司家營鐵礦磨礦分級系統(tǒng)優(yōu)化改造實踐

袁 騰 趙禮兵

(1.華北理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院；2.河北鋼鐵集團灤縣司家營鐵礦有限公司)

磨礦分級作業(yè)是選礦加工流程中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，其效率高低直接影響后續(xù)選別作業(yè)的各項技術(shù)指標(biāo)。柱式平底旋流器因其適應(yīng)高濃度、粗粒級、低壓力的工作特點[1]，有效解決了傳統(tǒng)旋流器與格子型磨機配合使用存在的底流口易堵塞、分級效率低、返砂比波動大等問題，并在太鋼尖山鐵礦、首鋼水廠鐵礦等礦山得到了成功運用，替代了傳統(tǒng)螺旋分級機，從而達(dá)到了提高分級效率、改善磨礦分級產(chǎn)品粒度組成的目的，提供了解決問題的思路和方法。

1 磨礦分級系統(tǒng)存在的問題

司家營鐵礦氧化礦分4個系列，采用階段磨礦、粗細(xì)分級、重選—強磁選—陰離子反浮選工藝流程。磨礦倉儲存的礦石經(jīng)皮帶機給入第一段MQG3650格子型球磨機，分級設(shè)備為φ3 m雙螺旋分級機；第二段為MQY3650溢流型球磨機，分級設(shè)備為φ500 mm×8常規(guī)旋流器組[2]。近年，由于臺時產(chǎn)能逐步提高，螺旋分級機處理能力與磨機臺時不相匹配的問題日益凸顯，具體表現(xiàn)在：

(1)一段螺旋分級機分級效率較低約30%，且分級溢流產(chǎn)品粒度組成不均勻、兩極分化嚴(yán)重。

(2)二段旋流器溢流細(xì)度較設(shè)計降低約10個百分點，造成后續(xù)選別作業(yè)指標(biāo)波動較大，為穩(wěn)定技術(shù)指標(biāo)，被迫采取降低臺時處理能力的措施。

2 改造方案

根據(jù)考察結(jié)果，確定使用平底旋流器替代傳統(tǒng)分級機與常規(guī)旋流器，具體措施如下：

(1)一段磨礦分級采用FX840平底旋流器替代原φ3 m螺旋分級機，以增加提產(chǎn)空間，優(yōu)化分級溢流粒度組成，降低后段磨礦負(fù)荷。

(2)二段磨礦分級將原有φ500 mm常規(guī)旋流器結(jié)構(gòu)改為平底柱式結(jié)構(gòu)，以提高溢流細(xì)度指標(biāo)，優(yōu)化選別粒度組成。

3 改造前后分級指標(biāo)對比

根據(jù)現(xiàn)場工藝運轉(zhuǎn)狀況，選擇Ⅰ系列作為改造對象，優(yōu)化旋流器柱段長度、結(jié)構(gòu)形式、沉砂嘴尺寸、磨礦濃度等參數(shù)，改造后運轉(zhuǎn)穩(wěn)定1個月左右。對比Ⅰ、Ⅱ系列的分級指標(biāo)。

3.1 改造前后Ⅰ系列一段、二段分級指標(biāo)對比

在相同的設(shè)備性能條件下，不考慮礦石性質(zhì)變化等因素，Ⅰ系列改造前后一段、二段分級指標(biāo)對比結(jié)果見表1、表2。

表1 改造前后Ⅰ系列一段分級指標(biāo)對比

注：表中細(xì)度均指-0.074 mm粒級含量。

由表1可知，改造后FX840旋流器的各項指標(biāo)均優(yōu)于螺旋分級機；在設(shè)備運行穩(wěn)定的前提下，溢流細(xì)度提升了11.46個百分點，沉砂夾細(xì)降低了4.65個百分點，循環(huán)負(fù)荷提高了16.29個百分點，分級效率提升了15.81個百分點。

由表2可知，采用柱式平底結(jié)構(gòu)替代原有FX500常規(guī)錐體結(jié)構(gòu)后，分級效率提高9.84個百分點，循環(huán)負(fù)荷降低100.38個百分點；受一段FX840旋流器溢流粒度優(yōu)化及自身循環(huán)負(fù)荷降低的影響，二段磨機排礦細(xì)度提升12.06個百分點；沉砂夾細(xì)高于原有結(jié)構(gòu)是因為入料-0.074 mm粒級含量大幅增加。

表2 改造前后Ⅰ系列二段分級指標(biāo)對比

注：表中細(xì)度均指-0.074 mm粒級含量。

3.2 改造后Ⅰ、Ⅱ系列一段分級指標(biāo)對比

為進一步驗證改造效果，在臺時210 t/h的條件下，取Ⅰ、Ⅱ系列的相關(guān)數(shù)據(jù)進行對比，對比結(jié)果見表3～表5。

表3 一段磨機排礦粒度組成對比

由3可知，Ⅰ系列磨機磨礦效果略差于Ⅱ系列磨機，Ⅰ系列磨機排礦粒度組成較粗，主要體現(xiàn)于 +0.833 mm粒級。

表4 一段分級指標(biāo)對比

注：表中細(xì)度均指-0.074 mm粒級含量。

由表4可知，Ⅰ系列旋流器溢流細(xì)度高于Ⅱ系列螺旋分級機溢流細(xì)度3.09個百分點，分級效率高出9.66個百分點。

表5 一段分級溢流粒度組成對比

由表5可知，F(xiàn)X840旋流器溢流粒度組成均優(yōu)于螺旋分級機，其中+0.325 mm粒級含量明顯低于Ⅱ系列螺旋分級機；另外，Ⅰ系列FX840旋流器溢流-0.074 mm粒級含量高于Ⅱ系列螺旋分級機3.10個百分點；對比結(jié)果表明，采用旋流器替代螺旋分級機可明顯優(yōu)化溢流粒度組成，降低后續(xù)設(shè)備作業(yè)負(fù)荷，利于后續(xù)作業(yè)指標(biāo)選別。

3.3 改造后Ⅰ、Ⅱ系列二段分級指標(biāo)對比

臺時為210 t/h，在相同的礦石性質(zhì)條件下，對比試驗結(jié)果見表6。

表6 改造后Ⅰ、Ⅱ系列二段旋流器分級指標(biāo)對比

注：表中細(xì)度均指-0.074 mm粒級含量。

由表6可知，與Ⅱ系列二段分級旋流器對比，Ⅰ系列分級效率提高7.29個百分點，循環(huán)負(fù)荷降低27.86個百分點，溢流細(xì)度提高9.36個百分點，二段磨機排礦細(xì)度提升6.90個百分點。

4 結(jié) 語

(1)司家營鐵礦選礦廠一段磨礦分級系統(tǒng)采用FX840-GX-P旋流器替代螺旋分級機后，溢流粒度組成得到明顯改善，物料中+0.325 mm粒級含量明顯低于螺旋分級機。改造后溢流細(xì)度-0.074 mm粒級含量提升11.46個百分點，沉砂夾細(xì)降低4.65個百分點，循環(huán)負(fù)荷提高16.29個百分點，分級效率提升15.81個百分點。

(2)二段磨礦采用柱式平底結(jié)構(gòu)替代φ500 mm常規(guī)旋流器錐體結(jié)構(gòu)后，溢流細(xì)度達(dá)-0.074 mm 70%左右，溢流細(xì)度指標(biāo)提升明顯。

(3)兩段磨礦工藝改造后，二段磨機排礦細(xì)度-0.074 mm粒級含量達(dá)40%～45%，較改造前提高10個百分點左右。

(4)使用新型平底旋流器替代螺旋分級機作為一段分級設(shè)備，可提高分級效率、降低沉砂夾細(xì)，有效減輕過磨，減輕兩極分化，有利于后道工序選別。配套改造二次分級旋流器，對一段、二段磨礦分級系統(tǒng)效果改善明顯。