高壓輥磨機(jī)串聯(lián)工藝流程在某鐵礦的應(yīng)用研究

王 歡 翁金紅 王榮林 沈 斌

（安徽馬鋼礦業(yè)資源集團(tuán)姑山礦業(yè)有限公司）

高壓輥磨機(jī)以其獨(dú)特的粉碎原理和高效節(jié)能的技術(shù)特點(diǎn)首先應(yīng)用于水泥行業(yè)［1-2］，在美國(guó)亞利桑那州銅礦的應(yīng)用取得成功后，在世界眾多金屬礦山得到推廣應(yīng)用。2006年，馬鋼凹山選礦廠將高壓輥磨機(jī)應(yīng)用于鐵礦石的超細(xì)碎，開啟了我國(guó)金屬礦山應(yīng)用高壓輥磨機(jī)的先河。目前，高壓輥磨機(jī)已廣泛應(yīng)用于我國(guó)金屬礦山的礦物加工［3-5］。

隨著我國(guó)開采礦石的日益貧、細(xì)、雜化，磨礦產(chǎn)品細(xì)度要求越來(lái)越高。磨礦細(xì)度的提高勢(shì)必會(huì)增加磨礦成本，使選礦流程復(fù)雜化。若高壓輥磨串聯(lián)工藝能引入生產(chǎn)流程，則有利于縮短磨選流程，降低磨礦能耗，提高入磨品位，并最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、提質(zhì)增產(chǎn)、降本增效的目標(biāo)［6-10］。馬鋼某礦山對(duì)現(xiàn)場(chǎng)三段一閉路破碎產(chǎn)品開展了高壓輥磨串聯(lián)+預(yù)選工藝應(yīng)用研究。

1 原礦性質(zhì)

原礦主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1，鐵物相分析結(jié)果見表2，碎礦最終產(chǎn)品粒度見表3。

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由表1可知，原礦中可供選礦回收的主要元素為鐵，含量33.05%，堿性系數(shù)0.38，具原生酸性鐵礦石特征；礦石中有害元素硫、磷含量較低，對(duì)選別精礦質(zhì)量的影響可以忽略；需要選礦排除的造渣組分主要是SiO2，其次為MgO、Al2O3和CaO。

由表2可知，原礦中鐵主要以磁鐵礦形式存在，分布率84.06%；其次是赤褐鐵礦，分布率9.15%；其他鐵礦物含量較少。礦石的理論回收率約84%。

由表3可知，碎礦最終產(chǎn)品30～20 mm粒級(jí)產(chǎn)率最高，達(dá)32.59%，其次是20～15 mm粒級(jí)，產(chǎn)率17.48%，-0.074 mm粒級(jí)產(chǎn)率為5.03%。

2 試驗(yàn)流程的擬定

目前，大多數(shù)選礦廠輥壓產(chǎn)品的粒度上限在5～3 mm，為了擴(kuò)大產(chǎn)能、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，提出了在三段一閉路破碎流程的基礎(chǔ)上增加兩段高壓輥磨—預(yù)選作業(yè)，將現(xiàn)有流程中的輥壓產(chǎn)品粒度從5～0 mm降至2～0 mm或1～0 mm、0.5～0 mm，此粒度下-0.074 mm含量基本在30%～50%。大幅度降低高壓輥磨輥壓產(chǎn)品粒度，提高入磨鐵品位，最大程度實(shí)現(xiàn)“保質(zhì)提產(chǎn)、節(jié)能降耗、降本增效”的技術(shù)目標(biāo)。試驗(yàn)擬定的高壓輥磨串聯(lián)+預(yù)選流程見圖1。

3 兩段高壓輥磨串聯(lián)+預(yù)選試驗(yàn)研究

3.1 一段高壓輥磨輥壓試驗(yàn)

閉路輥壓試驗(yàn)設(shè)備為?800 mm×250 mm高壓輥磨機(jī)，壓力9 MPa，轉(zhuǎn)速0.335 m/s，給礦粒度30～0 mm，物料為自然含水，閉路篩下產(chǎn)品粒度8～0 mm，閉路輥壓試驗(yàn)平衡后輥磨產(chǎn)品及篩上、篩下產(chǎn)品篩析結(jié)果見表4、表5、表6。

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由表4、表5、表6可知，高壓輥磨產(chǎn)品粒度明顯減小，細(xì)顆粒含量大幅度增加，-8 mm含量由給料的37.11%增加到73.65%，-0.074 mm含量由給料的5.03%增加到11.69%；輥壓產(chǎn)品篩下-2 mm粒級(jí)含量51.40%，-0.074 mm粒級(jí)含量16.23%。

該輥壓試驗(yàn)的返砂比38.85%，輥壓效果較明顯。

3.2 一段閉路輥壓篩上、篩下產(chǎn)品干式磁選拋尾試驗(yàn)

一段閉路輥壓篩上（+8 mm）、篩下產(chǎn)品（8～0 mm）干式磁選拋尾試驗(yàn)結(jié)果見表7。

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由表7可知，篩上精礦鐵品位39.47%、磁性鐵回收率99.47%、尾礦磁性鐵含量0.95%；篩下精礦鐵品位35.41%、磁性鐵回收率99.72%、尾礦磁性鐵含量0.93%，預(yù)選拋尾效果較好。

3.3 二段高壓輥磨輥壓試驗(yàn)

對(duì)表7中的篩下精礦進(jìn)行二段高壓輥磨輥壓試驗(yàn)，控制閉路篩下產(chǎn)品粒度2～0 mm、1～0 mm、0.5～0 mm，試驗(yàn)設(shè)備為?400 mm×100 mm高壓輥磨機(jī)，壓力4 MPa，轉(zhuǎn)速0.74 m/s，給礦粒度8～0 mm，物料為自然含水，二段高壓輥磨閉路輥壓試驗(yàn)結(jié)果見表8。

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由表8可知：①二段閉路輥壓篩下控制粒度為2～0 mm情況下，高壓輥磨機(jī)排礦-0.074 mm占17.33%，篩下產(chǎn)品-0.074 mm占29.22%，循環(huán)負(fù)荷69.10%。②二段閉路輥壓篩下控制粒度為1～0 mm情況下，高壓輥磨機(jī)排礦-0.074 mm占18.99%，篩下產(chǎn)品-0.074 mm占38.05%，循環(huán)負(fù)荷102.66%。③二段閉路輥壓篩下控制粒度為0.5～0 mm情況下，高壓輥磨機(jī)排礦-0.074 mm占19.27%，篩下產(chǎn)品-0.074 mm占48.78%，循環(huán)負(fù)荷154.97%。

3.4 二段閉路輥壓篩上、篩下產(chǎn)品磁選拋尾試驗(yàn)

二段閉路輥壓篩上（8～2 mm或8～1 mm、8～0.5 mm）干式磁選（磁場(chǎng)強(qiáng)度278.66 kA/m，轉(zhuǎn)速1.70 m/s）、篩下產(chǎn)品（2～0 mm或1～0 mm、0.5～0 mm）濕式磁選，拋尾試驗(yàn)結(jié)果見表9、表10。

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由表9可知，二段閉路輥壓篩上產(chǎn)品采用干式磁選拋尾，可拋出作業(yè)產(chǎn)率16.28%～19.06%、磁性鐵含量1.15%～1.30%的尾礦，精礦鐵品位提高到42.42%～43.56%、磁性鐵作業(yè)回收率99.18%～99.40%，干式磁選拋尾效果較好。

由表10可知，二段閉路輥壓篩下產(chǎn)品采用濕式磁選拋尾，可拋出作業(yè)產(chǎn)率26.13%～31.47%、鐵品位6.70%～7.27%、磁性鐵含量0.80%～0.94%的尾礦，精礦鐵品位提高到45.58%～48.48%、磁性鐵作業(yè)回收率99.00%～99.30%，濕式磁選拋尾量較大，鐵品位提高幅度也較大，拋尾效果好。

3.5 兩段高壓輥磨串聯(lián)+預(yù)選優(yōu)化流程試驗(yàn)

根據(jù)各階段試驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行了兩段高壓輥磨串聯(lián)+預(yù)選優(yōu)化全流程試驗(yàn)，結(jié)果見表11。

由表11可知，現(xiàn)場(chǎng)碎礦產(chǎn)品經(jīng)兩段高壓輥磨串聯(lián)+預(yù)選工藝流程處理，一段輥壓最終產(chǎn)品粒度放粗到8～0 mm，篩下、篩上均采用干式磁選拋尾；二段輥壓最終產(chǎn)品粒度2～0 mm、1～0 mm或0.5～0 mm，篩下采用濕式磁選拋尾，篩上采用干式磁選拋尾，最終得到品位45.58%～48.48%的精礦，拋出產(chǎn)率32.34%～37.41%、磁性鐵含量小于1%的尾礦。

4 結(jié)論

（1）碎礦最終產(chǎn)品TFe品位33.05%，磁鐵礦之鐵分布率84.06%，-0.074 mm粒級(jí)產(chǎn)率5.03%，+30 mm粒級(jí)產(chǎn)率1.96%，+8 mm粒級(jí)產(chǎn)率62.89%，中間粒級(jí)多有利于輥壓。

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（2）在現(xiàn)場(chǎng)三段一閉路破碎流程的基礎(chǔ)上增加兩段高壓輥磨作業(yè)，一段放粗粒度至8～0 mm，二段輥壓最終產(chǎn)品粒度2～0 mm、1～0 mm或0.5～0 mm，-0.074 mm含量達(dá)29.22%～48.78%，接近國(guó)內(nèi)選鐵廠一段磨礦細(xì)度。因此，兩段串聯(lián)輥壓流程基本可以代替一段磨礦。

（3）兩段高壓輥磨串聯(lián)+預(yù)選優(yōu)化流程最終可得到品位45.58%～48.48%的精礦，拋出產(chǎn)率32.34%～37.41%、磁性鐵含量小于1%的尾礦。該工藝的實(shí)施有望簡(jiǎn)化磨選流程，降低磨選成本，減少細(xì)粒尾礦量，產(chǎn)出的粗粒尾礦可作為建筑砂石出售。