包鋼巴潤選廠降本措施的實施

楊永軍

(內蒙古包鋼鋼聯股份有限公司巴潤礦業分公司)

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包鋼巴潤選廠降本措施的實施

楊永軍

(內蒙古包鋼鋼聯股份有限公司巴潤礦業分公司)

摘要巴潤選廠原礦處理量不斷增大，能耗也逐漸上升。為維持選廠在鐵礦石市場低迷的形勢下正常運營，實施了多種措施降低生產成本，盡可能地避免生產現場中各種資源的浪費。①針對磨礦流程因三段磨機的循環負荷偏低而出現的空載現象，在確保磨礦產品滿足生產工藝要求的前提下，改造磨礦流程使2個系列共用1臺三段磨機，可減少現場2臺磨機的使用，節約電費833萬元/a；②調整絮凝劑用量為12.7 m3/ h，可提高濃縮機底流至71.9%，進而提高尾礦排放濃度，降低了水耗并提高回水39.6萬m3/a；③從采用變頻技術改進皮帶運輸系統，降低1#～6#皮帶空載時的運行頻率至13 Hz，節約電費63萬元/a。降本措施的實施顯著降低了生產成本，大大降低了各種能源及材料、備件的消耗，增加了企業效益。

關鍵詞降本磨礦回水變頻

自2014年起，世界經濟增長乏力，基礎建設投資減少，各大型鋼鐵企業紛紛減產，對大宗礦產品需求減少。礦產品生產大國為維持市場份額，不僅沒有減產，反而提高供應量。國際礦產品市場尤其是鐵礦石市場面臨著需求減緩和供應過剩的雙重壓力，價格出現斷崖式下跌。2015年，國外進口鐵精粉價格已低于國內選廠鐵精粉成本價，不但對礦產資源大國的出口造成不利影響，而且導致國內大量鐵礦山停產。在此嚴峻的形勢下，我國鐵礦選廠如何降低生產成本已是關乎企業生存的重要問題。

內蒙古包鋼集團巴潤選廠建成于2009年底，年產鐵精礦300余萬t，位于常年干旱少雨、水資源嚴重短缺的白云鄂博地區，為降低礦石運輸費用，包鋼集團投資建設了包頭至白云鄂博的輸水管道以滿足選廠生產[1]。巴潤選廠原生產成本較高，具有較大的節能降耗空間。通過實施多種降本措施，取得了較好的降本效果。

1存在問題

巴潤選廠自投產以來，年產精礦量不斷提高，流程處理量(對原礦)隨之大幅增加，能耗迅速上升。較高的選礦成本和現今鐵礦石市場行情的低迷使選廠降本降耗工作較為迫切。

選廠采用階段磨礦—階段磁選原則工藝流程處理鐵礦石原礦，并提前拋掉部分脈石礦物，減輕后續工序負荷。弱磁選1、弱磁選2均采用CTB-1230型磁選機，中磁選采用CTN-1230型磁選機，濃縮磁選采用NCT-1230型磁選機，弱磁選3和4均采用LCJ-1230型磁選機，工藝流程見圖1。

圖1　選礦廠工藝流程

2問題改進與降本措施

2.1磨礦流程改造

巴潤選廠1、2段磨礦采用φ5 030 mm×6 400 mm濕式溢流型球磨機，3段磨礦采用φ4 300 mm×6 100 mm濕式溢流型球磨機。磨礦流程指標見表1。

表1　磨礦流程指標

由表1可以看出，1、2段磨礦磨機工作狀況良好，磨礦產品符合工藝要求。3段磨機循環負荷僅12.76%，明顯偏低，存在空載現象，浪費大量電能、鋼球、水等。

巴潤選廠通過使2個系列共用1臺3段磨機，另1臺備用，以降低磨礦流程能耗。現場改造完畢后即投入使用，改造后的磨礦流程考察結果見表2。

表2　改造后的磨礦流程指標

由表2可以看出，改造后的磨礦流程3段磨機循環負荷明顯增加，空載現象得到明顯好轉，磨礦產品也符合生產工藝要求。

2.2提高尾礦排放濃度

由于白云地區工業用水價格較貴，巴潤選廠采用了先進的尾礦濃縮干堆處理工藝以盡可能地回收尾礦中的水。而巴潤選廠尾礦排放濃度在68%左右，仍具有提高空間。為進一步提高濃縮機底流濃度，選廠進行了絮凝劑用量條件試驗，結果見表3。

表3　不同絮凝劑用量時的濃縮機底流濃度

由表3可知，隨著絮凝劑用量的不斷增大，底流濃度先增大后減小。因此確定絮凝劑添加量為12.7 m3/ h 為宜，此時濃縮機底流濃度達到71.9%的最大值，溢流水水質最好，泥床層也比較穩定。

泥層高度與濃縮機底流濃度關系密切。泥床高于10 m，濃縮機底流濃度不再增大，且泥床過高會帶來溢流水質變差、濃縮機扭矩過大造成設備損壞等危害。

另外，尾礦濃度還和濃縮機運轉頻率及泥層高度有關。濃縮機頻率直接受耙架的轉速影響，轉速過快會破壞濃縮機罐體內泥床的穩定性，影響壓實比，甚至導致泥床坍塌和底層固液狀態紊亂，升高渾濁層，降低底流濃度，使溢流水水質變差。因此合適的頻率可使濃縮機運轉穩定、罐體內流體性質趨于平衡，增加泥床壓實比，增大濃縮機底流濃度，提高水的回收量。

2.3皮帶運輸系統變頻改造

巴潤選廠破碎系統工藝流程見圖2。

圖2　選礦廠破碎工藝流程

破碎系統共有47條皮帶，6臺破碎機，其中1#～5#皮帶在粗破碎區域，6#～34#皮帶在中細碎區域。選廠目前粗破碎供礦條件難以實現破碎機及0#～3#皮帶連續負荷運行，中碎緩沖倉較小的容積也使4#～6#皮帶空載時間較長，電能浪費嚴重。

2.3.11#～3#皮帶變頻改造

1#～3#皮帶現在帶料和空載運行頻率均為45 Hz，如果可實現皮帶空載運行頻率降為13 Hz，小時節約電量為394.02 kWh。因此，可采用變頻技術對皮帶運輸系統進行改造。

(1)將旋回破碎機運行電流值與1#～3#皮帶頻率控制連鎖。如果檢測的破碎機電流在20～25 A的空載運行范圍內，將1#～3#皮帶運行頻率降低到13 Hz；電流在30～50 A的負荷運行范圍時，將運行頻率調整到45 Hz。

不連續下料時，常出現兩類問題：①負荷電流向空載電流瞬間轉變時，1#～3#皮帶頻率連鎖降頻，而緩沖倉內物料仍然較多，容易造成1#尾輪冒料和1#～3#皮帶壓料；②緩沖倉內或1#～3#皮帶上還有物料時，如果剛好遇到旋回破碎機再次受料，1#～3#皮帶運行頻率如何調整。

現場1#～3#皮帶在頻率45 Hz負荷運行時，物料從1#尾輪被運輸至3#皮帶最遠處的1#、2#倉需3 min6 s左右。為解決以上問題，采取延時連鎖控制，即旋回破碎機從負荷運行轉換到空載運行時，1#～3#皮帶延時4～5 min后降頻至13 Hz；如果在延時時間內出現旋回破碎機再次受料負荷運行，則不執行降頻，保持45 Hz頻率運行。

(2)增加給礦車車輛密度，使粗破碎系統連續負荷運行，縮短工作時間。如能實現小時處理量達到設計值3 030 t/h，則能有效改善1#～3#皮帶和破碎機的空載耗電情況。

2.3.24#～6#皮帶變頻改造

4#～6#皮帶目前負荷和空載運行頻率均為50 Hz，若空載運行頻率降低至13 Hz，則小時節約電量可達256.94 kWh。中控室統計4#～6#皮帶空載時間為1.5～2 h/d，說明降低皮帶空載運行頻率，節能效果較為客觀。將振動給料機啟閉與中碎倉料位連鎖，即3～4臺振動給料機滿負荷給料至中碎倉料位的80%時，關閉振動給料機，4#～6#皮帶延時3 min(物料從4#、5#尾輪運輸到6#頭輪需2 min6 s左右)后降頻；中碎倉料位降低至30%時，4#～6#皮帶運行頻率自動升至正常工作頻率，手動啟動或自動啟動(檢測4#～6#皮帶頻率同時大于47 Hz)振動給料機，繼續補料。

2.4管理措施改進

巴潤礦業分公司通過在現場實施5S管理及精益管理方法，大大減少了選廠生產過程中的浪費，各設備“跑、冒、滴、漏”等現象得到改善，降低了潤滑油脂的消耗，現場耗水量也有所減少。各設備操作、維護、檢修實行標準化作業，有效延長了使用壽命，節省了備件費用。

3改進效果分析

(1)磨礦流程改造效果。選廠磨礦流程改造后，運轉磨機減少了2臺，單臺磨機功率按1 800 kW計算，每年可節約電費833萬元，減少水消耗量50萬t，減少鋼球消耗400余t，顯著降低了成本。

(2)提高尾礦排放濃度可增加回水39.6萬m3/a，節約費用277.2萬元/a，同時也降低或避免了大井跑渾。

(3)皮帶運輸系統根據負荷情況變頻運行，每年可降低電耗129萬kWh，節約電費63萬元，同時降低了破碎機的電能消耗，節能效果明顯。

4結論

巴潤選廠通過對造成選礦成本高的因素進行改造，實施了降低成本的有效措施。通過改造，使兩個選礦系列共用1臺三段磨機，可減少磨機的使用臺數，大大降低了電耗和鋼球介質的消耗。同時選擇合適的絮凝劑用量，控制濃縮機底流達到最大值71.9%，顯著提高尾礦的排放濃度，增加回水量。另外，應用變頻技術改進皮帶運輸系統，降低皮帶空載運行頻率以節約電耗。再結合先進管理方法的應用，選廠能最大限度地降低了市場形勢萎靡給生產經營帶來的負面影響，維持選廠的正常運營，并預計在行情轉好時可以為企業帶來較大的經濟效益。

(收稿日期2015-12-16)

楊永軍(1984—)，男，工程師，014010 內蒙古自治區包頭市白云鄂博礦區。