龍禮珠 王云土

(浙江省工業(yè)設(shè)計研究院)

巴西某鐵礦地處巴西塞阿蠟州西北部，距離州首府福塔萊薩420 km，是中國香港某跨國集團公司在巴西投資的中型鐵礦。礦山所在地氣候干燥少雨，年均溫度在30℃左右，屬半干旱熱帶地區(qū)，缺水嚴重。該礦從2010年初開始利用移動破碎機生產(chǎn)塊礦，年產(chǎn)量達30萬 t，平均鐵品位在55%左右。2011年底開始設(shè)計和建設(shè)干式磁選廠，至2013年4月份磁選廠基本建成，5月份開始試產(chǎn)，但磁選廠從試產(chǎn)以來，生產(chǎn)一直不正常，生產(chǎn)產(chǎn)量、質(zhì)量和鐵回收率均明顯低于設(shè)計指標(biāo)，礦山處于虧損狀態(tài)。為改變生產(chǎn)現(xiàn)狀，公司決定對磁選廠進行技術(shù)改造。

1 原礦性質(zhì)及設(shè)計指標(biāo)

該鐵礦屬巴西某大型礦床(脈)的尖滅(側(cè)現(xiàn))礦體，埋藏于淺表，規(guī)模較小且分散，資源儲量為2 800萬t，可采儲量為1 000萬t，礦石平均鐵品位為39.07%，SiO2含量為 46.83%，Al2O3含量為7.88%，P含量為0.05%，基本不含硫;主要鐵礦物為赤、褐鐵礦，其次含少量的磁鐵礦和鏡鐵礦;礦石嵌布粒度較粗，肉眼可見部分赤鐵礦晶體顆粒。該礦山未進行過系統(tǒng)的地質(zhì)勘探、原礦鑒定及分析。

選礦廠設(shè)計的主要工藝技術(shù)指標(biāo)為:原礦鐵品位52%，精礦鐵品位為64%，鐵回收率為90%，生產(chǎn)規(guī)模為95萬t/a，破碎系統(tǒng)生產(chǎn)能力為300 t/h。

2 選礦廠原工藝流程及生產(chǎn)現(xiàn)狀

2.1 破碎篩分及選別工藝流程和主要設(shè)備

破碎篩分流程為3段2閉路破碎工藝流程。原礦由自卸汽車+鏟車給入TF4616棒條篩，篩上經(jīng)CT3042型顎式破碎機粗碎，棒條篩篩下、粗碎產(chǎn)品與中碎圓錐破碎機的排礦合并經(jīng)皮帶輸送至TTS6162型雙層篩進行預(yù)先檢查篩分(篩孔寬為45 mm)，篩上產(chǎn)品由TC51SC型圓錐破碎機進行閉路破碎，45～0 mm篩下產(chǎn)品經(jīng)過褲衩漏斗分配器與皮帶分別進入2臺TTH8203型三層篩進行篩分(篩孔寬為3 mm)，篩上產(chǎn)品進入TV95型沖擊破碎機進行閉路細碎，篩下由皮帶輸送機送至地面堆存，供磁選系統(tǒng)進行干選。破碎系統(tǒng)采用布袋式除塵設(shè)備除塵。整套破碎、篩分和輸送設(shè)備均由上海杰弗朗機械有限公司生產(chǎn)，除塵設(shè)備由巴西米納斯州除塵器廠生產(chǎn)。

磁選系統(tǒng)分為2個系列。破碎產(chǎn)品由皮帶機給入4臺HF-600×1800型筒式干選機(120 kA/m)進行弱磁選，弱磁選尾礦由皮帶機分別給入4臺HF-RE600×1 800筒式中強磁干選機(380 kA/m)進行1粗1精中強磁選別，強磁選精礦與弱磁精礦合并為最終精礦，中強磁選尾礦再由皮帶機分別送入4臺RE-1500/150-2型帶式雙輥強磁干選機(1.2 T)進行1粗1掃強磁選，強磁選精礦自流至2臺1 800 mm×1 800 mm氣動振網(wǎng)篩(篩網(wǎng)寬為0.5 mm)進行篩分脫塵，篩上產(chǎn)品直接作為最終精礦，篩下產(chǎn)品經(jīng)2臺RE-1500/150-1帶式單輥強磁干選機(1.2 T)干選，其精礦直接作為最終精礦，其尾礦直接排尾。磁選設(shè)備均由美國藝利磁鐵公司巴西圣保羅INBRAS公司生產(chǎn)，輸送和提升設(shè)備由米納斯州相關(guān)企業(yè)生產(chǎn)。

選礦廠原設(shè)計工藝流程見圖1。

圖1 選礦廠原設(shè)計工藝流程

2.2 選礦廠生產(chǎn)現(xiàn)狀

試生產(chǎn)的頭3個月，該破碎、磁選系統(tǒng)極不穩(wěn)定，平均月產(chǎn)精礦約1萬t，鐵品位為61% ～62%，精礦鐵回收率低于70%。之后系統(tǒng)趨于穩(wěn)定，但在入選原礦鐵品位接近40%的情況下，月產(chǎn)鐵品位61.56%的精礦近1.9萬t，鐵回收率在72%左右徘徊，與設(shè)計指標(biāo)相差甚遠。

3 選礦廠存在的問題

(1)采礦過程中混入的泥土對生產(chǎn)的影響。由于所采礦體為主礦床(脈)的尖滅段，采礦過程中混入泥土的幾率相對較大，實際生產(chǎn)中泥土混入率達20%，其中有30%左右的泥土塊度小于20 mm。經(jīng)過破碎、運輸，部分泥土?xí)卫蔚匚交虬趬K礦表面，或黏附在選別皮帶面和選別筒體表面，一方面影響精礦品位的提高，另一方面會影響選別作業(yè)效果，最終影響鐵精礦品位和回收率。若泥土潮濕，則影響會更大，甚至堵塞漏斗，導(dǎo)致系統(tǒng)停產(chǎn)。

(2)磁選系統(tǒng)工藝流程復(fù)雜，磁選、運輸及提升設(shè)備太多，加之皮帶斗式提升機選型不合理，生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)設(shè)備事故停機、料斗磨損、皮帶打滑、斷裂和提升能力不足等情況，嚴重制約了磁選系統(tǒng)生產(chǎn)能力的發(fā)揮。

(3)強磁精選工序未設(shè)計精掃選作業(yè)，且三層篩底篩孔寬由原設(shè)計的2 mm改為3 mm，這都增大了金屬流失的機會。

(4)由于泥土過多，袋式除塵器不適合干式破碎篩分系統(tǒng)，由此造成粉塵嚴重超標(biāo)。

(5)磁選系統(tǒng)料倉、漏斗和管道磨損嚴重，原礦中的細小樹根等雜物及破碎產(chǎn)品錐堆用鏟車帶入的塊石等容易造成磁選系統(tǒng)堵塞。

4 技術(shù)改造措施［1-4］

(1)增加-20 mm篩下產(chǎn)品預(yù)選系統(tǒng)，以消除泥土、細小樹根和雜物對生產(chǎn)系統(tǒng)尤其是磁選系統(tǒng)的影響。預(yù)選系統(tǒng)工藝流程和主要設(shè)備:棒條振動給料機篩下產(chǎn)品由B=800 mm的皮帶機引出，送到1 500 mm×3 000 mm圓振篩進行篩分，篩上產(chǎn)品由B=800 mm的皮帶機返回破碎流程中，篩下產(chǎn)品經(jīng)磁滑輪(120 kA/m)弱磁干選，弱磁選尾礦分別送入2臺INBRAS公司生產(chǎn)的1D-RE-1500-600-150-2/CLO雙輥磁選機1粗(0.75 T)1掃(1.2 T)選別，磁性產(chǎn)品與篩上產(chǎn)品用皮帶機一并返回破碎流程，磁選尾礦由皮帶機送到密閉式高架圓筒礦倉，用汽車定期排放和運出。整個預(yù)選系統(tǒng)采用密閉式隔離罩，旋風(fēng)除塵器除塵。

(2)考慮到弱磁選精礦產(chǎn)量不足5%，中強磁選精礦產(chǎn)量也只有20%左右，因此決定取消弱磁選及其提升系統(tǒng)，簡化磁選工藝流程;將原皮帶斗式提升機改造為礦用耐磨鏈輪斗式提升機，以提高運輸設(shè)備處理能力、使用壽命和安全穩(wěn)定性。

(3)增加1臺RE-1500/150-1帶式單輥強磁干選機(1.2 T)，對磁選系統(tǒng)精選工序尾礦進行掃選，掃選精礦用鏟車定期鏟運返回破碎系統(tǒng)進行再次破碎篩分;同時用孔寬2 mm篩網(wǎng)替代孔寬3 mm的篩網(wǎng)。

(4)增加1組φ600 mm雙筒旋風(fēng)除塵器，加強對預(yù)選系統(tǒng)和破碎系統(tǒng)的除塵。

(5)料倉、漏斗和出料口等全部鑲嵌耐磨板，管道改用超高分子塑料耐磨管;在破碎系統(tǒng)最前端的皮帶上增設(shè)手工除雜;改地面圓錐礦堆為圓筒礦倉，以消除對礦石的污染和雜物的混入。

5 改造效果及經(jīng)濟效益分析

磁選廠技術(shù)改造后，破碎系統(tǒng)處理能力基本穩(wěn)定在300 t/h左右，磁選系統(tǒng)鐵精礦產(chǎn)量由原來的50～60 t/h提高到150 t/h以上。按每月生產(chǎn)24 d、年生產(chǎn)10個月計，年產(chǎn)精礦可達72萬t，綜合尾礦鐵品位降至16%左右。各項技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)基本達到原設(shè)計值，達到了預(yù)期的改造效果。此外，整個破碎系統(tǒng)除預(yù)選系統(tǒng)仍然有輕度污染外，其他破碎工序粉塵大為減少，經(jīng)過檢測基本符合巴西當(dāng)?shù)丨h(huán)境指標(biāo)要求。

6 結(jié)語

(1)巴西某鐵礦原礦成分簡單，嵌布粒度較粗，加上當(dāng)?shù)馗珊等彼?，選擇干式磁選工藝流程進行選別較合理。

(2)原礦破碎到-2 mm，礦石單體解離度較好，有利于確保精礦鐵品位。

(3)增加預(yù)選與除雜工序，提前進行除土、除雜，有利于提高選別效果和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

(4)干式磁選廠破碎除塵選用旋風(fēng)除塵器效果較好，磁選系統(tǒng)選用旋風(fēng)除塵器和布袋式除塵均可。

(5)在滿足工藝技術(shù)指標(biāo)的前提下盡量簡化干式磁選流程有利于降本增效、提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

［1］季中林，吳世清.YCG粗粒永磁輥式強磁選機的研制及應(yīng)用［J］.礦業(yè)快報，2006(8):45-48 .

［2］ 劉永振.近幾年我國磁選設(shè)備的研制和應(yīng)用［J］.有色金屬:選礦部分，2011(10):24-33.

［3］尹江生，賀銳崗，沈凱寧.干式磁選工藝在某鐵礦的應(yīng)用實踐［J］.礦產(chǎn)保護與利用，2006(6):31-33.

［4］張祖剛.永磁輥式強磁選機在梅山選廠的使用［J］.礦業(yè)快報，2004(9):37-38.