陳洪遠(yuǎn) 劉傳俊

(臨沂會寶嶺鐵礦有限公司 山東臨沂 277712)

自2020 年我國“碳達(dá)峰，碳中和”目標(biāo)（簡稱：雙碳）[1]確定以來，優(yōu)化工藝流程，改進(jìn)創(chuàng)新設(shè)備，已成為礦山企業(yè)節(jié)能減排、提升社會經(jīng)濟(jì)效益的重要手段之一[1]。

選礦是礦山企業(yè)降低冶煉加工消耗，提高效益，變廢為寶的重要途徑之一。眾多學(xué)者在選礦設(shè)備與過程優(yōu)化等方面進(jìn)行了大量卓有成效的研究。毛海明[2]分析了大型露天礦區(qū)選礦設(shè)備從大型化到微型化的發(fā)展過程。吳志虎[3]針對我國礦山選礦中存在的問題，揭示智能光電技術(shù)的原理及可行性。郭雷[4]針對銅礦選礦技術(shù)及設(shè)備，從工藝流程角度進(jìn)行了優(yōu)化研究。劉天榮[5]、李點根[6]針對選礦設(shè)備磨損問題進(jìn)行探討研究。文雪虎等人[7]針對選礦廠磨選自動化系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造，降低了能耗與勞動強(qiáng)度。曾尚林等人[8]開展了ZCLA 選礦機(jī)的工業(yè)性試驗，品位、產(chǎn)率等明顯提升。此外，還有諸多專家對鐵礦選礦工藝流程改進(jìn)等方面進(jìn)行了生產(chǎn)實踐研究[9-11]。

筆者在充分參考國內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，為解決篩分系統(tǒng)的6～12 mm干選效果不佳，廢石量較小，運(yùn)行成本高的問題，對篩選流程進(jìn)行優(yōu)化，對皮帶運(yùn)輸流程進(jìn)行改造。

1 現(xiàn)狀分析

某礦生產(chǎn)規(guī)模300萬t/年，服務(wù)年限為39年，礦巖平均密度-3.49 t/m3，礦巖松散系數(shù)-1.6，礦巖抗壓強(qiáng)度-68.1～122.1 MPa。礦床類型為沉積變質(zhì)型（鞍山式）隱伏鐵礦床，礦帶賦存于泰山群山草峪組地層中，覆蓋層為青白口系至早寒武系沉積地層。覆蓋層底部土門群地層與草峪組地層呈角度不整合關(guān)系。礦區(qū)發(fā)育南北兩條主礦帶，平行展布，相向而傾，總體呈不對稱向斜構(gòu)造特征。礦帶寬度具有互補(bǔ)性，北礦帶沿走向自西向東呈變窄的趨勢，南礦帶自西向東呈增寬的趨勢。礦體總體呈層狀、似層狀產(chǎn)出，賦存于+60 m至-230 m標(biāo)高以下，礦體頂端兩條主礦帶的間距為200～280 m，賦存標(biāo)高為+60 m至-970 m。

礦石礦物組成較為簡單，主要是磁鐵礦，偶見半假象赤鐵礦、假象赤鐵礦、褐鐵礦和菱鐵礦，金屬硫化物主要是黃鐵礦以及微量磁黃鐵礦和黃銅礦；脈石礦物含量較高的是石英和角閃石，微量有金紅石、獨居石等。礦石中主要礦物的含量如表1所示。

表1 礦石中主要礦物的含量（%）

在常規(guī)破碎篩分流程中，破碎篩分系統(tǒng)采用三段一閉路流程，破碎產(chǎn)品中0～6 mm 進(jìn)行濕式預(yù)選，6～12 mm 進(jìn)行干選，12～60 mm 進(jìn)行干選拋廢。篩分車間6～12 mm干選系統(tǒng)拋廢效果不佳，廢石量較小，且皮帶運(yùn)行成本高，維護(hù)量大。經(jīng)過取樣化驗分析及對干選廢石量的統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)干選系統(tǒng)受礦石粒度、處理能力等因素影響：（1）干拋系統(tǒng)給礦粒度為6～12 mm，實際運(yùn)行過程中礦石中含粉礦較多，容易粘在皮帶上，不易拋出；（2）運(yùn)行過程中處理量較大時礦石容易夾在廢石中被一同拋出；（3）拋篩選系統(tǒng)流程復(fù)雜，皮帶數(shù)目多，運(yùn)行成本高，職工勞動強(qiáng)度及粉塵對工人的傷害大。

針對上述存在問題，，亟須對已有系統(tǒng)進(jìn)行深入改造優(yōu)化?？刂聘蛇x拋廢率變化幅度1%，提高礦石入磨品位，同時簡化拋篩選系統(tǒng)流程，減少部分皮帶，降低運(yùn)行成本，減輕職工的勞動強(qiáng)度及粉塵對工人的傷害。

2 改進(jìn)方案與成效

前期選礦廠已對磨選系統(tǒng)進(jìn)行了改造，增加了磨前預(yù)選系統(tǒng)，系統(tǒng)運(yùn)行后，可對0～12 mm的礦石進(jìn)行入磨前的濕式預(yù)選。由于給礦性質(zhì)不易改變，且磨前預(yù)選系統(tǒng)可以實現(xiàn)0～12 mm 礦石的濕選，結(jié)合拋廢率和拋廢后品位兩方面的要素考慮，提出取消6～12 mm 干選系統(tǒng)。通過對現(xiàn)場施工條件、皮帶布置進(jìn)行準(zhǔn)確的測量計算，繪制施工圖紙，拆除干選皮帶，對原有的4號皮帶進(jìn)行恢復(fù)利用，使圓振篩的篩下產(chǎn)品不再進(jìn)行干選直接通過4#皮帶轉(zhuǎn)運(yùn)至5#皮帶，進(jìn)入粉礦倉。對干拋皮帶進(jìn)行改造，使圓振篩篩上產(chǎn)品通過干拋皮帶進(jìn)行選別，干拋后廢石通過6 號皮帶進(jìn)入6#廢石倉進(jìn)行汽車外運(yùn)，干拋后的礦石通過3 號皮帶返回細(xì)碎倉進(jìn)行細(xì)碎。改造前后流程對比及設(shè)備局部如圖1、圖2所示。

圖1 改造前后路徑對比

圖2 局部設(shè)備改進(jìn)

分析數(shù)據(jù)6～12 mm 干拋系統(tǒng)取消前后運(yùn)行數(shù)據(jù)，根據(jù)化驗數(shù)據(jù)、原礦及精礦金屬量平衡推理，作業(yè)品位變化如表2所示。

表2 改進(jìn)前后品位變化情況 （單位：%）

改造前6～12 mm 干拋和0～6 mm 濕式預(yù)選與改造后0～12 mm均進(jìn)行濕式預(yù)選拋廢率對比，變化幅度1%以內(nèi)，入磨品位均能夠達(dá)到23%以上。礦石品位從18.19%提高到23.23%，提高了5.04%，對粉礦倉礦石的拋廢率為23.1%，6～12 mm 干拋系統(tǒng)改造后，入磨礦石品位從18.44%提高到23.34%，提高了4.9%，對粉礦倉礦石的拋廢率為22.4%。6～12 mm 干拋取消后與取消前相比0～12 mm 礦石拋廢率降低了0.7%，品位提高幅度減小了0.14%（5.04%-4.9%）。

取消6～12 mm 干拋后，主廠房電費(fèi)及材料費(fèi)每年增加33.4 萬元，鐵精粉產(chǎn)量每年增加468 t，銷售收入約32.7 萬元，選礦廠篩分環(huán)節(jié)材料費(fèi)及電費(fèi)每年可減少55.4 萬元，每年共計可節(jié)約費(fèi)用54.7 萬元。通過此次改造，對整個篩選系統(tǒng)及皮帶運(yùn)輸流程進(jìn)行優(yōu)化改造。減少了6條干選皮帶，簡化了篩選系統(tǒng)的流程，減輕職工勞動強(qiáng)度，降低了工人暴露在“4D”環(huán)境中的頻率；進(jìn)一步提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，安全系數(shù)得到顯著提升。

3 結(jié)論與展望

該文針對某鐵礦干選拋廢篩選工藝及流程存在缺點，結(jié)合工程實踐進(jìn)行了局部優(yōu)化改進(jìn)，改造后0～12 mm 均進(jìn)行濕式預(yù)選，12～60 mm進(jìn)行干選，取消了多條干選皮帶和轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶，大大降低了運(yùn)行成本，主要結(jié)論如下。

（1）通過分析0～12 mm 干選系統(tǒng)存在粉礦較多黏結(jié)、礦石廢石一同拋出的問題，結(jié)合產(chǎn)生問題的主要原因，從拋廢率和拋廢后品位兩方面出發(fā)，對篩選設(shè)備整體進(jìn)行了改造優(yōu)化，并進(jìn)行了工業(yè)化試驗，取得較好效果。

（2）改造后設(shè)備拋廢率降低至22.4%，作業(yè)前后品位分別提高至18.44%、23.34%，能耗費(fèi)用顯著降低，節(jié)約大量材料，同時工人勞動強(qiáng)度降低，勞動環(huán)境顯著改善，改造后設(shè)備優(yōu)勢突出，社會經(jīng)濟(jì)效益顯著。

（3）井下礦石性質(zhì)變化導(dǎo)致干拋廢石的品位和廢石量容易出現(xiàn)波動，影響篩選系統(tǒng)的高效運(yùn)行，需定期對干拋廢石進(jìn)行取樣化驗，根據(jù)品位對分隔板進(jìn)行及時調(diào)整，保證廢石品位及篩選效率，后續(xù)應(yīng)加強(qiáng)該方面實踐。