高壓輥磨及濕式預選工藝在某大型鐵礦山的應用

梁治安

(1.廈門紫金礦冶技術有限公司；2.江西理工大學資源與環境工程學院)

鐵礦石在經歷了前幾年的漫長下跌后，自2016年以來，我國鐵礦石價格有所回暖。但由于全球低成本礦產能持續釋放，供遠大于求，鐵礦石價格仍處在歷史較低水平。隨著國家加大環保管理力度，國內鐵礦步履維艱。當前形勢下，只有降本增效才是鐵礦石企業可持續發展的關鍵因素，否則將面臨市場的殘酷淘汰。

高壓輥磨機是一種基于層壓粉碎原理開發的新型礦巖高效、節能的粉碎設備，其具有配置靈活、破碎比大、處理量大、節約電耗和鋼耗等優勢[1-2]。例如：馬鋼集團南山礦業公司凹山選礦廠是國內首家成功將高壓輥磨機應用于鐵礦石超細碎生產的礦山企業，在碎礦與磨礦系統之間加入以高壓輥磨機為核心的超細碎工段，將入磨粒度由原來的-20 mm降至-3 mm，并實現了將合格粗粒尾礦提前拋除，大大提高了系統產能，取得了節能降耗的效果。高壓輥磨超細碎工藝先后又在馬鋼白象山選礦廠與和尚橋選礦廠、承德灤平建龍礦業有限公司選礦廠、重鋼西昌礦業太和鐵礦選礦廠以及福建省德化鑫陽礦業選礦廠[3]等地成功應用，均取得了極大的效果。為此，福建某大型鐵礦山進行了高壓輥磨的探索應用研究，在保證生產指標的基礎上,在節能降耗方面得到了很大的改善。

1 選礦廠概況

1.1 礦石性質

福建某大型鐵礦是特大型矽卡巖型磁鐵礦床，經過詳細的地質勘探，探明總儲量為4.34億t，平均含鐵品位為37.99%，并伴生輝鉬礦可綜合利用；具有儲量大、埋藏深、層位穩定等特點。礦石中金屬礦物主要有磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦等。非金屬礦物以硅酸鹽礦物為主，礦石中含量最多的脈石礦物為石榴石，其他還有透輝石、鈣鐵輝石、符山石、石英、方解石、綠泥石、角閃石等。

1.2 原工藝簡介

該選礦廠設計規模為處理鐵礦石350萬t/a，破碎系統為三段一閉路，細碎前干選工藝流程最終產品粒度為0～12 mm；磨選工藝為階段磨礦—階段選別—磁選柱中礦自循環工藝流程(見圖1)，最終可獲得全鐵品位為63.49%，磁性鐵回收率為98.04%的鐵精礦。

為了適應市場發展、擴大生產規模、降低生產成本，該礦山經過多種工藝流程方案對比，高壓輥磨及濕式預選工藝研究等一系列工作，最終確定采用高壓輥磨及濕式預選工藝，原有破碎和磨選系統基本無需進行改造，只需增加以高壓輥磨機為核心的超細碎濕式篩分及濕式磁選工藝[4]，即可實現500萬t/a的設計規模，該項目投資少，可提高產能，節約電耗和鋼耗[3，5]。

2 高壓輥磨及濕式預選工藝工業生產及實踐

該礦山根據高壓輥磨工藝研究結果進行設計改造，將原有破碎系統破碎產品提高至-30 mm，采用成都利君生產的CLM200160型高壓輥磨機和SLK3685型SCHENCK直線振動篩進行超細碎濕式篩分閉路，獲得-3 mm篩下產品。經中鋼天源生產的CZCS1545型濕式順流型永磁筒式磁選機預先磁選，粗精礦進入原有磨選系統，鐵礦石處理規模由原來的350萬t/a提高至500萬t/a。改造后生產工藝流程見圖2。

圖1 原生產工藝流程

圖2 改造后生產工藝流程

2.1 生產工藝指標

2018年1月正式進入生產調試，5月生產相對穩定，4月26日—5月25日生產工藝指標見表1，調試前原生產工藝生產指標見表2。

表1 2018年4月26日—5月25日生產指標

表2 2017年11月份生產指標(原工藝)

由表1、表2可知，高壓輥磨及濕式預選工藝可生產全鐵品位為63.58%，全鐵回收率為77.30%，磁性鐵回收率為97.63%的鐵精礦；與原工藝生產指標基本無較大差異，但單月系統處理能力提高了近35.40個百分點。

2.2 主要生產成本

該生產系統仍處于調試階段，部分生產成本還無法詳細統計，僅對部分主要生產成本情況進行統計分析，結果見表3。

表3 不同生產工藝成本對比 元/t

注：工藝成本均為對原礦成本。

由表3可知，高壓輥磨機濕式預選工藝生產成本較原工藝下降2.48元/(t·原礦)，降幅達12.73個百分點，特別是在鋼球消耗和電耗方面，成本顯著降低。

2.3 存在的問題

(1)3～0 mm粒級預先磁選尾礦經過0.5 mm孔徑直線篩脫水，篩下產品磁性鐵品位仍達到1.45%，磁性鐵損失率達0.83%。由于該部分尾礦粒級在-0.5 mm具有回收價值，可采用半磁盤式磁選機對該部分尾礦進行掃選，掃選中礦進入磨選系統再磨再選，可減少鐵金屬流失，提高回收率[6]。

(2)根據調試情況，在干式磁選和濕式預選段，尾礦產率合計僅為38.04%，未達到工藝設計的42%的指標。這將影響整個系統的產能。為此，提出在細碎篩分篩下產品(0～30 mm)增加干式磁選工藝，可降低高壓輥磨及濕式預選生產負荷，提高入磨原礦品位。

3 結 語

(1)福建某大型鐵礦是特大型矽卡巖型磁鐵礦床，主要有用礦物為磁鐵礦，并伴生輝鉬礦可綜合回收。原選礦廠年處理鐵礦石350萬t/a，破碎系統采用三段一閉路，細碎前干選工藝流程，最終產品粒度為0～12 mm；磨選工藝為階段磨礦—階段選別—磁選柱中礦自循環工藝流程，可生產全鐵品位為63.49%、全鐵回收率為77.40%、磁性鐵回收率為98.04%的鐵精礦。

(2)該礦山根據高壓輥磨工藝研究結果進行設計改造，將原有破碎系統破碎產品提高至-30 mm，后經高壓輥磨機和直線振動篩進行超細碎濕式篩分閉路—濕式順流型永磁筒式磁選機預先工藝，粗精礦進入原有的磨選系統，可生產全鐵品位為63.58%，全鐵回收率為77.30%，磁性鐵回收率為97.63%的鐵精礦。與改造前生產指標幾乎一致，但單月系統處理能力提高了近35.40個百分點；生產成本較原工藝下降2.48元/(t·原礦)，降幅達12.73個百分點，成本下降顯著。

(3)在高壓輥磨及預選工藝生產實踐中，存在預選尾礦脫水分級篩下產品磁性鐵損失率高達0.83%，可采用半磁盤式磁選機對該部分尾礦進行掃選，提高金屬回收率。為了提高系統產能，應重點考慮細碎篩分篩下產品(0～30 mm)增加干式磁選工藝的可行性。

(4)從高壓輥磨及預選工藝在福建某大型鐵礦山的應用情況，充分體現了其配置靈活、破碎比大、處理量大、節約電耗和鋼耗等優勢，在金屬礦山具有十分重要的推廣意義。