司家營鐵礦磨礦分級系統優化改造實踐

袁 騰 趙禮兵

(1.華北理工大學礦業工程學院；2.河北鋼鐵集團灤縣司家營鐵礦有限公司)

磨礦分級作業是選礦加工流程中最為關鍵的環節，其效率高低直接影響后續選別作業的各項技術指標。柱式平底旋流器因其適應高濃度、粗粒級、低壓力的工作特點[1]，有效解決了傳統旋流器與格子型磨機配合使用存在的底流口易堵塞、分級效率低、返砂比波動大等問題，并在太鋼尖山鐵礦、首鋼水廠鐵礦等礦山得到了成功運用，替代了傳統螺旋分級機，從而達到了提高分級效率、改善磨礦分級產品粒度組成的目的，提供了解決問題的思路和方法。

1 磨礦分級系統存在的問題

司家營鐵礦氧化礦分4個系列，采用階段磨礦、粗細分級、重選—強磁選—陰離子反浮選工藝流程。磨礦倉儲存的礦石經皮帶機給入第一段MQG3650格子型球磨機，分級設備為φ3 m雙螺旋分級機；第二段為MQY3650溢流型球磨機，分級設備為φ500 mm×8常規旋流器組[2]。近年，由于臺時產能逐步提高，螺旋分級機處理能力與磨機臺時不相匹配的問題日益凸顯，具體表現在：

(1)一段螺旋分級機分級效率較低約30%，且分級溢流產品粒度組成不均勻、兩極分化嚴重。

(2)二段旋流器溢流細度較設計降低約10個百分點，造成后續選別作業指標波動較大，為穩定技術指標，被迫采取降低臺時處理能力的措施。

2 改造方案

根據考察結果，確定使用平底旋流器替代傳統分級機與常規旋流器，具體措施如下：

(1)一段磨礦分級采用FX840平底旋流器替代原φ3 m螺旋分級機，以增加提產空間，優化分級溢流粒度組成，降低后段磨礦負荷。

(2)二段磨礦分級將原有φ500 mm常規旋流器結構改為平底柱式結構，以提高溢流細度指標，優化選別粒度組成。

3 改造前后分級指標對比

根據現場工藝運轉狀況，選擇Ⅰ系列作為改造對象，優化旋流器柱段長度、結構形式、沉砂嘴尺寸、磨礦濃度等參數，改造后運轉穩定1個月左右。對比Ⅰ、Ⅱ系列的分級指標。

3.1 改造前后Ⅰ系列一段、二段分級指標對比

在相同的設備性能條件下，不考慮礦石性質變化等因素，Ⅰ系列改造前后一段、二段分級指標對比結果見表1、表2。

表1 改造前后Ⅰ系列一段分級指標對比

注：表中細度均指-0.074 mm粒級含量。

由表1可知，改造后FX840旋流器的各項指標均優于螺旋分級機；在設備運行穩定的前提下，溢流細度提升了11.46個百分點，沉砂夾細降低了4.65個百分點，循環負荷提高了16.29個百分點，分級效率提升了15.81個百分點。

由表2可知，采用柱式平底結構替代原有FX500常規錐體結構后，分級效率提高9.84個百分點，循環負荷降低100.38個百分點；受一段FX840旋流器溢流粒度優化及自身循環負荷降低的影響，二段磨機排礦細度提升12.06個百分點；沉砂夾細高于原有結構是因為入料-0.074 mm粒級含量大幅增加。

表2 改造前后Ⅰ系列二段分級指標對比

注：表中細度均指-0.074 mm粒級含量。

3.2 改造后Ⅰ、Ⅱ系列一段分級指標對比

為進一步驗證改造效果，在臺時210 t/h的條件下，取Ⅰ、Ⅱ系列的相關數據進行對比，對比結果見表3～表5。

表3 一段磨機排礦粒度組成對比

由3可知，Ⅰ系列磨機磨礦效果略差于Ⅱ系列磨機，Ⅰ系列磨機排礦粒度組成較粗，主要體現于 +0.833 mm粒級。

表4 一段分級指標對比

注：表中細度均指-0.074 mm粒級含量。

由表4可知，Ⅰ系列旋流器溢流細度高于Ⅱ系列螺旋分級機溢流細度3.09個百分點，分級效率高出9.66個百分點。

表5 一段分級溢流粒度組成對比

由表5可知，FX840旋流器溢流粒度組成均優于螺旋分級機，其中+0.325 mm粒級含量明顯低于Ⅱ系列螺旋分級機；另外，Ⅰ系列FX840旋流器溢流-0.074 mm粒級含量高于Ⅱ系列螺旋分級機3.10個百分點；對比結果表明，采用旋流器替代螺旋分級機可明顯優化溢流粒度組成，降低后續設備作業負荷，利于后續作業指標選別。

3.3 改造后Ⅰ、Ⅱ系列二段分級指標對比

臺時為210 t/h，在相同的礦石性質條件下，對比試驗結果見表6。

表6 改造后Ⅰ、Ⅱ系列二段旋流器分級指標對比

注：表中細度均指-0.074 mm粒級含量。

由表6可知，與Ⅱ系列二段分級旋流器對比，Ⅰ系列分級效率提高7.29個百分點，循環負荷降低27.86個百分點，溢流細度提高9.36個百分點，二段磨機排礦細度提升6.90個百分點。

4 結 語

(1)司家營鐵礦選礦廠一段磨礦分級系統采用FX840-GX-P旋流器替代螺旋分級機后，溢流粒度組成得到明顯改善，物料中+0.325 mm粒級含量明顯低于螺旋分級機。改造后溢流細度-0.074 mm粒級含量提升11.46個百分點，沉砂夾細降低4.65個百分點，循環負荷提高16.29個百分點，分級效率提升15.81個百分點。

(2)二段磨礦采用柱式平底結構替代φ500 mm常規旋流器錐體結構后，溢流細度達-0.074 mm 70%左右，溢流細度指標提升明顯。

(3)兩段磨礦工藝改造后，二段磨機排礦細度-0.074 mm粒級含量達40%～45%，較改造前提高10個百分點左右。

(4)使用新型平底旋流器替代螺旋分級機作為一段分級設備，可提高分級效率、降低沉砂夾細，有效減輕過磨，減輕兩極分化，有利于后道工序選別。配套改造二次分級旋流器，對一段、二段磨礦分級系統效果改善明顯。