的破碎篩分系統(tǒng)工藝流程見圖 2。

3.2 優(yōu)化調(diào)整磨礦分級流程，實現(xiàn)選廠產(chǎn)能翻番

調(diào)整原用于二段磨礦的與一段磨礦機相同規(guī)格的ZTMYφ2100×4500型球磨機的給礦、排礦和返砂輸送管路，使兩臺磨機并列用于一段磨礦作業(yè)，兩臺磨機的排礦合并打入旋流器，旋流器底流通過分礦箱分別返回兩臺磨機，形成兩個系列一段磨礦閉路系統(tǒng)，從而可使磨礦作業(yè)處理量增加近一倍。新購置一臺 ZTMYφ1200×5700型小球磨機用于二段磨礦作業(yè)，與原有兩臺高頻振篩機配合構(gòu)成二段閉路磨礦系統(tǒng)，處理掃選精礦中含有的大量礦物連生體的選礦中間產(chǎn)品。調(diào)整后的磨礦系統(tǒng)形成了可以保證產(chǎn)能翻番的較為合理的兩個系列兩段兩閉路磨礦工藝流程。

3.3 合理選擇磁選工藝流程，確保精礦產(chǎn)品質(zhì)量

參照中化地質(zhì)礦山總局地質(zhì)研究院 2007年所做《新疆×××鐵礦實驗室選礦試驗研究報告》中確定的一段磨礦兩段磁選選礦工藝流程【1】，雖然選廠現(xiàn)場生產(chǎn)所用礦石的原礦性質(zhì)有些變化，但在對生產(chǎn)中多次從各作業(yè)點取樣獲得的選礦技術數(shù)據(jù)進行分析后發(fā)現(xiàn)，旋流器分級溢流細度能夠達到0.074mm(-200目)75%～80%，一次粗選、一次精選即可保證精礦品位含TFe 65%左右?；诖?，將兩臺 CTB-1021型粗選磁選機和兩臺CTB-918型精選磁選機分列用于粗選和精選形成兩個獨立的磁選系統(tǒng)，使磁選作業(yè)的處理能力也增加了一倍。新購置一臺 CTB-1230型 3500MT強磁磁選機，增加掃選作業(yè)，用來處理粗選和精選尾礦，可以有效減少尾礦排放中金屬量的損失。

優(yōu)化改造后磨選系統(tǒng)工藝流程見圖3。

5 結(jié)語

（1）優(yōu)化改進后，破碎系統(tǒng)形成三段一閉路流程，預先篩分可減小第三段細碎的壓力，檢查篩分可以保證破碎最終產(chǎn)品粒度小于20mm。磨選系統(tǒng)的粗磨分級、兩段磁選、中礦集中掃選再磨分級返回磁選工藝流程，管路配置簡單，便于操作控制，既可保證精礦品位，又可減少金屬流失。

據(jù)累積生產(chǎn)調(diào)試 97d，設備正常運行 1369h的選礦技術數(shù)據(jù)統(tǒng)計，獲得如下工藝指標：以目前較低的入選平均原礦品位（含TFe 18.87%）計算，平均精礦品位 TFe 64.89%，平均尾礦品位TFe 6.91%，平均精礦回收率70.17%。

（2）將原有的磨礦、分級、磁選設備重新優(yōu)化配置后，形成相同工藝流程的兩個生產(chǎn)系列，試生產(chǎn)中最大產(chǎn)能已達31.75萬t原礦/a。

（3）經(jīng)過技術改造，雖然增加了部分設備和資金投入，但提高了處理能力和設備利用率，降低了精礦的生產(chǎn)成本。經(jīng)簡化和優(yōu)化的生產(chǎn)工藝流程，更加合理便于現(xiàn)場管理與控制，為選廠今后生產(chǎn)和經(jīng)營的正常發(fā)展，為企業(yè)節(jié)能增效、平穩(wěn)運行提供了技術保證。

1 楊麗珍，丁曉姜，張華軍.新疆尉犁縣鐵礦實驗室選礦試驗研究報告[R].中化地質(zhì)礦山總局地質(zhì)研究院，2007