粗粒級(jí)蒙古礦提鐵降雜磨選工藝研究與工業(yè)實(shí)踐

宋素芬 劉樹新

(1.包頭鋼鐵集團(tuán)寶山礦業(yè)公司；2.內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)學(xué)院)

隨著公司對(duì)球團(tuán)精礦質(zhì)量要求的變化，寶山礦業(yè)公司原有的由白云鄂博礦生產(chǎn)的自產(chǎn)鐵精礦遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足公司冶煉的要求。為此，2002年建成了再磨再選生產(chǎn)系統(tǒng)，處理鐵品位60%左右的外購(gòu)鐵精礦，將這部分物料經(jīng)過(guò)再磨再選工藝處理，進(jìn)一步提高鐵品位，降低雜質(zhì)含量，作為球團(tuán)礦輸送給煉鐵以滿足公司冶煉需要[1-2]。由于蒙古礦鐵品位較高，可選性好，所以一直以來(lái)作為外購(gòu)鐵精礦的補(bǔ)充原料，先前主要是一些細(xì)粒級(jí)物料，供給再磨再選生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)球團(tuán)鐵精礦。2013年以來(lái)，根據(jù)公司生產(chǎn)需要，要求增加蒙古礦處理量，原來(lái)細(xì)粒級(jí)蒙古礦供給量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足選礦廠需求，需要處理粗粒蒙古礦，由于沒有成熟的處理粗粒蒙古礦工藝，寶山礦業(yè)公司結(jié)合自身工藝裝備水平，先后用再磨新、老系統(tǒng)處理粗粒蒙古礦，再磨老系統(tǒng)也曾進(jìn)行了多次改造，一直處于邊生產(chǎn)邊試驗(yàn)階段，表現(xiàn)為再磨老系統(tǒng)精礦品位不夠穩(wěn)定，在65%～67%波動(dòng)，距公司要求的鐵品位68%差距較大。

2014年5月份以來(lái)，由于新體系建成投產(chǎn)，蒙古礦精礦月產(chǎn)量由8萬(wàn)t增加為12萬(wàn)t。由于再磨老系統(tǒng)生產(chǎn)蒙古礦精礦月產(chǎn)量只能達(dá)到8.5萬(wàn)t，所以采用自產(chǎn)礦二系列階段處理蒙古礦來(lái)彌補(bǔ)蒙古礦精礦產(chǎn)量，以滿足公司需求。2015年隨著蒙古礦開采量增加，硫含量升高，甚至達(dá)到3.5%，所以要求寶山礦業(yè)公司降低蒙古精礦硫含量。2016年寶山礦業(yè)公司結(jié)合蒙古礦降硫試驗(yàn)研究進(jìn)行了蒙古礦脫硫改造與試生產(chǎn)[3]。目前蒙古礦精礦雖然基本滿足了公司需求，但品位不夠穩(wěn)定，蒙古礦精礦日平均鐵品位在67.5%～68.5%波動(dòng)，硫含量在0.6%～1.3%波動(dòng)?？梢?，需要研究合理的處理粗粒蒙古礦磨選工藝。

1 蒙古礦礦石性質(zhì)

1.1 多元素分析及鐵物相分析

蒙古礦多元素分析、鐵物相分析、礦物定量分析結(jié)果分別見表1～表3[4]。

表1 蒙古礦多元素分析結(jié)果

%

由表1可知，蒙古礦原礦全鐵含量為53.20%、FeO含量為24.80%、FeO/TFe為46.62%、SiO2含量為7.91%、S含量為1.99%、K2O+Na2O含量為0.53%、F含量為0.20%，屬磁鐵礦石。

表2 蒙古礦鐵物相分析結(jié)果 %

由表2可知，原礦中的鐵主要以磁鐵礦物為主，占有率為86.09%，其次為赤鐵礦，占有率為11.65% ，硅酸鹽及黃鐵礦中的含鐵量均為0.60%，占有率均為1.13%。

由表3可知，蒙古礦主要有用礦物是磁鐵礦，并含有少量赤鐵礦；脈石礦物以角閃石、輝石、白云石、方解石、長(zhǎng)石、石英為主。

1.2 礦石粒級(jí)組成

(1)細(xì)粒級(jí)蒙古礦粒級(jí)組成。細(xì)粒級(jí)蒙古礦粒級(jí)組成波動(dòng)較大，較細(xì)時(shí)+12.50mm粒級(jí)產(chǎn)率僅為0.55%(見表4)，較粗時(shí)+12mm粒級(jí)含量超過(guò)5%，最高達(dá)到20%[5]。

表3 蒙古礦礦物組成定量分析結(jié)果 %

礦物名稱磁鐵礦赤鐵礦黃鐵礦、磁黃鐵礦螢石稀土礦物白云石、方解石角閃石、輝石黑云母長(zhǎng)石、石英磷灰石重晶石其他礦物含量74.866.150.820.17<0.554.558.281.142.670.14<0.051.22

表4 細(xì)粒級(jí)蒙古礦粒級(jí)組成

由表4可知，細(xì)粒級(jí)蒙古礦主要分布在12.50～6.30mm、6.30～3.00mm、2.00～1.00mm、1.00～0.25mm、-0.074mm粒級(jí)，產(chǎn)率分別占11.00%，20.80%，10.00%，22.80%，10.00%。

(2)粗粒級(jí)蒙古礦粒級(jí)組成。粗粒級(jí)蒙古礦粒級(jí)組成波動(dòng)較大，其中+12mm粒級(jí)含量超過(guò)16%，最高達(dá)到44%。

2 蒙古礦生產(chǎn)工藝流程發(fā)展過(guò)程

寶山礦業(yè)公司在蒙古礦可選性小型試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了以下不同工藝流程的工業(yè)試驗(yàn)與生產(chǎn)：

(1)2010年8月在再磨新系統(tǒng)進(jìn)行蒙古礦的工業(yè)試驗(yàn)，采用的工藝為兩段磨礦、一段分級(jí)、兩段弱磁選工藝。

(2)2010年10月進(jìn)行了蒙古礦在再磨新系統(tǒng)的工業(yè)試生產(chǎn)。試生產(chǎn)期間工藝流程與工業(yè)試驗(yàn)流程相同。

(3)2011年1月將原處理外購(gòu)鐵精礦的再磨老系統(tǒng)改造為處理蒙古礦，采用工藝為兩段一閉路連續(xù)磨礦—弱磁選工藝。

(4)2011年9月將再磨老系統(tǒng)一段磨礦改為棒磨機(jī)，將磨礦工藝改為一段棒磨開路，二段、三段球磨閉路的三段兩閉路連續(xù)磨礦流程。

(5)2012年3月在再磨老系統(tǒng)棒磨排礦后增加一段φ500 mm旋流器分級(jí)，磨礦工藝仍為一段棒磨開路，二段、三段球磨閉路的三段兩閉路連續(xù)磨礦流程，但分級(jí)作業(yè)增加為三段。

(6)2014年7月將再磨老系統(tǒng)二段磨礦由溢流型球磨機(jī)改為格子型球磨機(jī)。

(7)2016年9月增加了蒙古礦磁選精礦脫硫浮選。

3 蒙古礦現(xiàn)生產(chǎn)工藝

3.1 工藝流程

目前，再磨老系統(tǒng)處理蒙古礦工藝流程見圖1。

3.2 工藝指標(biāo)

目前，老系統(tǒng)蒙古礦處理量為180 t/h，粒度達(dá)到-0.074 mm 72%～76%，磁選精礦品位為66%～67%，脫硫浮選精礦品位為67.5%～68.5%，硫含量為0.8%，選比為1.45。

圖1 再磨老系統(tǒng)處理蒙古礦工藝流程

3.3 現(xiàn)老系統(tǒng)工藝分析

(1)蒙古礦來(lái)料粒度粗、粒度組成不穩(wěn)定，造成老系統(tǒng)磨礦分級(jí)作業(yè)仍然存在問(wèn)題?，F(xiàn)工藝一段旋流器預(yù)先分級(jí)溢流產(chǎn)率低，僅為12%～15%，造成一次磨機(jī)通過(guò)量大，磨礦效率低，二段、三段旋流器分級(jí)濃度高，達(dá)到50%以上，分級(jí)效果不好，造成最終磨礦粒度粗。

(2)磁選二段作業(yè)濃度高，永磁底箱存在堵塞，分選效果不好。

(3)一段、二段旋流器由于沉砂濃度大、粒度粗、易造成管道堵塞的問(wèn)題，常常影響生產(chǎn)順行。

(4)與自產(chǎn)礦系列相比原礦臺(tái)時(shí)處理能力低，消耗高，與節(jié)能降耗相違背。

(5)最終精礦粒度偏粗，容易造成送過(guò)濾車間精礦流槽堵塞，對(duì)生產(chǎn)造成影響。

(6)最終低硫鐵精礦與高硫精礦質(zhì)量波動(dòng)大。

4 蒙古礦生產(chǎn)工藝流程改進(jìn)措施

(1)夏季礦粒沉槽速度加快，通過(guò)優(yōu)化旋流器工藝參數(shù)，包括給礦壓力、分級(jí)濃度、溢流管直徑、溢流管插入深度、圓柱高度、傾角、沉砂口直徑等確定合理的磨礦粒度，目前只限于調(diào)整給礦壓力與沉砂口直徑；進(jìn)行調(diào)整磨機(jī)介質(zhì)配比試驗(yàn)來(lái)提高磨礦細(xì)度，進(jìn)而提高磨礦效率[6]。

(2)考慮改進(jìn)磁選機(jī)給礦方式及底箱水吹散方式，解決永磁底箱堵塞，提高分選效果。

(3)脫硫浮選現(xiàn)場(chǎng)用4種藥劑，分別為活化劑、捕收劑1、捕收劑2、起泡劑，藥劑種類多，且藥劑相互作用敏感，稍有不慎就會(huì)造成指標(biāo)波動(dòng)，需要進(jìn)一步探索新的適應(yīng)性較強(qiáng)的蒙古礦脫硫藥劑制度。

(4)白云礦處理量減少，可充分利用自產(chǎn)礦系列處理蒙古礦；再者自產(chǎn)礦流程運(yùn)行多年，指標(biāo)穩(wěn)定，可考慮處理蒙古礦；與白云氧化礦相比，蒙古礦原礦鐵品位高、密度大、沉槽快，螺旋分級(jí)機(jī)不適合，所以考慮將φ3 m分級(jí)機(jī)用適合粗粒分級(jí)φ660 mm旋流器代替[7]。具體工藝流程見圖2。

圖2 蒙古礦生產(chǎn)推薦工藝流程

5 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)粗粒蒙古礦磨礦工藝流程的不斷改進(jìn)、磨機(jī)改型、優(yōu)化磁選作業(yè)工藝參數(shù)、增加脫硫浮選作業(yè)等一系列措施，再磨老系統(tǒng)目前形成了三段磨礦三段分級(jí)的三段兩閉路—弱磁選—脫硫浮選的選礦工藝，處理能力由2010年的120 t/h左右提高到180 t/h左右，磨礦粒度由2010年的-0.074 mm 65%提高到-0.074 mm 73%，磁選精礦鐵品位由65%提高到66.5%；特別是通過(guò)對(duì)磁選精礦脫硫浮選，最終得到鐵品位68%、硫含量0.8%的低硫蒙古鐵精礦，滿足了包鋼冶煉需求，為包鋼改善入爐原料、提高高爐利用系數(shù)做出了貢獻(xiàn)。但目前粗粒蒙古礦磨選工藝仍然存在一些問(wèn)題，需要在今后的生產(chǎn)中不斷改進(jìn)優(yōu)化，從而創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。

[1] 劉金長(zhǎng)，張雙愛.某低品位進(jìn)口鐵粉礦提質(zhì)降硅試驗(yàn)[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2017(7):63-65.

[2] 周海歡.河北某超貧磁鐵礦提鐵降雜試驗(yàn)研究[J].有色金屬：選礦部分，2016(1):52-55.

[3] 范麗琴.再磨鐵精礦品位達(dá)到69%的合理流程研究[J].包鋼科技，2009，35(2)5-7.

[4] 范麗琴，姚 剛.蒙古礦研究報(bào)告[R].包頭：包鋼選礦廠，2013．

[5] 姚 剛，李文麗.再磨老系統(tǒng)處理蒙古礦流程考察報(bào)告[R].包頭：包鋼選礦廠，2012.

[6] 楊家文.破碎與磨礦技術(shù)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2008.

[7] 李保章，江 斌.蒙古國(guó)某高品位磁鐵礦石選礦試驗(yàn)[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2017(1):142-144.