江西某鐵礦選礦系統(tǒng)增產(chǎn)降耗的可行性研究

唐雙華，張 慶，謝焱彬

（中冶長天國際有限責(zé)任公司，湖南 長沙 410007）

江西某鐵礦選礦系統(tǒng)增產(chǎn)降耗的可行性研究

唐雙華，張 慶，謝焱彬

（中冶長天國際有限責(zé)任公司，湖南 長沙 410007）

針對江西某鐵礦選礦廠球磨系統(tǒng)入磨粒度粗，入磨金屬含量低、選礦比高的特點，引進高壓輥磨設(shè)備，采取干式磁選－高壓輥磨－粗粒濕選優(yōu)化方案，對碎礦產(chǎn)品進行超細(xì)碎，礦石拋廢、磨前粗粒濕式拋尾，大幅度提高球磨機的處理能力，最終達(dá)到提高選廠生產(chǎn)能力、降低選礦成本的目的。

高壓輥磨；粗粒濕式拋尾；增產(chǎn)降耗

我國磁鐵礦礦石資源大多數(shù)為貧、細(xì)、雜，隨著磁鐵礦礦山資源的不斷枯竭，原有金屬含量較高的礦石已逐漸減少，貧礦比例上升，為保持選礦廠原有的產(chǎn)量不變，貧礦的開發(fā)利用已經(jīng)迫在眉睫［1～3］。

江西某鐵礦選礦系統(tǒng)工藝流程經(jīng)分析得知：該選廠球磨系統(tǒng)入磨礦石粒度粗，入磨礦石金屬含量低、選礦比高。為降低該選礦廠的選礦成本、提高產(chǎn)能，針對此選廠的特點，對選礦工藝流程進行優(yōu)化，建議引進高壓輥磨設(shè)備，對原有的三段碎礦產(chǎn)品進行超細(xì)碎，解放破碎系統(tǒng)能力，將礦石破至－5 mm以下，進行礦石干式拋廢、磨前粗粒濕式拋尾，通過大幅度減少入磨礦量和入磨礦石粒度來提高球磨機的處理能力，最終達(dá)到降低全廠選礦成本、提高全廠產(chǎn)能的目的。

1 原礦性質(zhì)

1.1 礦石化學(xué)成分

原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1。由表1可見，原礦TFe含量為21.67%，雜質(zhì)元素S含量較高，為1.13%，P含量較低，為0.08%。

表1 原礦多元素分析結(jié)果 %

1.2 鐵物相分析

原礦鐵物相分析結(jié)果見表2。由表2可見，磁性鐵含量為14.77%，占有率為68.16%。

表2 鐵物相分析結(jié)果 %

1.3 原礦粒度篩析

對碎至50～0 mm的原礦進行了粒度篩析，篩析結(jié)果見表3。

表3 原礦粒度篩析結(jié)果

1.4 原礦磁性分析

磁性分析在磁選管上進行，磁場強度為80 kA／m，將原礦分別磨至－0.076 mm含量為50%、60%、70%、80%、90%、95%，再分別給入磁選管，分析試驗流程如圖1所示，分析結(jié)果見表4。

圖1 磁性分析試驗流程圖

表4 磁性分析結(jié)果 %

結(jié)果表明，隨著分析樣品－0.076 mm含量提高，鐵精礦全鐵含量提高。因此，要獲得TFe含量大于64.5%的鐵精礦，應(yīng)滿足－0.076 mm磨礦粒度大于80%。

2 選廠現(xiàn)有工藝流程存在的問題

江西某鐵礦選廠處理原礦為磁鐵礦，礦石為條帶狀結(jié)構(gòu)，嵌布粒度較粗。目前的生產(chǎn)規(guī)模為160萬t／a，其中自磨能力40萬t／a。

目前碎礦為常規(guī)三段一閉路與自磨工藝并存。自磨礦石為自產(chǎn)原礦，硬度大，塊度大，皮帶、襯板、鋼球消耗高，自磨裝機功率大，處理原生礦臺時能力低、磨礦成本高。采礦場出礦品位（MFe）約17%，經(jīng)選礦廠碎礦拋廢，入球磨礦石品位（MFe）約18%；而進入自磨的礦石無法拋廢；球磨和自磨綜合原礦品位（MFe）約17.5%，選礦比太高（約為4.0）。球磨系統(tǒng)入磨原礦粒度粗，球磨能力不足。碎礦系統(tǒng)破碎設(shè)備為上世紀(jì)50、60年代產(chǎn)品，從投產(chǎn)至今未進行更新，破碎能力不足、特別是細(xì)碎尤為突出。為滿足球磨系統(tǒng)處理能力，只有通過調(diào)大細(xì)碎機排礦口使破碎產(chǎn)品粒度放粗。

由于存在以上問題，該礦與選廠同行業(yè)平均水平相比，磨機單位容積小時處理能力低（約0.46 t／m3·h），電耗高（約2.18 kW·h／t原礦），按原礦計的選礦加工費約75元／t。因此對該選廠進行流程優(yōu)化很有必要。

3 工藝流程優(yōu)化研究

3.1 工藝流程優(yōu)化方案

針對選廠碎礦和球磨能力不足、自磨機系統(tǒng)能耗高、成本高的特點，通過對原礦性質(zhì)的分析，對選礦工藝流程進行優(yōu)化可行性研究，提出干式磁選－高壓輥磨－粗粒濕選方案：通過對碎礦系統(tǒng)的改造，即通過“多碎少磨”、“磨前預(yù)選多段拋尾”來提高產(chǎn)能、實現(xiàn)節(jié)能降耗。

在原有三段一閉路破碎設(shè)備不增加的前提下，通過調(diào)整原有碎礦系統(tǒng)的破碎比和排礦口來提高碎礦系統(tǒng)的處理能力，碎礦系統(tǒng)產(chǎn)品的粒度由原來的－12 mm調(diào)整到25 mm；在球磨設(shè)備不增加的前提下，停開自磨機，通過增加高壓輥磨超細(xì)碎來降低給入球磨的礦石粒度從而達(dá)到提高球磨機產(chǎn)能和降低選礦成本的目的［4～6］。優(yōu)化后的方案流程如圖2所示。

經(jīng)測算處理原礦180萬t／a、原礦品位MFe 17.0%時，可預(yù)選拋棄尾礦（含廢石）：產(chǎn)率為33.38%、TFe 10.05%、MFe 0.62%（見圖2），其中干選拋棄廢石產(chǎn)率18.17%、廢石品位 MFe 0.67%；粗粒濕選拋棄尾礦產(chǎn)率15.21%、尾礦品位MFe 0.53%；剩余產(chǎn)率為66.62%的原礦成為入磨粗精礦：品位TFe 30.58%，MFe 25.21%；選出 TFe 64.5%的最終精礦的選礦比約2.62。年生產(chǎn)45萬t精礦只需入磨粗精礦120萬t，現(xiàn)有兩臺一段Φ3.2 m ×3.1 m球磨機可滿足生產(chǎn)，自磨機可停開。

圖2 干式磁選－高壓輥磨－粗粒濕選優(yōu)化方案流程圖

3.2 工藝流程優(yōu)化效果

1.引入高壓輥磨后原有的三段閉路破碎細(xì)碎機排礦口可從現(xiàn)有的7～9 mm調(diào)大至15～20 mm，細(xì)碎產(chǎn)品從15～0 mm放大到25～0 mm，細(xì)碎能力可達(dá)到303 t／h以上，在停開原有的半自磨系統(tǒng)的前提下能處理完現(xiàn)有180萬t／a的原礦量，高壓輥磨后最終破碎產(chǎn)品粒度控制在5～0 mm，使得入球磨礦石粒度由15～0 mm降為5～0 mm，為實現(xiàn)多碎少磨，提高球磨機臺時能力、降低成本創(chuàng)造了條件。

2.使用高效高場強大筒徑磁選機對高壓輥磨產(chǎn)品的磨前粗粒拋尾，拋廢產(chǎn)率15.21%，粗粒尾礦按34 t／h，則約27萬t／a。利用直線振動篩或圓筒篩對粗粒尾礦單獨進行處理，＋2 mm的粗粒尾礦篩出不進入尾礦輸送系統(tǒng)作為建筑用沙出售，細(xì)粒尾礦則匯入原尾礦系統(tǒng)；按篩出20%的粗粒尾礦不進入尾礦輸送系統(tǒng)計，少輸送粗粒尾礦約5.4萬t／a。

3.半自磨系統(tǒng)停開，只開碎礦球磨系統(tǒng)可生產(chǎn)精礦45萬t／a。高壓輥磨產(chǎn)品磨前粗粒拋尾后的粗精礦120萬t／a給入球磨機雙螺旋，螺旋分級后再進入球磨機，由于礦石經(jīng)高壓輥磨后粒度為5～0 mm、而且礦石體內(nèi)產(chǎn)生了許多的裂隙，球磨機處理能力將提高26%（一段磨機能力可達(dá)到大于85 t／臺·h），磨機能力有富余。

4 結(jié) 論

經(jīng)過引進高壓輥磨設(shè)備，采取干式磁選－高壓輥磨－粗粒濕選優(yōu)化方案，在停開半自磨系統(tǒng)（40 萬t／a規(guī)模）的前提下，選廠生產(chǎn)規(guī)模由160萬 t／a提到至180萬t／a。經(jīng)測算，磨機單位容積生產(chǎn)能力、單位原礦電耗達(dá)到同行業(yè)平均水平，選礦加工費降低5元／t原礦，為70元／t原礦，達(dá)到了增產(chǎn)降耗的目的。

［1］ 童助永.低品位鐵礦石綜合利用新技術(shù)與新裝備研究［J］.金屬礦山，2010，（44）：528－531.

［2］ 王偉杰.超貧磁鐵礦資源開發(fā)利用概述［J］.包鋼科技，2014，40（6）：78－80.

［3］ 劉曉明，陳強，汪健.低品位鐵礦資源利用技術(shù)的發(fā)展與實踐［J］.礦業(yè)工程，2009，（1）：25－27.

［4］ 段玉震.高壓輥磨機的研究及應(yīng)用［J］.礦山機械，2007，（4）：57－59.

［5］ 趙韓，王春民.高壓輥磨機在鐵礦球團生產(chǎn)中的應(yīng)用研究［J］.礦山機械，2004，（10）：27－29.

［6］ 羅主平，劉建華.高壓輥磨機在我國金屬礦山的應(yīng)用與前景展望（一）［J］.現(xiàn)代礦業(yè)，2009，（2）：33－37，85.

Feasibility Study of Improving Productivity and Reducing Consumption in the Processing System of an Iron Ore in Jiangxi

TANG Shuang-hua，ZHANG Qing，XIE Yan-bin

（Zhongye Changtian International Engineering Co.，Ltd.，Changsha 410007，China）

In this paper，an iron ore in Jiangxi has been studied.In this concentration plant，the characteristic of materials of the milling system are coarse grained，low metal content and high mineral ratio.We have introduced the high-pressure roller mill equipment，and take dry magnetic separation-high pressure roller mill-coarse wet election optimization program.The crushed minerals have been crushed，the waste ores have been abandoned，and the coarsegrained ores also have been abandoned before grinding.So the processing capability of a ball mill has been greatly improved，ultimately the beneficiation costs has been reduced.

high pressure roller mill；coarse wet tailing；productivity improving and energy saving

TD921.2

A

1003－5540（2015）05－0019－04

2015－07－20

唐雙華（1982－），女，工程師，主要從事選礦工程設(shè)計工作。