海南礦業(yè)股份有限公司選礦廠富礦生產線節(jié)能改造設計

顏統(tǒng)玉，張藝山，王開揚，徐天甫

(海南礦業(yè)股份有限公司， 海南 昌江 572700)

海南礦業(yè)股份有限公司的前身為海南鐵礦，位于海南省昌江黎族自治縣石碌鎮(zhèn)境內，具有上百年的鐵礦開采歷史，其所屬的石碌鐵礦以富鐵礦石儲量大、品位高而著稱，是我國著名的富礦生產基地。

海南礦業(yè)現(xiàn)擁有3條生產線，即480萬t/a富礦生產線、110萬t/a選礦廠、200萬t/a選礦廠。

1 富礦生產線的變遷及基本情況

海南礦業(yè)選礦廠富礦生產線建于20世紀80年代初（除塊礦跳汰選別系統(tǒng)外），已有近40年歷史，且經歷了數次工藝流程改造，原礦生產規(guī)模由350萬t/a提升至480萬t/a。圖1為1999年6月富礦生產線流程考查工藝數質量流程圖。

圖1 1999年富礦生產線流程考查工藝數質量流程圖

目前，富礦生產線處理工藝流程為：礦石在井下粗破碎后送至選礦廠，礦石經破碎和篩洗后分為40mm～10mm、10mm～0.5mm和0.5mm～0三個粒級 物 料，其中40mm～10mm粒級物料（塊礦）進入塊礦跳汰選別系統(tǒng)，跳汰選出合格的成品塊礦后進入成品礦倉，跳汰選別后的中礦進入110萬t/a或200萬t/a選礦廠進行處理，跳汰選別后的廢石直接進入北三尾礦堆場；10～0.5mm粒級物料（粉礦）進入110萬t/a選廠處理；0.5mm～0粒級物料進入富粉溢流系統(tǒng)。

2 節(jié)能改造的原因

2016 年，石碌鐵礦露天開采接近結束，繼而轉入地下開采，原礦性質及供礦條件發(fā)生變化，含泥量減少。

目前，富礦生產線存在的主要問題包括：

1）廠房老舊，設備裝備水平低，日常維護檢修量大。

2）破碎產品采用濕式篩洗流程，流程長，物料轉運環(huán)節(jié)過多。

3）自動化控制程度低，崗位工人多，生產能耗高，生產成本高。

4）工藝流程設置與地下開采出的礦石性質不相適應。

現(xiàn)有富礦生產線已無法滿足礦山未來近50年的礦山服務年限的要求。因此，對富礦生產線進行節(jié)能降耗改造，是礦山生產的需求，也是響應國家節(jié)能減排政策的要求，是非常有必要的。

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3 礦石性質

3.1 礦石類型

礦石的自然類型為磁鐵赤鐵石英巖，夾有含鐵閃英巖，工藝類型為閃石型，赤鐵礦與磁鐵礦在礦樣中相對富集，含量不均勻，屬變質型礦石。礦石礦物組成較復雜，有用鐵礦物為赤鐵礦、鏡鐵礦、磁鐵礦、針鐵礦、褐鐵礦及含鐵方解石。有害鐵礦物為黃鐵礦及黃鉀鐵釩。脈石礦物有石英、藍閃石、方解石等。

3.2 化學多元素分析和鐵物相分析

原礦化學多元素分析結果見表1、原礦鐵的物相分析結果見表2。

表1 原礦多元素分析結果

表2 原礦鐵物相分析結果

分析結果表明，礦石中主要有用礦物為赤褐鐵礦，其次為磁鐵礦，碳酸鐵、硅酸鐵和黃鐵礦含量較低，赤褐鐵礦中鐵分布率高達82.28%。有害雜質硫含量為0.117%，磷含量為0.044%，（CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）=0.176，原礦為酸性礦石。

4 節(jié)能改造設計

4.1 設計原則

1）節(jié)能改造充分利用現(xiàn)有富礦生產線現(xiàn)有設施，提高富礦生產線自動控制水平和設備保護能力。

2）新建破碎、干式篩分系統(tǒng)，替代原有破碎、濕式篩洗系統(tǒng)，縮短工藝流程，并采用裝備先進的大型化設備，減少占地，優(yōu)化總圖布置。

3）遵循“能拋早拋”的原則，對10mm～1mm粉礦進行跳汰重選拋尾，減少進入110萬t/a或200萬t/a磨選系統(tǒng)的礦量，降低生產成本。

4）改造后廢棄的舊廠房等設施充分體現(xiàn)礦山歷史文化底蘊，規(guī)劃成為礦山公園的組成部分。

4.2 設計規(guī)模和工作制度

設計原礦規(guī)模為560萬t/a，其中地下開采礦石480萬t/a，露天開采礦石80萬t/a。

地下開采出的礦石在井下粗破碎后提升到地面主井礦倉，通過帶式輸送機轉運進入富礦生產線；露天開采出礦石汽車運輸至現(xiàn)有粗破碎站，破碎后通過帶式輸送機轉運進入富礦生產線。

設計采用連續(xù)工作制，破碎、篩分及粉礦拋廢設備年作業(yè)率62.16%，設備年運轉5445h。

4.3 供礦條件

采出原礦TFe品位 39.40%，原礦粗破碎至300mm～0，礦石真密度：3.5t/m3，礦石含水分低。

4.4 工藝流程和設計指標

富礦生產線節(jié)能改造后工藝原則流程見圖2，設計指標見表4。

圖2 富礦生產線節(jié)能改造工藝原則流程圖

表3 設計指標表

5 節(jié)能改造主要工藝設備選擇

本次選礦系統(tǒng)節(jié)能改造工程的選礦工藝設備按照560萬t/a的處理能力選擇，礦量波動系數按1.1考慮。

主要設備選擇結果見表4。

表4 主要工藝設備選擇結果表

6 節(jié)能改造效果

節(jié)能改造前、后經濟效益分析見表5。

表5 節(jié)能改造前、后經濟效益分析表

通過表5可知，對富礦生產線進行節(jié)能改造后，生產材料消耗減少、能耗降低、職工定員減少，單位生產成本降低6.96元/t原礦，年生產成本降低3899.29萬元，經濟效益顯著。

7 結語

海南礦業(yè)股份有限公司通過對選礦廠富礦生產線進行節(jié)能改造，增強了系統(tǒng)對原礦的適應性，降低了企業(yè)生產成本，增強了企業(yè)在市場競爭中的優(yōu)勢。同時，項目的實施貫徹了國家節(jié)能減排政策，實現(xiàn)清潔生產，提升了環(huán)保水平，具有良好的經濟效益和社會效應。