嚴(yán)劉學(xué)

（寶武資源梅山礦業(yè)公司）

梅山鐵礦為巖漿后期陸相火山—熱液侵入型鐵礦床，賦存于輝石閃長(zhǎng)玢巖和安山巖侵入接觸帶中，礦物組成復(fù)雜，結(jié)構(gòu)構(gòu)造多樣，礦石中含有硫、磷等對(duì)鋼鐵冶煉有害的雜質(zhì)。原礦中主要鐵礦物為磁鐵礦、假象半假象赤鐵礦、赤鐵礦和菱鐵礦，含有少量的黃鐵礦、褐鐵礦和含鐵硅酸鹽礦物，菱鐵礦與菱鎂礦存在完全類質(zhì)同象，屬于復(fù)雜難選混合鐵礦石［1-3］。

梅山鐵礦選礦工藝流程為提升原礦經(jīng)二段中碎、磁重預(yù)選拋尾，預(yù)選拋廢的尾礦中的粗粒級(jí)加工成建筑材料，高梯度強(qiáng)磁選微細(xì)粒尾礦稱為重選尾礦，該部分微細(xì)粒級(jí)尾礦通過濃縮后輸送至尾礦庫(kù)堆存處理。預(yù)選精礦經(jīng)細(xì)碎后給入兩段閉路連續(xù)磨礦、磨礦細(xì)度約-0.074 mm65%，再經(jīng)浮選脫硫、磁選降磷降硅生產(chǎn)鐵精礦產(chǎn)品，高梯度強(qiáng)磁選尾礦稱為浮選尾礦。

目前，浮選尾礦產(chǎn)量超過120萬t/a，全部實(shí)現(xiàn)尾礦綜合利用處理，根據(jù)尾礦粒度和品位差異，分別加工成機(jī)制砂、水泥鐵質(zhì)校正劑等產(chǎn)品，其中機(jī)制砂產(chǎn)品價(jià)格是水泥鐵質(zhì)校正劑產(chǎn)品價(jià)格的9倍。2020年尾礦綜合利用加工生產(chǎn)機(jī)制砂8.06萬t，為提高尾礦整體經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)尾礦再選生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行了優(yōu)化改造。

1 尾礦性質(zhì)

降磷尾礦鐵礦物主要由弱磁性的赤褐鐵礦和菱鐵礦組成，少量黃鐵礦、磁鐵礦，微量褐鐵礦，屬于難回收礦物。降磷尾礦鐵礦物多呈連生體形態(tài)賦存在尾礦中，其中以赤褐鐵礦和菱鐵礦為主，脈石礦物主要為碳酸鹽（白云石、方解石）、石英、長(zhǎng)石、透輝石、石榴石和磷灰石等。降磷尾礦多元素分析結(jié)果見表1。

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2 尾礦粒度

降磷尾礦輸送給入6#50 m濃縮機(jī)濃縮沉降，濃密機(jī)底流濃度31.82%，通過渣漿泵輸送給入尾礦再選負(fù)傾角高頻篩，從尾礦再選負(fù)傾角高頻篩給礦取樣進(jìn)行尾礦粒度分析，尾礦粒度組成見表2。

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由表2可知，降磷尾礦大于0.15 mm粒級(jí)的比例為41.23%，對(duì)照鐵尾礦砂GB/T 31288—2014對(duì)特細(xì)砂顆粒級(jí)配中要求150μm以上累計(jì)篩余90%～30%的參考，2020年降磷尾礦總量超過120萬t，再選機(jī)制砂產(chǎn)量只有8.06萬t，造成尾礦資源化綜合利用中高附加值的機(jī)制砂產(chǎn)品未有效篩分選別，影響尾礦產(chǎn)品整體經(jīng)濟(jì)效益。

3 原生產(chǎn)工藝及存在的問題

3.1 原生產(chǎn)工藝

尾礦再選綜合利用將6#50 m濃縮機(jī)底流通過100ZJ-I-A42渣漿泵輸送給入尾礦再選廠房7管分礦箱，通過調(diào)整分礦箱調(diào)節(jié)錐閥均勻給入尾礦再選廠房7臺(tái)1028負(fù)傾角高頻篩［4-5］。原尾礦再選機(jī)制砂生產(chǎn)工藝見圖1。

3.2 主要設(shè)備

負(fù)傾角1028高頻振動(dòng)細(xì)篩（圖2）主要技術(shù)參數(shù)見表3。

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3.3 存在的問題

（1）處理能力不夠。尾礦再選加工機(jī)制砂原設(shè)計(jì)產(chǎn)能7萬t/a，隨著原礦性質(zhì)的變化，降磷尾礦呈現(xiàn)逐年增加的趨勢(shì)，原設(shè)計(jì)的7臺(tái)1028高頻篩已不滿足生產(chǎn)工藝處理能力要求。生產(chǎn)過程中倒逼濃密機(jī)溢流水跑渾，高頻篩頻繁出現(xiàn)篩上跑礦漿進(jìn)入機(jī)制砂礦倉(cāng)，造成機(jī)制砂含水含泥高，降低了機(jī)制砂產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)增加了崗位操作難度及工作量。

（2）設(shè)備影響效率。生產(chǎn)運(yùn)行中1028高頻篩入料端受料膠板在礦漿的沖擊下出現(xiàn)了磨損，比聚氨酯振動(dòng)帽低2～3 mm?？拷o料端第1張篩網(wǎng)底部卡滿大顆粒物料出現(xiàn)空隙，篩上機(jī)制砂通過縫隙進(jìn)入篩下。拉鉤板磨損、異型螺栓生銹造成拉鉤板已無法卡住異型螺栓，導(dǎo)致篩網(wǎng)一直處于未拉緊狀態(tài)而出現(xiàn)漏粗顆粒，造成篩上機(jī)制砂流失，影響機(jī)制砂生產(chǎn)效率。

（3）篩網(wǎng)成本高。隨著處理能力的增加，1028高頻篩使用的篩網(wǎng)在生產(chǎn)過程中不能長(zhǎng)時(shí)間承受篩上厚料層，加上高頻篩的篩網(wǎng)長(zhǎng)度差異、柔性等問題，在安裝時(shí)篩網(wǎng)無法緊貼篩面，靠近兩端拉鉤板位置的篩網(wǎng)會(huì)高于篩機(jī)或篩網(wǎng)易撕裂形成縫隙，造成篩上跑粗。篩網(wǎng)使用周期短，更換頻率高，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)備件成本高。

4 新生產(chǎn)工藝流程和設(shè)備

4.1 生產(chǎn)工藝優(yōu)化

對(duì)原生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行優(yōu)化改造，將尾礦濃縮機(jī)底流通過渣漿泵輸送給入尾礦再選一體機(jī)旋流器，旋流器底流給入一體機(jī)1836高頻篩，一體機(jī)旋流器溢流和一體機(jī)高頻篩篩下匯總給入篩下泵池，一體機(jī)高頻篩篩上產(chǎn)品為機(jī)制砂。優(yōu)化后尾礦再選機(jī)制砂生產(chǎn)工藝見圖3。

4.2 主要設(shè)備

尾礦再選一體機(jī)由旋流器和高頻篩組合而成，一體機(jī)旋流器為NX35×2，一體機(jī)高頻篩為L(zhǎng)M1836（圖4），旋流器及高頻篩主要技術(shù)參數(shù)見表4、表5。

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4.3 設(shè)備布局優(yōu)化

為了提高尾礦再選機(jī)制砂產(chǎn)量，8月開展了尾礦再選一體機(jī)代替原1028高頻篩技術(shù)改造。優(yōu)化前后尾礦再選廠房設(shè)備布置見圖5。

技術(shù)改造過程中綜合考慮尾礦再選生產(chǎn)組織和礦倉(cāng)實(shí)際需要，將原處理重選尾礦的高頻篩移位，重新設(shè)計(jì)分礦箱進(jìn)行綜合利用處理。由于制砂礦倉(cāng)較小，將降磷尾礦新設(shè)計(jì)的3臺(tái)一體機(jī)安裝在原重選高頻篩位置。3臺(tái)一體機(jī)對(duì)應(yīng)尾礦濃縮大井3臺(tái)底流輸送泵，基本滿足生產(chǎn)過程2開1備工作要求。再選一體機(jī)旋流器溢流切換給入原1028高頻篩。

5 生產(chǎn)實(shí)踐

5.1 高頻篩擋礦條組合

一體機(jī)高頻篩篩面設(shè)置有2道25 mm擋礦條，生產(chǎn)調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)，擋礦條高度過低，影響高頻篩處理能力增加，同時(shí)篩上物料含水含泥量高。擋礦條高度過高，會(huì)導(dǎo)致負(fù)傾角高頻篩給料端出現(xiàn)篩面清洗水無法倒流，且機(jī)制砂產(chǎn)品水分高的問題。通過調(diào)試，將一體機(jī)高頻篩擋礦條按照（40+25）mm組合，一體機(jī)高頻篩篩分脫水效果最佳。

5.2 激振偏心輪角度

一體機(jī)高頻篩激振偏心輪角度影響高頻篩的振幅和振動(dòng)頻率，高頻篩振動(dòng)電機(jī)偏心塊的角度原為70°，激振力偏高、振幅大，生產(chǎn)運(yùn)行過程中篩面物料出現(xiàn)振動(dòng)保護(hù)，篩面沖洗水出現(xiàn)“打轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)”現(xiàn)象，篩分脫泥脫水效率低。振動(dòng)電機(jī)偏心輪角度偏低，振幅偏低，篩上物料篩不透，達(dá)不到篩分效果。通過生產(chǎn)調(diào)試，將偏心角度調(diào)整到60°～65°，消除篩面振動(dòng)保護(hù)，同時(shí)也滿足振動(dòng)篩分要求，保證篩上物料篩分效果，提高了篩分脫泥脫水效率。

5.3 旋流器沉砂嘴尺寸

一體機(jī)旋流器沉砂嘴尺寸為45 mm時(shí)，旋流器沉砂底流粒度組成見表6。

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由表6可知，沉砂嘴尺寸為45 mm時(shí)，旋流器底流即給入高頻篩礦漿的粒級(jí)中+0.28 mm粒級(jí)累計(jì)產(chǎn)率27.93%，+0.15 mm粒級(jí)累計(jì)產(chǎn)率48.20%，-0.074 mm粒級(jí)占有率14.86%。

一體機(jī)旋流器沉砂嘴尺寸為55 mm時(shí)，旋流器沉砂底流粒度組成見表7。

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由表7可知，沉砂嘴尺寸為55 mm時(shí)，旋流器底流+0.28 mm粒級(jí)累計(jì)產(chǎn)率34.77%，+0.15mm粒級(jí)累計(jì)產(chǎn)率54.82%，-0.074 mm粒級(jí)占有率15.74%。

綜合考慮，生產(chǎn)過程中尾礦粒度的變化，一體機(jī)旋流器沉砂嘴尺寸為45 mm和55 mm底流中-0.074 mm粒級(jí)占有率接近。旋流器沉砂嘴尺寸大，能提高旋流器的處理能力，為此旋流器沉砂嘴選擇55 mm。

5.4 高頻篩篩板尺寸

一體機(jī)高頻篩有6×6排尺寸為300 mm×600 mm的篩板，入料端3排篩板為0.50 mm，出料端3排篩板為0.20 mm，一體機(jī)篩上機(jī)制砂的粒度組成1見表8。

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由表8可知，一體機(jī)高頻篩篩板組合入料端3排篩板0.50 mm，出料端3排篩板0.20 mm，機(jī)制砂粒級(jí)中+0.28 mm粒級(jí)累計(jì)產(chǎn)率53.44%，+0.15 mm粒級(jí)累計(jì)產(chǎn)率71.65%，-0.074 mm粒級(jí)占有率4.78%。

入料端3排篩板為0.50 mm，出料端3排篩板為0.30 mm，一體機(jī)篩上機(jī)制砂粒度組成2見表9。

由表9可知，一體機(jī)高頻篩篩板組合入料端3排篩板0.50 mm，出料端3排篩板0.30 mm，+0.28 mm粒級(jí)累計(jì)產(chǎn)率50.77%，+0.15 mm粒級(jí)累計(jì)產(chǎn)率67.69%，-0.074 mm粒級(jí)占有率3.85%。

6 改造效果

（1）質(zhì)量改善。尾礦再選使用一體機(jī)改造后，機(jī)制砂產(chǎn)品質(zhì)量明顯改善，解決了高頻篩篩面跑水、跑礦問題，杜絕了礦漿進(jìn)入機(jī)制砂礦倉(cāng)。再選機(jī)制砂產(chǎn)品檢測(cè)結(jié)果見表10。對(duì)照檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，再選機(jī)制砂產(chǎn)品屬于特細(xì)砂，石粉含量控制達(dá)到Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)。

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（2）產(chǎn)量提升。2020年尾礦再選機(jī)制砂產(chǎn)量8.06萬t，平均每月產(chǎn)量6 717 t。尾礦再選一體機(jī)技術(shù)改造后，尾礦再選機(jī)制砂產(chǎn)量平均達(dá)3.58萬t/月。改造后徹底解決了原生產(chǎn)工藝流程處理能力不足、高頻篩篩面頻繁跑漿、崗位操作難度大、勞動(dòng)強(qiáng)度大的問題，一體機(jī)高頻篩采用的篩板結(jié)構(gòu)有效杜絕了原篩網(wǎng)易破損造成機(jī)制砂流失的問題，提高了生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

（3）效益核算。尾礦再選一體機(jī)生產(chǎn)工藝技術(shù)改造投資300萬元，改造后預(yù)計(jì)篩網(wǎng)成本每年節(jié)約45萬元。尾礦再選機(jī)制砂產(chǎn)量增加會(huì)導(dǎo)致后序陶瓷鐵尾砂產(chǎn)量下降，目前機(jī)制砂平均銷價(jià)80元/t，陶瓷鐵尾砂平均銷價(jià)12元/t。技改后每年機(jī)制砂產(chǎn)量達(dá)42萬t，每年機(jī)制砂增加銷售收入3 360萬元。

7 結(jié)論

（1）尾礦再選一體機(jī)旋流器生產(chǎn)調(diào)試表明，增加旋流器沉砂嘴尺寸能提高旋流器處理能力，旋流器沉砂嘴尺寸選用55 mm，底流中-0.074 mm粒級(jí)占有率為15.74%，滿足設(shè)計(jì)要求。

（2）再選一體機(jī)高頻篩篩面擋礦條高度選擇（40+25）mm組合，高頻篩篩分脫水效果最佳。高頻篩激振偏心輪偏心角度調(diào)整到60°～65°，可消除篩面振動(dòng)保護(hù)，保證篩上物料篩分效果，提高了高頻篩篩分脫泥、脫水效率。

（3）再選一體機(jī)高頻篩篩網(wǎng)按入料端3排篩板0.50 mm，出料端3排篩板0.30 mm布局，篩上物料粒度組成中，+0.28 mm粒級(jí)累計(jì)產(chǎn)率50.77%，+0.15 mm粒級(jí)累計(jì)產(chǎn)率67.69%，-0.074 mm粒級(jí)占有率3.85%，滿足機(jī)制砂市場(chǎng)產(chǎn)品質(zhì)量要求，再選機(jī)制砂產(chǎn)品屬于特細(xì)砂，石粉含量控制達(dá)到Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)。

（4）梅山鐵礦尾礦再選機(jī)制砂工藝技術(shù)改造優(yōu)化了尾礦綜合利用產(chǎn)品機(jī)構(gòu)，提高了尾礦機(jī)制砂產(chǎn)量，每年新增機(jī)制砂銷售收入3 360萬元。