趙寧寧 李曉猛

摘要 闡述了建平磷鐵礦選礦廠的礦石性質(zhì)、工藝流程及目前存在的問題，分析了科技攻關(guān)與流程改造所取得的成效，提出下階段需進(jìn)一步優(yōu)化工藝以及將鈦鐵礦回收利用的初步計(jì)劃。

關(guān)鍵詞 磷灰石 磁鐵礦 選礦工藝

Research Status of Jianping Titanium Magnetite Apatite Beneficiation Process

Zhao NingNing Li XiaoMeng

（Lingyuan Iron and Steel Group Mining Co.， phosphorus iron ore Jianping， Liaoning Chaoyang）

Abstract Describes the nature of the ore concentrator Jianping phosphorus ore、process and present problems， and analysis of the results achieved in the transformation process and science and technology research， proposed next stage for further optimization of process and preliminary plans of ilmenite recycling.

Keywords Apatite，Magnetite，Beneficiation process

遼寧省朝陽市建平縣擁有省內(nèi)最大鈦磁鐵磷灰石礦脈，其中，建平磷鐵礦業(yè)有限公司歷史最為悠久、年處理量較大，工藝最為成熟。該公司成立于1 9 7 0 年， 由國家投資八百余萬元，實(shí)現(xiàn)低品位鈦磁鐵磷灰石的開采、選別綜合企業(yè)，2006年改為民營企業(yè)， 2011年由凌鋼控股，轉(zhuǎn)型為國有控股的大型礦山企業(yè)。凌鋼先后投資近一億元，對選礦廠二選車間進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)建。目前，該企業(yè)下設(shè)9個采區(qū)，擁有2個選礦車間共5條生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)年處理原礦660萬噸，年產(chǎn)磷精粉 33萬 噸，年產(chǎn)鐵精粉33萬噸，對朝陽地區(qū)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)及勞動就業(yè)起到了極大的推動作用。

1 選礦工藝

1.1 礦石性質(zhì)

該礦礦石屬于變質(zhì)鈦磁鐵磷灰石礦床特征，主要礦石礦物為磷灰石、磁鐵礦、鈦鐵礦，脈石礦物主要為普通角閃石、輝石、黑云母、斜長石、微斜長石、少量石英、黃鐵礦、黃銅礦、鋯石等；其中，磷灰石在礦石中的嵌布特征為自形和半自形，短柱狀和柱狀， 節(jié)骨狀晶體， 均勻分布在礦石中，粒徑一般為0 .1 ～0 . 4 毫米；磁鐵礦為灰黑色，具有強(qiáng)磁性，部分呈八面體或立方體自形晶體，呈他形不規(guī)則粒狀，粒度一般在0 .1～ 0 . 5 毫米 [1]。

原礦礦石化學(xué)多元素分析結(jié)果如下表所示。

表1建平磷鐵礦業(yè)有限公司原礦化學(xué)多元素分析

元素 TFe SFe FeO P2O5 TiO2 SiO2 Al2O3 CaO MgO Cu S

含量（%） 12.95 12.78 11.10 3.76 4.94 40.96 11.40 6.98 4.76 0.033 0.791

由表1可知，原礦中主要有用礦物TFe含量大約為12.95%，其中可溶鐵含量大約為12.78%，亞鐵含量大約為11.10%，P2O5含量大約為3.76%，TiO2含量大約為4.94%；主要脈石礦物SiO2含量大約為40.96%，其次為Al2O3、MgO等，礦物中含有少量的黃鐵礦、黃銅礦。

1.2 設(shè)計(jì)指標(biāo)及現(xiàn)場選礦指標(biāo)

表2建平磷鐵礦業(yè)有限公司設(shè)計(jì)指標(biāo)

項(xiàng)目 原礦品位（%） 精礦品位（%） 產(chǎn)量（萬噸/年）

磷灰石 2.6 35.5 33

磁鐵礦 8.6 66.5 33

表3建平磷鐵礦業(yè)有限公司選礦廠生產(chǎn)指標(biāo)

名稱 品位（%） 產(chǎn)率（%） 回收率（%） 產(chǎn)量（t） 磨原礦量（t）

P2O5 TFe P2O5 TFe P2O5 TFe P2O5 TFe

原礦 2.74 8.80 100 100 100 100 — 146409.08

精礦 35.66 64.98 5.73 6.16 74.46 45.47 7372.26 8133.42

尾礦 0.74 5.11 94.27 93.84 25.54 54.53 65601.32 65302.08

備注 此表數(shù)據(jù)為月平均數(shù)據(jù)

1.3 工藝流程

（1）破碎—篩分

采用老三段一閉路破碎工藝流程，其中粗破碎采用PE900*1200顎式破碎機(jī)，電機(jī)功率160kw，最大給料粒度750mm，排礦粒度0～200mm，通過重型板式給料機(jī)進(jìn)入二段破碎，采用PYZ—B1627標(biāo)準(zhǔn)型圓錐破碎機(jī)，電機(jī)功率250kw，排礦粒度0～50mm，經(jīng)皮帶送入振動篩進(jìn)行篩分，采用2YK2470雙層圓振動篩，電機(jī)功率30kw，篩孔尺寸14*14mm，篩上不合格物料由皮帶返回三段破碎，采用PYS—D1607短頭型圓錐破碎機(jī)，電機(jī)功率250kw，排礦粒度0～14mm，與振動篩篩下合格物料一同進(jìn)入磨礦—分級流程。

（2）磨礦—分級

采用一段閉路磨礦分級工藝流程，其中磨礦采用MQG3245格子型球磨機(jī)，電機(jī)800kw，最大給料粒度10～20mm，磨礦濃度：65～75%，排礦粒度-200目占20～25%，進(jìn)入分級流程，采用 FG—3000高堰式單螺旋分級機(jī)，電機(jī)功率55kw，溢流粒度-200目占40～44%，溢流濃度30～35%，進(jìn)入磷灰石浮選流程，返砂粒度-200目占8%，由聯(lián)合給料器返回球磨。

（3）磷灰石浮選流程

采用五段粗選—三段精選—一段掃選的正浮選工藝流程，其中粗選采用SF/JJF—8型自吸礦漿、攪拌漿浮選機(jī)，浮選濃度30～35%，浮選粒度-200目占40～44%，電機(jī)功率30KW，精選采用SF/JJF—4型自吸礦漿、攪拌漿浮選機(jī)，浮選濃度20～25%，浮選粒度-200目占40～44%，電機(jī)功率15KW，精選精礦進(jìn)入CTB1018強(qiáng)磁選機(jī)，磁場強(qiáng)度為6000GS，進(jìn)行磷精礦除鐵工藝，強(qiáng)磁低流為最終磷精礦，強(qiáng)磁溢流進(jìn)入環(huán)水，掃選溢流返回粗選，掃選底流進(jìn)入鐵精礦選別流程。

（4）鐵精礦磁選流程

掃選底流進(jìn)入CTB1230弱磁選機(jī)粗選，粗選精礦進(jìn)入CTB1024弱磁選機(jī)進(jìn)行脫藥磁選，尾礦與粗選尾礦一同進(jìn)入CTB1230弱磁選機(jī)進(jìn)行掃尾磁選，尾礦進(jìn)入最終尾礦管道，精礦進(jìn)入GDZ—9高頻振動篩，有效篩面5.8m2，篩孔尺寸0.1*0.1mm，進(jìn)行精礦分級，篩上不合格物料通過NCT—1018磁選機(jī)脫濃后，進(jìn)入MQY2155濕式溢流型球磨機(jī)，電機(jī)功率380KW，進(jìn)行二段閉路磨礦分級流程，溢流粒度-200目占85%，篩下合格物料進(jìn)入CTB1021雙磁選機(jī)進(jìn)行精選，精選精礦進(jìn)入SWP—JXJ8000磁選柱進(jìn)行鐵精礦提鐵降硅工藝，底流為最終鐵精礦。

（5）尾礦處理

尾礦自流至2臺Φ90m尾礦濃縮機(jī)，經(jīng)濃縮后由泵輸送至尾礦干排車間后，經(jīng)旋流器與高頻脫水振動篩進(jìn)行脫水作業(yè)，形成最終干排尾礦。旋流器溢流給入Φ53m濃縮機(jī)，濃縮機(jī)底流直接排入尾礦庫，溢流做循環(huán)水重新進(jìn)入車間。工藝流程見圖1。

2 科技攻關(guān)及流程改造

2.1 除塵項(xiàng)目

選礦廠二車間1#、3#生產(chǎn)線破碎車間是新建車間，由于礦石處理量較大，在破碎、篩分過程中會產(chǎn)生大量粉塵，給工人身體健康、機(jī)械設(shè)備日常維護(hù)及車間安全生產(chǎn)帶來嚴(yán)重影響，公司領(lǐng)導(dǎo)決定對其進(jìn)行安裝布袋除塵系統(tǒng)。安裝初期除塵設(shè)備與生產(chǎn)工藝存在偏差，除塵效果不明顯，在公司及廠部領(lǐng)導(dǎo)的帶領(lǐng)下，進(jìn)行現(xiàn)場觀察和仔細(xì)研究，由維修主任帶領(lǐng)維修人員對其進(jìn)行設(shè)備工藝改造，增加微動力除塵與濕式噴霧除塵相結(jié)合，經(jīng)實(shí)際運(yùn)行已經(jīng)取得顯著成效。

（1） 合理布置安裝點(diǎn)

經(jīng)現(xiàn)場考察后，決定分別在鄂式破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)、振動篩的

皮帶給料機(jī)頭部、尾部進(jìn)行微動力除塵工藝設(shè)備改造，使產(chǎn)生粉塵點(diǎn)與下料溜槽處形成一個密閉空間，形成空氣負(fù)壓，設(shè)計(jì)除塵風(fēng)量Q=7400m3/h，全壓P=1500pa，N=5.5kw，大顆粒粉塵通過重力與氣流的雙重作用，下降至礦石表面，達(dá)到除塵目的。

（2） 增加濕式除塵

破碎車間主要粉塵顆粒為SiO2，具有很強(qiáng)的親水性、粘度大，粒

度較細(xì)，因此，考慮適當(dāng)增加濕法除塵，原有皮帶給料溜槽口處安裝鐵皮罩并用布條封住，用以減少粉塵量，但效果不明顯，設(shè)計(jì)在布條封閉處安裝霧化噴頭，噴頭孔徑1～2mm，水壓為0.4～0.6MPa，使得細(xì)顆粒粉塵與水霧接觸后重力增加，隨氣流下降至礦石表面，增加礦石濕度并減少二次揚(yáng)塵。

2.2 優(yōu)化配礦及破碎工藝調(diào)整

（1）進(jìn)一步優(yōu)化各采場配礦工作

首先，合理調(diào)整各采區(qū)風(fēng)化礦石與干選礦石配比，嚴(yán)格按照每月生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行供礦，確保選廠入選原礦品位均衡合理、性質(zhì)穩(wěn)定；其次，控制好供礦粒度，減小破碎負(fù)荷，協(xié)助選廠完成生產(chǎn)任務(wù)。

（2）破碎系統(tǒng)的優(yōu)化

二選車間3#線年初由于供礦礦石粒度大、較硬、品位低，對3#線破碎站進(jìn)行設(shè)備工藝改造，針對粗破碎、中破碎、細(xì)破碎排礦口參數(shù)進(jìn)行微調(diào)，減小各段礦石排礦粒度，實(shí)現(xiàn)多破少磨，減少磨礦負(fù)荷，同時解決了球磨給料不均勻的問題，穩(wěn)定了下階段選別工藝指標(biāo)，順利完成生產(chǎn)任務(wù)。

（3）實(shí)現(xiàn)磨礦量制動化控制

為生產(chǎn)車間準(zhǔn)確計(jì)量每日磨礦量，方便現(xiàn)場操作工人根據(jù)順時磨礦量及時調(diào)節(jié)控制球磨入磨礦量，減少磨機(jī)漲肚、跑粗等現(xiàn)象發(fā)生，選礦廠在各個車間球磨機(jī)上礦皮帶安裝制動化控制系統(tǒng)，經(jīng)現(xiàn)場實(shí)踐，運(yùn)行良好，為下階段實(shí)現(xiàn)選礦廠制動化控制奠定基礎(chǔ)。

3下階段進(jìn)一步完善工藝流程

3.1磨礦參數(shù)優(yōu)化

通過目前球磨入磨粒度，進(jìn)一步做磨礦粒度與鋼球尺寸試驗(yàn)，選擇最佳鋼球尺寸，提高磨礦效率，增加磨礦量，減小鋼耗，降低選礦成本。

3.2選別工藝優(yōu)化

（1） 研發(fā)低溫浮選藥劑

目前磷灰石浮選均是中性條件下，常溫浮選，夏季指標(biāo)比較穩(wěn)定，冬季北方溫度低，表面活性劑、捕收劑水溶性差，協(xié)同作用下降，導(dǎo)致磷精礦指標(biāo)不穩(wěn)定，尾礦偏高，為此，研發(fā)磷灰石低溫捕收劑很有必要性；此外針對冬季磷灰石浮選指標(biāo)不穩(wěn)定，可以適當(dāng)采取蒸汽加熱，提高浮選溫度，改善藥劑作用環(huán)境。

（2） 改進(jìn)鐵精礦選別工藝

由于采用先浮選后磁選的工藝流程，磷灰石浮選抑制劑水玻璃吸附于磁鐵礦表面，導(dǎo)致進(jìn)入磁選流程的礦石易發(fā)生團(tuán)聚，礦石粘度增大，導(dǎo)致高頻振動篩篩分效果不佳，影響鐵精礦指標(biāo)，可考慮從藥劑使用方面對此進(jìn)行改善；其次鐵精礦過濾、濃縮主要采用露天鐵粉池自然沉淀與人工摟鐵粉方式進(jìn)行，該地區(qū)冬季氣候寒冷，蒸發(fā)量小，導(dǎo)致鐵精粉易結(jié)成大塊，含水率較高，銷售效果不佳，下一步可從選別流程考慮增加盤式真空過濾工藝環(huán)節(jié)，降低鐵精粉含水率，同時減少人工成本。

3.3 生產(chǎn)車間自動化控制

實(shí)現(xiàn)選礦廠生產(chǎn)自動化控制是科技進(jìn)步的表現(xiàn)，也是未來選礦廠的發(fā)展趨勢，通過自動化控制，可以降低人工成本，穩(wěn)定選別指標(biāo)，降低設(shè)備故障率，例如球磨機(jī)自動加球裝置、浮選自動加藥裝置等，在線自動檢測各個工藝環(huán)節(jié)礦漿濃度、粒度、精礦品位等，目前，國內(nèi)大型礦山企業(yè)正在實(shí)現(xiàn)選礦自動化控制體系。

3.4綜合回收鈦鐵礦

目前，對北方地區(qū)鈦磁鐵磷灰石礦脈的開發(fā)利用還只是將磁鐵礦、磷灰石分別進(jìn)行有效的富集、提取，而鈦鐵礦直接進(jìn)入尾礦，造成大量金屬鈦隨尾礦流失而沒有被有效利用，從表1可知，該地區(qū)礦石中TiO2含量大約為4.94%有極大的可選空間，而目前國內(nèi)從磁選尾礦中回收金屬鈦的選礦工藝已經(jīng)很成熟，其中，四川攀枝花鐵礦早在上世紀(jì)90年代就已取得科技攻關(guān)，效果顯著，下階段可考慮進(jìn)行實(shí)際考察并對本地區(qū)鈦鐵礦礦石性質(zhì)進(jìn)行取樣、詳細(xì)分析，對比已經(jīng)成熟工藝系統(tǒng)研發(fā)適合本區(qū)域鈦鐵礦有效回收利用的工藝技術(shù)，增加鈦鐵礦回收車間，實(shí)現(xiàn)提高效益與減小金屬流失雙贏。

4 綜述

根據(jù)近期國內(nèi)礦業(yè)形式低迷，磷精礦、鐵精礦價格持續(xù)下跌的形勢，降本增效、對標(biāo)挖潛成為各大礦山企業(yè)有效利用礦山資源，互相競爭的重要手段，建平磷鐵礦礦山企業(yè)也將根據(jù)自身?xiàng)l件，進(jìn)一步完善、改進(jìn)工藝設(shè)備，提高自動化管理水平，促進(jìn)建平地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展上水平。

參考文獻(xiàn)

[1] 宿煥才，建平磷鐵礦的綜合開發(fā)利用[J]，化工礦山技術(shù)：1983，（6）：35—36.

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趙 寧寧（1986—），女，碩士研究生，凌鋼集團(tuán)建平磷鐵礦業(yè)有限公司助理工程師，112000遼寧省朝陽市建平縣深井鎮(zhèn)建平磷鐵礦業(yè)有限公司。

附件：

姓名：趙寧寧

出生年月：19860128

性別：女

民族：漢族

職稱：助理工程師

學(xué)歷：碩士

研究方向：礦物加工工程

供職單位：建平磷鐵礦業(yè)有限公司

郵寄地址：遼寧省朝陽市建平縣葉柏壽街道綠島花園8#樓8單元401

郵編：122000

電話：18641443996；18342118323