某南非磷尾礦加工工藝流程優(yōu)化改造實踐

李珺瑋 史國翠 邊新峰 朱 濤

(河鋼集團灤縣司家營鐵礦有限公司，河北 唐山 063700)

0 引言

2016年10月末河鋼集團礦業(yè)公司司家營鐵礦開始利用其原生礦選別的部分流程加工某南非磷尾礦(簡稱南非礦)。但由于原工藝流程的適應性，導致最終精礦細度不足。精礦細度在60%～75%之間波動，不能達到足夠的單體解離度，最終影響精礦品位及臺時處理能力。

因此在2017年12月對原工藝流程進行優(yōu)化改造，以便適應南非礦選別要求，生產(chǎn)出達到預期品位的精礦，并盡可能提高臺時處理量和精礦回收率。

1 南非礦可磨可選性試驗研究

1.1 原礦基本性質(zhì)

對不同批次南非礦礦樣進行多次取樣分析。表1為棒磨山鐵礦對港口堆存南非礦取樣送檢的商檢結(jié)果，表2、3分別為司家營鐵礦對不同批次南非礦所做的鐵物相分析和粒級分析結(jié)果。

表1 南非礦商檢結(jié)果(%)

表2 鐵物相分析結(jié)果(%)

表3 原礦粒度分析結(jié)果(%)

三次取樣結(jié)果顯示：不同批次南非礦鐵品位相差不大，原礦粒度略有差別。由表1可見，原礦鐵品位較高，但有害雜質(zhì)磷含量較高，TiO2含量較高。由表2可見，磷尾礦中鐵礦物主要為磁鐵礦，此外僅含有少量硫酸鐵，未檢出弱磁性赤褐鐵。因此考慮單一磁選工藝能夠滿足選別要求。從表3粒度分析結(jié)果看，各粒級品位都不足60%，且-1mm以下各粒級品位接近，因此南非礦需整體入磨，磨前預選意義不大。

1.2 磨礦磁選試驗

對南非礦磨礦后進行了弱磁選試驗，設備采用XCRS-74型鼓形濕法弱磁選機，粗選場強約1 100 Oe，精選場強約1 000 Oe，磁選結(jié)果見表4。

從表4所示的弱磁選結(jié)果來看，在磨礦細度(-0.074mm)67.2%到88.0%之間，一段磁選精礦品位變化不大，都在62.5%左右，細度(-0.074mm)93%時精礦品位才到63.97%，經(jīng)過二次精選精礦品位提高不足1%。通過磨礦磁選試驗發(fā)現(xiàn)，該礦粉中含有TiO2，精礦指標無法提高至65%以上，建議不用細磨，將精礦品位提高至62 %即可。

表4 磨礦產(chǎn)品弱磁選試驗結(jié)果

2 南非礦加工實踐與優(yōu)化

2.1 南非礦加工初期工藝流程方案存在的問題

根據(jù)上述試驗結(jié)果，確定對南非礦進行磨礦-磁選作業(yè)方案，并且采用原有原生礦選別流程設備加工南非礦。

南非礦加工初期，直接套用原有的原生礦選別工藝部分流程。采用一磨(高頻篩閉路分級)-一磁-二磨(旋流器閉路分級)-二磁-三磁流程，過濾前使用磁選機脫水。流程工藝簡單，但始終難以滿足生產(chǎn)需求。精礦品位平均為62.32%，甚至常常達不到62%，日平均產(chǎn)量僅2 719.21t。

為達到預期生產(chǎn)目標，充分發(fā)揮現(xiàn)有設備潛能，對試生產(chǎn)初期發(fā)現(xiàn)的問題進行了逐項分析及改造。首先，根據(jù)了解，旋流器存在反富集作用。一磁產(chǎn)品中的部分貧連生體未經(jīng)二磨解離直接隨旋流器溢流進入二磁-三磁選別流程，是造成精礦解離度不足的主要原因。此外，生產(chǎn)實踐發(fā)現(xiàn)，高頻篩給礦的磁團聚現(xiàn)象對篩分效率的影響也很大。還有，試生產(chǎn)中未采用原生礦精選的淘洗機。但根據(jù)相關(guān)文獻[1]：淘洗機在選別桶內(nèi)實現(xiàn)“磁懸浮”選礦，實際上就是在上升水流作用下懸浮體內(nèi)的沉降由原來以團聚為主的沉降變?yōu)橐源沛湠橹鞯某两怠Ｒ虼嗽谀戏堑V選別流程最后增加淘洗機精選必將適當提高精礦品位。不過淘洗機溢流濃度低，水量大，南非礦流程較短，直接返回對整體流程影響較大，如果直接拋尾，金屬量損失又過大，需要單獨考慮。最后，南非礦作為選磷尾礦，堆放時間較長，碎石、苫布等垃圾夾雜較多。入選前如果不經(jīng)過除渣對后續(xù)流程穩(wěn)定影響也不小。

以上這些都是在南非礦加工初期遇到的問題。在隨后的流程優(yōu)化過程中，經(jīng)過一系列改造工作一一化解。

2.2 南非礦加工工藝流程優(yōu)化過程

——將一磨(高頻篩閉路分級)與二磨(旋流器閉路分級)對調(diào)。利用高頻振篩對最終細度把關(guān)。避免了旋流器反富集對最終精礦解離度的直接影響。

——在篩分前增加脫磁器，減少磁團聚，提高篩分效率。效果見表5～8。

表5 2#疊層篩開脫磁器首次試驗效果(%)

表6 2#疊層篩關(guān)脫磁器首次試驗效果(%)

表7 2#疊層篩開脫磁器重復試驗效果(%)

表8 2#疊層篩關(guān)脫磁器重復試驗效果(%)

由表5、6、7、8可得，脫磁器開啟后，2#疊層篩篩分效率升高明顯，篩上產(chǎn)率降低，循環(huán)量減少。

——在原有四磁后增加淘洗機選別工序，淘洗機選別效果如表9所示。

表9 淘洗機選別效果(%)

從表9可見，淘洗機選別效果較好，品位提升幅度約為2%，這也與其他幾次取樣結(jié)果接近。

——在流程中增加打撈機回收工序，對一磁尾、三磁尾礦和淘機尾礦整體回收。對三磁尾礦和淘洗機溢流也進行了取樣分析，結(jié)果見表10。

表10 三磁尾礦和淘洗機溢流品位(%)

可見淘洗機溢流與四磁尾礦濃度都極低，但品位卻較高，既不能直接返回前序流程，也不能簡單拋尾。

因此，在流程中增加打撈機回收工序，對一磁尾、三磁尾礦和淘機尾礦整體回收。打撈機精礦返回二磨，尾礦直接拋尾。

從后期取樣結(jié)果來看，打撈機尾礦穩(wěn)定在11%以下，全流程尾礦維持在約8%，整體金屬量損失不大。

——隨著三磁和淘洗機尾礦的回收返回，二磨前濃縮磁選給礦量增加，暴露出濃縮磁選能力不足的問題。因此在濃縮磁選前增加濃縮旋流器，沉砂直接進球磨，溢流再過濃縮磁選機。有效避免了濃縮磁選超負荷運轉(zhuǎn)的問題。

——在原礦造漿槽后增加振動篩，避免垃圾雜物進入流程。改造后，流程見圖1。

圖1 司家營鐵礦南非礦工藝流程圖

3 優(yōu)化改造后效果

對試生產(chǎn)工藝流程改造后，效果顯著。改造后，日均品位由62.32%提升至62.72%，提升0.4%。產(chǎn)量由日均2 719.21t提升至2 969.15t，每日增產(chǎn)249.94t。拉高了整個加工過程的利潤。從2016年10月～2017年11月整個南非礦加工生產(chǎn)過程中，創(chuàng)效約2 000萬。

4 結(jié)語

此次改造不僅緩解了采場的供礦壓力，避免了因供礦不足造成的停產(chǎn)，還在未添置新設備的情況下利用原流程優(yōu)化取得了理想的技經(jīng)指標，創(chuàng)造了可觀的效益。