通鋼樺甸礦業(yè)公司三道溝選礦廠提質(zhì)增效工藝技術(shù)改造

張秀軍

(通鋼集團(tuán)樺甸礦業(yè)有限責(zé)任公司三道溝選礦廠)

通鋼樺甸礦業(yè)公司三道溝選礦廠位于吉林省樺甸市境內(nèi)，是通鋼集團(tuán)鐵精粉原料基地之一。選礦廠始建于2007年初，設(shè)計(jì)規(guī)模為60萬t/a，年產(chǎn)鐵精礦20萬t。2007年末投產(chǎn)后，由于受多種條件制約，各生產(chǎn)指標(biāo)不達(dá)標(biāo)，年產(chǎn)鐵精礦僅15萬t。經(jīng)過歷年的不斷工藝改造，2011年形成了碎礦三段一閉路、粗破后大粒度干選、磨選兩段半磨礦、五次磁選的選礦工藝流程，各項(xiàng)工藝指標(biāo)有了很大的改善，年產(chǎn)精礦量20萬t，達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)[1]。但在生產(chǎn)實(shí)踐中對(duì)流程考察發(fā)現(xiàn)，仍有個(gè)別指標(biāo)不穩(wěn)、選礦成本偏高等問題影響選礦指標(biāo)，使效益降低。為此，三道溝選礦廠通過對(duì)原礦性質(zhì)及選礦工藝流程考察論證，并引進(jìn)“新技術(shù)、新材料、新設(shè)備、新工藝”對(duì)選礦工藝進(jìn)行改造，使各生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)得到持續(xù)改善并穩(wěn)定，改造后經(jīng)濟(jì)效益顯著。

1 原選礦工藝存在的問題

(1)破碎粉礦粒度大。三道溝選礦廠碎礦采用三段一閉路破碎篩分工藝，粗破為美卓C100顎式破碎機(jī)，中碎為PYB1750標(biāo)準(zhǔn)型彈簧圓錐破碎機(jī)，細(xì)碎為PYD1750短頭型彈簧圓錐破碎機(jī)，篩分為ZD1540單軸振動(dòng)篩。由于礦石硬度較大，破碎設(shè)備除了粗碎為新型高效破碎設(shè)備外，中、細(xì)碎破碎機(jī)破碎效果差、效率低，導(dǎo)致破碎產(chǎn)量低、入磨粉礦粒度過大，+20 mm粒級(jí)產(chǎn)率為25.42%，-10 mm粒級(jí)僅占16.5%。直接影響了磨礦效率和整體經(jīng)濟(jì)效益。入磨粉礦各粒級(jí)含量見表1。

表1 入磨粉礦篩分分析結(jié)果

(2)入磨原礦廢石率含量過高，入磨原礦品位偏低。選廠破碎篩分工藝在粗碎后為磁滑輪大粒干選，中細(xì)碎后篩上返回磁滑輪中粒干選，經(jīng)過兩次磁滑輪干選后的最終粉礦供給磨選。經(jīng)采樣分析，由于受礦石性質(zhì)變化影響及磁滑輪設(shè)備自身性能的限制，磁滑輪的選別效果不理想，粉礦內(nèi)夾雜的廢石含量偏高，入磨礦石中廢石含量達(dá)12%～25%，入磨原礦品位僅為24.94%，這一高比例的廢石給入一段磨礦，造成了磨礦能耗的浪費(fèi)。

(3)一段磨礦分級(jí)采用高堰式雙螺旋分級(jí)機(jī)，磨礦分級(jí)效果差。磨選工藝中一段磨礦分級(jí)的分級(jí)設(shè)備為ZFG-20高堰式雙螺旋分級(jí)機(jī)。經(jīng)對(duì)分級(jí)機(jī)返砂取樣分析，返砂中-1 mm粒級(jí)含量為52.83%，1～3 mm粒級(jí)含量為16.7%，大量的細(xì)粒級(jí)返砂返回球磨機(jī)進(jìn)行再磨，即影響了磨礦效率，又大量浪費(fèi)了鋼耗和電力。同時(shí)，分級(jí)機(jī)溢流+2 mm粒級(jí)含量為5.78%，+1 mm粒級(jí)含量為12.94%，較大比例的粗顆粒給入二段磨礦分級(jí)，對(duì)下部工序帶來較大的不利影響。分級(jí)機(jī)返砂、溢流各粒級(jí)含量見表2、表3。

表2 分級(jí)機(jī)返砂篩分分析結(jié)果

表3 分級(jí)機(jī)溢流篩分分析結(jié)果

(4)選別工藝最終磁選效果不理想，精礦品位達(dá)不到要求。磨選工藝選別作業(yè)為5段磁選，前4段磁選均采用半逆流濕式永磁磁選機(jī)，第5段磁選采用φ600 mm磁選柱。隨著礦山企業(yè)生產(chǎn)條件的不斷變化、科技水平的不斷進(jìn)步，磁選柱顯現(xiàn)出了局限性，適應(yīng)礦石變化能力弱、選別不充分、選別效果不理想等，制約了礦山企業(yè)效益的進(jìn)一步提升。三道溝選礦廠隨著原礦供應(yīng)由露天轉(zhuǎn)為井下硐采，礦石性質(zhì)發(fā)生了極大的變化，磁選柱選別后的終精品位達(dá)不到66%以上優(yōu)質(zhì)鐵精粉的要求，經(jīng)濟(jì)效益嚴(yán)重受損。同時(shí)，磁選柱尾礦品位過高，返回流程再磨的循環(huán)負(fù)荷不斷增加，形成惡性循環(huán)，嚴(yán)重制約了磨選工藝的生產(chǎn)順行。

2 工藝流程改造

針對(duì)以上三道溝選礦工藝中影響選礦生產(chǎn)及效益的問題，三道溝選礦廠根據(jù)自身?xiàng)l件，本著低投入、時(shí)間短的原則，在不影響全年生產(chǎn)任務(wù)的前提下，合理安排時(shí)間對(duì)厚工藝進(jìn)行了如下改造。

(1)對(duì)細(xì)碎破碎機(jī)進(jìn)行更換，降低粉礦粒度。結(jié)合樺甸礦業(yè)公司實(shí)際情況，三道溝選礦廠將樺甸礦業(yè)公司已停產(chǎn)的東山二選的細(xì)碎設(shè)備西蒙斯圓錐破碎機(jī)取代原破碎篩分流程細(xì)碎PYD-1750短頭型彈簧圓錐破碎機(jī)。投入運(yùn)行后對(duì)破碎粉礦進(jìn)行采樣分析，+20 mm粒級(jí)含量為12.41%，-10 mm粒級(jí)含量為26.06%，破碎效果明顯優(yōu)化。

(2)增加磨前干式預(yù)選磁選工藝，降低入磨原礦廢石混入率，提高入磨品位。由于三道溝選礦廠是在原廠房對(duì)工藝進(jìn)行改造，受原廠房空間限制，沒有增設(shè)磨前濕式預(yù)選設(shè)備的空間。在對(duì)整個(gè)選礦工藝進(jìn)行考察論證后，決定在破碎篩分工藝4號(hào)皮帶(振動(dòng)篩篩下粉礦)增設(shè)干式預(yù)選。采用規(guī)格型號(hào)為 LCG1021粉礦干式預(yù)選機(jī)[2]，磁場(chǎng)強(qiáng)度398.09 kA/m，轉(zhuǎn)數(shù)為80 r/min，經(jīng)采樣分析，粉礦全鐵品位為24.94%，干選后精礦全鐵品位為28.21%，產(chǎn)率為84.20%，回收率為95.24%，尾礦全鐵品位為7.51%，尾礦磁性鐵含量為0.85%。

(3)用直線篩取代高堰式雙螺旋分級(jí)機(jī)，提高一段磨礦分級(jí)效果。通過對(duì)磨選工藝一段磨礦分級(jí)分析論證并結(jié)合一段磨礦分級(jí)在磨選廠房的布置情況，將高堰式雙螺旋分級(jí)機(jī)拆除，在原分級(jí)機(jī)處安裝1臺(tái)zkx1836直線篩、兩條500 mm寬皮帶將篩上物料輸送回一段磨機(jī)循環(huán)再磨。直線篩采用2 mm篩孔尺寸篩板。經(jīng)采樣分析，一段磨礦產(chǎn)品中無-2 mm粒級(jí)物料全部進(jìn)入下段工序，直線篩篩上物料即原分級(jí)機(jī)返砂中無-2 mm粒級(jí)產(chǎn)品，直線篩篩下物料即原分級(jí)機(jī)溢流中無+2 mm粒級(jí)產(chǎn)品，一段磨礦分級(jí)效果良好，同時(shí)為下部工序創(chuàng)造了有利條件。

(4)采用全自動(dòng)淘洗磁選機(jī)代替原磁選柱，提高并穩(wěn)定精礦品位。針對(duì)磨選工藝流程選別作業(yè)的實(shí)際情況，三道溝選礦廠對(duì)現(xiàn)有礦石性質(zhì)與磨選工藝流程進(jìn)行分析，以節(jié)能高效、小投入換大效益為原則，以設(shè)備大型化、自動(dòng)化為方向，最終選擇CH-CXJ30000淘洗磁選機(jī)取代磁選柱進(jìn)行最終磁選[3-4]，同時(shí)取消了原磁選柱后過濾機(jī)前的濃縮磁選，在不改變?cè)心サV流程的基礎(chǔ)上，用4次磁選取代原工藝的5次磁選，取得了良好的效果，精礦品位為66.06%，滿足了集團(tuán)公司對(duì)鐵精粉質(zhì)量的要求，達(dá)到了降本增效的目的，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

3 改造前后工藝流程與效果對(duì)比

改造前后選礦工藝流程見圖1、圖2，改造前后選礦生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比見表4。

由表4可知，選礦生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)改造后比改造前得到了較大的優(yōu)化，選礦單位成本下降了5.79元/(t·精礦)。

4 改造后選礦工藝存在的問題

一段磨礦分級(jí)改造后，磨礦分級(jí)效果得到了優(yōu)化，但直線篩適應(yīng)礦石變化的能力不及原高堰式雙螺旋分級(jí)機(jī)，入磨原礦品位、粒度、硬度等發(fā)生較大變化時(shí)，由于直線篩屬于強(qiáng)制性分級(jí)，一段磨機(jī)的返砂量不易控制，不利于一段磨礦的操作調(diào)整。生產(chǎn)實(shí)踐中，一要加強(qiáng)選礦廠的原礦配礦，盡可能保證礦石性質(zhì)穩(wěn)定，二要加強(qiáng)破碎篩分工藝的管控調(diào)整，保證破碎篩分效果，生產(chǎn)出合格的粉礦。

5 結(jié) 語

三道溝選礦廠工藝改造后年產(chǎn)鐵精礦22萬t，較改造前增加了2萬t/a，各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均得到了優(yōu)化，噸精礦成本優(yōu)化幅度達(dá)9.16個(gè)百分點(diǎn)，工藝改造達(dá)到了預(yù)期目的，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

圖1 改造前破碎篩分磨選工藝流程

圖2 改造后破碎篩分磨選工藝流程

表4 改造前后選礦生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比