甘肅某鐵礦提質擴能選礦工藝技術改造研究

李美鮮 邢樹欣

（1.馬鋼集團設計研究院有限責任公司；2.肅北縣博倫礦業開發公司）

甘肅某鐵礦年設計處理規模250 萬t。近年，隨著市場鐵礦價格的穩定，選廠為提高經濟效益，逐步探索在現有設備設施的基礎上，以盡量減小對選廠生產的影響為前提進行擴能改造，將處理能力提升至350 萬t/a［1-3］；同時，隨著礦石性質的變化，原工藝流程存在鐵精礦品位偏低，SiO2含量高等問題。因此，對選廠進行工藝技術改造勢在必行。

1 礦石性質

該礦石屬于高磷高硫低品位單一酸性原生磁鐵礦，可回收的有用成分主要是鐵。磁鐵礦主要呈稠密—中等稠密浸染狀嵌布于脈石中，脈石含量較高的為石英和閃石。礦石多元素化學分析結果見表1，磁鐵礦嵌布粒度見表2。

由表1、表2 可知，磁鐵礦粒度普遍細小，要提高鐵精礦品位，必須提高礦石解離度。

2 選廠原工藝流程

選廠現有工藝采用三段一閉路—階段磨選流程。礦石在井下粗碎后提升上來，分兩個系列處理。井下采用C125 顎式破碎機粗碎，地表采用C100 顎式破碎機粗碎，中碎采用HP400 圓錐破碎機，中碎產品與KYH2665 圓振篩組成閉路篩分，礦石經兩段干拋后進入磨選廠房。干拋精礦進入2740格子型球磨機和3660 溢流型球磨機進行一段磨礦，磨礦產品與旋流器組成閉路，溢流經磁選后，精礦進入2740溢流型球磨機進行二段磨礦，二段溢流經磁選后，精礦進入2740 溢流型球磨機進行三段磨礦。目前，三段磨礦細度為-0.045 mm 90%，磨礦產品經磁選后，精礦經陶瓷過濾機過濾得到最終精礦。原工藝流程見圖1，最終鐵精礦指標見表3。

由表3可知，精礦TFe品位62.02%，SiO2含量9.74%，要達到選廠鐵精礦銷售標準TFe 品位64%以上，SiO2含量控制在9%以內，還存在一定差距。

3 工藝改造方案

3.1 改造方案

（1）破碎工段。在選廠現有三段一閉路碎礦的基礎上，三段碎礦產品粒度由12 mm 放粗至20 mm，引入高壓輥磨超細碎工藝，將產品粒度控制在3 mm以下，減輕磨機壓力。輥磨產品通過干式閉路篩分，篩上+3 mm 粒級經磁滑輪拋尾后，精礦返回輥磨機，篩下-3 mm粒級進粗顆粒磁選機，磁選粗精礦進一段磨礦系統，磁選尾礦可撈取粗粒尾砂，細砂進尾礦濃縮系統［4-5］。

（2）磨選工段。將原三段磨機改作一段、二段磨礦使用，以提高磨礦處理能力；由于立磨機廣泛應用于微細粒磨礦，相對于球磨具有節能、運行成本低的特點，特引入立式塔磨機作為三段磨礦設備；引入淘洗機精選設備，對精礦進行淘洗機再選；研究表明，可提高精礦鐵品位1.5～2.0 個百分點。改造后工藝流程見圖2，改造后鐵精礦多元素分析結果見表4。

3.2 改造效果

通過在破碎工段引入高壓輥磨機，可放粗三段破碎產品粒度，產品粒度可由12 mm 提高至20 mm，減輕碎礦負荷，提高破碎處理能力，使破碎工段達到年處理能力360 萬t。經高壓輥磨超細碎工藝后，磨前產品粒度降至3 mm，每年可多拋出產率5%的廢石。同時，增設磨前濕式粗粒磁選，使磨前鐵品位提高至34%，增加粗粒尾砂產率，減少進入尾礦庫的尾礦量。一般來說，高壓輥磨后采用濕式篩分，篩分效率更高，但考慮到選廠當地干旱缺水、冬季氣溫低，此次采用高壓輥磨與干式篩分組成閉路，兩者作業制度相同，工藝配置及人員調配更加合理順暢。粗粒磁選改造直接在廠房內進行，粗粒尾砂通過膠帶機轉運至堆場。

原4 臺三段磨機可根據需要改作一段、二段使用，可有效解決由于擴能引起的一段、二段磨機處理能力不足的問題；三段磨礦改用立式塔磨機，設計產品細度-0.045 mm95%，可使磁鐵礦得到充分單體解離，再通過淘洗機精選，真正實現細磨深選、提質降雜。試驗結果表明，鐵精礦品位可達65.40%，SiO2雜質含量可降低至4.97%。

改造后合格礦通過N1#膠帶機轉運至給礦圓筒倉，再通過圓筒倉N2#膠帶機轉運至高壓輥磨廠房，輥壓后的產品通過N1#轉運站轉運至干式篩分廠房，篩上產品通過N2#干拋轉運站干拋后，廢石運至廢石堆場，篩上精礦直接落在N2#膠帶機上運至高壓輥磨廠房。三段立磨廠房布置在主廠房及濃縮池邊上，粗精礦與尾礦均充分利用地形和現有設施實現自流和就近進入。改造與生產分開，最大限度地減少了對生產的影響。

4 經濟效益分析

經過擴能提質改造，礦石處理能力提升至350萬t/a，精礦產量增加20 萬t/a，同時鐵精礦品位由62%提高至65%，提高了人員勞動生產效率。按700元/t 鐵精粉價格，項目實施后，正常年銷售收入可達67 841.15 萬元，稅后利潤6 868.94 萬元，投資財務內部收益率為22.86%，全部投資回收期為5.34 a。

5 結論

（1）甘肅某鐵礦屬高磷高硫低品位單一酸性原生磁鐵礦，可回收的有用成分主要是鐵，脈石含量高。磁鐵礦均勻嵌布在脈石中，粒級普遍均勻細小，要提高鐵精礦品位，必須使礦石達到充分解離。

（2）放粗三段一閉路破碎產品粒度，引入高壓輥磨超細碎工藝，擴大了選廠處理能力；增設磨前粗粒預選，提高了入磨鐵品位，增加了拋尾量；三段磨礦改用立式塔磨機并采用淘洗機進行精選，實現了礦石的細磨深選，達到了擴能提質的目的，可為類似礦山的改造提高參考。

（3）通過工藝改造實施，可實現稅后利潤6 868.94 萬元，投資財務內部收益率為22.86%，經濟效益顯著。