大紅山鐵礦380萬(wàn)t/a選礦廠塔磨機(jī)應(yīng)用實(shí)踐

金紹春 李登敏 王永全 劉 洋 陳雙云

(1.昆明鋼鐵控股有限公司礦山設(shè)計(jì)研究院；2.玉溪大紅山礦業(yè)有限公司；3.云南泛亞勘探技術(shù)有限公司)

大紅山鐵礦是昆鋼主要的鐵礦石原料基地，鐵礦總儲(chǔ)量為45 825.34萬(wàn)t，是集采礦、選礦、精礦管道輸送和粉末冶金科技于一體的特大型國(guó)有礦山企業(yè)。選礦廠設(shè)計(jì)規(guī)模380萬(wàn)t/a，原采用球磨機(jī)進(jìn)行磨礦—分級(jí)作業(yè)，磨礦產(chǎn)品-0.045 mm含量72.25%，目的礦物單體解離度偏低，最終鐵精礦品位60.06%，指標(biāo)欠佳。通過(guò)應(yīng)用塔磨機(jī)改善磨礦能耗和選礦指標(biāo)，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益，值得其他類似礦山參考。

1 礦石性質(zhì)

大紅山鐵礦屬熔巖鐵礦，礦物組成較為簡(jiǎn)單，有用礦物以磁鐵礦為主，赤鐵礦少量，褐鐵礦、鈦鐵礦微量[1]。主要金屬礦物為磁鐵礦、赤鐵礦，脈石礦物以長(zhǎng)石、石英為主，屬粗、細(xì)不均勻嵌布的低品位礦石。磁鐵礦嵌布粒度極不均勻，細(xì)粒級(jí)為-0.01 mm，粗粒級(jí)+1.5 mm，粒度一般為0.03～1.0 mm。赤鐵礦粒度較細(xì)，一般為0.02～0.07 mm，嵌布于脈石礦物中，部分構(gòu)成半假象赤鐵礦，氧化程度一般較淺。原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果、鐵物相分析結(jié)果分別見(jiàn)表1、表2，礦物組成分析結(jié)果見(jiàn)表3。

表1 礦石化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

表2礦石鐵物相分析結(jié)果%

表3礦石礦物組成分析%

表1、表2、表3表明，礦石TFe品位19.45%，SiO2、K、Na等含量較高；主要鐵礦物為磁鐵礦，磁鐵礦中的鐵占總鐵的74.13%，弱磁性的赤鐵礦和假象赤鐵礦中鐵占總鐵的8.15%，碳酸鐵、硅酸鐵占比也較大。

2 高效細(xì)磨工藝

選礦廠原礦經(jīng)φ8.8 m×4.8 m半自磨機(jī)磨礦后進(jìn)入礦倉(cāng)，半自磨機(jī)與1套3.0 m×7.3 m直線振動(dòng)篩構(gòu)成閉路磨礦—分級(jí)系統(tǒng)。采用3臺(tái)ETM-1500型塔磨機(jī)與3組φ350 mm×12旋流器組構(gòu)成二段閉路塔磨系統(tǒng)。塔磨機(jī)排礦由渣漿泵給入旋流器分級(jí)，旋流器沉砂返回塔磨機(jī)；溢流為二段塔磨產(chǎn)品，依次進(jìn)入二、三段磁選機(jī)精選，得到鐵精礦，經(jīng)3臺(tái)德瑞克篩分級(jí)后，篩下進(jìn)入φ32 m高效濃密機(jī)濃縮，精礦進(jìn)入攪拌槽，再進(jìn)入1#加壓泵站輸送至昆鋼煉鐵。

2.1 塔磨機(jī)閉路磨礦控制技術(shù)

選礦廠應(yīng)用3套ETM-1500塔磨機(jī)進(jìn)行細(xì)磨，分別與旋流器構(gòu)成閉路磨礦—分級(jí)流程替代原φ5 083 mm溢流型球磨機(jī)的閉路磨礦—分級(jí)流程，并根據(jù)三選廠磨礦細(xì)度要求控制φ350 mm旋流器分級(jí)系統(tǒng)。生產(chǎn)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，當(dāng)控制3組φ350 mm×12旋流器每組運(yùn)行5±1支旋流器時(shí)可以穩(wěn)定塔磨機(jī)循環(huán)負(fù)荷在250%左右，并且可通過(guò)φ350 mm旋流器有效調(diào)控進(jìn)入塔磨機(jī)的礦漿量，從而可以有效控制磨礦濃度。當(dāng)磨礦濃度為(68±2)%，旋流器溢流產(chǎn)品濃度在(22±2)%，磨礦細(xì)度-0.045 mm粒級(jí)含量可以穩(wěn)定在80%以上。

相比球磨機(jī)閉路磨礦—分級(jí)流程，塔磨機(jī)閉路磨礦—分級(jí)流程可以有效地提高磨礦細(xì)度、降低能耗，提高鐵精礦品位。

(1)降低能耗的原因。塔磨機(jī)工作原理是介質(zhì)摩擦物料達(dá)到磨削作用，塔磨機(jī)筒體及襯板不運(yùn)轉(zhuǎn)；內(nèi)部物料存在分層分級(jí)效果，可減少過(guò)分研磨。球磨機(jī)磨礦原理是介質(zhì)撞擊物料達(dá)到磨碎作用，內(nèi)部物料不存在分層分級(jí)效果，易造成過(guò)分研磨。大紅山鐵礦選礦廠實(shí)際細(xì)磨生產(chǎn)中，球磨機(jī)電耗12.89 kWh/t，塔磨機(jī)電耗為8.02 kWh/t，下降4.87 kWh/t。

(2)提高鐵精礦品位的原因。當(dāng)磨礦細(xì)度達(dá)到-0.045 mm 80%時(shí)，磁鐵礦單體解離度可達(dá)82.66%，采用塔磨機(jī)代替球磨機(jī)進(jìn)行細(xì)磨，鐵精礦品位由60.06%提高到60.46%，硅含量由9.56%下降到9.16%。

2.2 降低塔磨機(jī)鋼耗

磨礦介質(zhì)的耐磨性能高低對(duì)磨礦生產(chǎn)起著極為重要的作用，提高磨礦介質(zhì)硬度、抗沖擊能力、耐磨性能極為重要。因此在實(shí)際細(xì)磨生產(chǎn)中，采用φ20 mm高鉻鑄鐵球替代原φ5 083 mm溢流型球磨機(jī)使用的φ40 mm×45 mm×45 mm低鉻鑄鐵鋼鍛，塔磨機(jī)鋼耗0.25 kg/t，相比球磨機(jī)鋼耗0.4 kg/t，下降0.15 kg/t，達(dá)到降低鋼耗的目的。

2.3 優(yōu)化塔磨機(jī)充填率

磨機(jī)鋼球充填率過(guò)小會(huì)耗費(fèi)不必要的能量，較大的充填率則會(huì)加大轉(zhuǎn)軸負(fù)荷，易扭斷轉(zhuǎn)軸。電機(jī)電流值(負(fù)荷)只與鋼球質(zhì)量有直接關(guān)系，與礦漿量無(wú)明顯關(guān)系[2]。

生產(chǎn)實(shí)踐證明，電機(jī)功率1 120 kW的ETM-1500塔磨機(jī)初裝鋼球95 t，根據(jù)電機(jī)電流大小判斷補(bǔ)加鋼球量，通過(guò)調(diào)整塔磨鋼球補(bǔ)加量來(lái)控制塔磨機(jī)合適的充填率。實(shí)際生產(chǎn)中，電流67±2 A、鋼球充填率75%時(shí)塔磨機(jī)運(yùn)行較為穩(wěn)定， -0.45 mm粒級(jí)含量達(dá)到80%以上，生產(chǎn)流程順暢、指標(biāo)穩(wěn)定。

2.4 塔磨機(jī)襯板優(yōu)化

ETM-1500塔磨機(jī)直徑3.3m，高14m，設(shè)備質(zhì)量105t，采用高鉻鑄鐵螺旋襯板代替低鉻鑄鐵螺旋襯板，不僅提高了襯板的耐磨性，還具有較高的韌性，且襯板的硬度、抗沖擊性、耐磨性與高鉻鑄鐵球相匹配。另外在螺旋襯板與攪拌螺旋之間加設(shè)20 cm 厚的橡膠襯墊，延長(zhǎng)襯板使用壽命。

3 結(jié) 論

大紅山鐵礦380萬(wàn)t/a選礦廠通過(guò)應(yīng)用塔磨機(jī)代替原球磨機(jī)進(jìn)行磨礦—分級(jí)作業(yè)，磨礦產(chǎn)品-0.045 mm含量由72.25%提高到81.24%，磁鐵礦單體解離度提高到 82.66%，磨機(jī)鋼耗由0.40 kg/t下降到0.25 kg/t，磨機(jī)電耗由12.89 kWh/t下降到8.02 kWh/t，鐵精礦品位由60.06%提高到60.46%，硅含量由9.56%下降到9.16%，達(dá)到節(jié)能降耗、提質(zhì)降雜的目的，顯著改善了選礦經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)指標(biāo)，每年可創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益2 500萬(wàn)元以上，可供其他類似選礦廠應(yīng)用塔磨機(jī)參考。