通鋼樺甸礦業公司三道溝選礦廠提質增效工藝技術改造

張秀軍

(通鋼集團樺甸礦業有限責任公司三道溝選礦廠)

通鋼樺甸礦業公司三道溝選礦廠位于吉林省樺甸市境內，是通鋼集團鐵精粉原料基地之一。選礦廠始建于2007年初，設計規模為60萬t/a，年產鐵精礦20萬t。2007年末投產后，由于受多種條件制約，各生產指標不達標，年產鐵精礦僅15萬t。經過歷年的不斷工藝改造，2011年形成了碎礦三段一閉路、粗破后大粒度干選、磨選兩段半磨礦、五次磁選的選礦工藝流程，各項工藝指標有了很大的改善，年產精礦量20萬t，達到了設計目標[1]。但在生產實踐中對流程考察發現，仍有個別指標不穩、選礦成本偏高等問題影響選礦指標，使效益降低。為此，三道溝選礦廠通過對原礦性質及選礦工藝流程考察論證，并引進“新技術、新材料、新設備、新工藝”對選礦工藝進行改造，使各生產技術指標得到持續改善并穩定，改造后經濟效益顯著。

1 原選礦工藝存在的問題

(1)破碎粉礦粒度大。三道溝選礦廠碎礦采用三段一閉路破碎篩分工藝，粗破為美卓C100顎式破碎機，中碎為PYB1750標準型彈簧圓錐破碎機，細碎為PYD1750短頭型彈簧圓錐破碎機，篩分為ZD1540單軸振動篩。由于礦石硬度較大，破碎設備除了粗碎為新型高效破碎設備外，中、細碎破碎機破碎效果差、效率低，導致破碎產量低、入磨粉礦粒度過大，+20 mm粒級產率為25.42%，-10 mm粒級僅占16.5%。直接影響了磨礦效率和整體經濟效益。入磨粉礦各粒級含量見表1。

表1 入磨粉礦篩分分析結果

(2)入磨原礦廢石率含量過高，入磨原礦品位偏低。選廠破碎篩分工藝在粗碎后為磁滑輪大粒干選，中細碎后篩上返回磁滑輪中粒干選，經過兩次磁滑輪干選后的最終粉礦供給磨選。經采樣分析，由于受礦石性質變化影響及磁滑輪設備自身性能的限制，磁滑輪的選別效果不理想，粉礦內夾雜的廢石含量偏高，入磨礦石中廢石含量達12%～25%，入磨原礦品位僅為24.94%，這一高比例的廢石給入一段磨礦，造成了磨礦能耗的浪費。

(3)一段磨礦分級采用高堰式雙螺旋分級機，磨礦分級效果差。磨選工藝中一段磨礦分級的分級設備為ZFG-20高堰式雙螺旋分級機。經對分級機返砂取樣分析，返砂中-1 mm粒級含量為52.83%，1～3 mm粒級含量為16.7%，大量的細粒級返砂返回球磨機進行再磨，即影響了磨礦效率，又大量浪費了鋼耗和電力。同時，分級機溢流+2 mm粒級含量為5.78%，+1 mm粒級含量為12.94%，較大比例的粗顆粒給入二段磨礦分級，對下部工序帶來較大的不利影響。分級機返砂、溢流各粒級含量見表2、表3。

表2 分級機返砂篩分分析結果

表3 分級機溢流篩分分析結果

(4)選別工藝最終磁選效果不理想，精礦品位達不到要求。磨選工藝選別作業為5段磁選，前4段磁選均采用半逆流濕式永磁磁選機，第5段磁選采用φ600 mm磁選柱。隨著礦山企業生產條件的不斷變化、科技水平的不斷進步，磁選柱顯現出了局限性，適應礦石變化能力弱、選別不充分、選別效果不理想等，制約了礦山企業效益的進一步提升。三道溝選礦廠隨著原礦供應由露天轉為井下硐采，礦石性質發生了極大的變化，磁選柱選別后的終精品位達不到66%以上優質鐵精粉的要求，經濟效益嚴重受損。同時，磁選柱尾礦品位過高，返回流程再磨的循環負荷不斷增加，形成惡性循環，嚴重制約了磨選工藝的生產順行。

2 工藝流程改造

針對以上三道溝選礦工藝中影響選礦生產及效益的問題，三道溝選礦廠根據自身條件，本著低投入、時間短的原則，在不影響全年生產任務的前提下，合理安排時間對厚工藝進行了如下改造。

(1)對細碎破碎機進行更換，降低粉礦粒度。結合樺甸礦業公司實際情況，三道溝選礦廠將樺甸礦業公司已停產的東山二選的細碎設備西蒙斯圓錐破碎機取代原破碎篩分流程細碎PYD-1750短頭型彈簧圓錐破碎機。投入運行后對破碎粉礦進行采樣分析，+20 mm粒級含量為12.41%，-10 mm粒級含量為26.06%，破碎效果明顯優化。

(2)增加磨前干式預選磁選工藝，降低入磨原礦廢石混入率，提高入磨品位。由于三道溝選礦廠是在原廠房對工藝進行改造，受原廠房空間限制，沒有增設磨前濕式預選設備的空間。在對整個選礦工藝進行考察論證后，決定在破碎篩分工藝4號皮帶(振動篩篩下粉礦)增設干式預選。采用規格型號為 LCG1021粉礦干式預選機[2]，磁場強度398.09 kA/m，轉數為80 r/min，經采樣分析，粉礦全鐵品位為24.94%，干選后精礦全鐵品位為28.21%，產率為84.20%，回收率為95.24%，尾礦全鐵品位為7.51%，尾礦磁性鐵含量為0.85%。

(3)用直線篩取代高堰式雙螺旋分級機，提高一段磨礦分級效果。通過對磨選工藝一段磨礦分級分析論證并結合一段磨礦分級在磨選廠房的布置情況，將高堰式雙螺旋分級機拆除，在原分級機處安裝1臺zkx1836直線篩、兩條500 mm寬皮帶將篩上物料輸送回一段磨機循環再磨。直線篩采用2 mm篩孔尺寸篩板。經采樣分析，一段磨礦產品中無-2 mm粒級物料全部進入下段工序，直線篩篩上物料即原分級機返砂中無-2 mm粒級產品，直線篩篩下物料即原分級機溢流中無+2 mm粒級產品，一段磨礦分級效果良好，同時為下部工序創造了有利條件。

(4)采用全自動淘洗磁選機代替原磁選柱，提高并穩定精礦品位。針對磨選工藝流程選別作業的實際情況，三道溝選礦廠對現有礦石性質與磨選工藝流程進行分析，以節能高效、小投入換大效益為原則，以設備大型化、自動化為方向，最終選擇CH-CXJ30000淘洗磁選機取代磁選柱進行最終磁選[3-4]，同時取消了原磁選柱后過濾機前的濃縮磁選，在不改變原有磨礦流程的基礎上，用4次磁選取代原工藝的5次磁選，取得了良好的效果，精礦品位為66.06%，滿足了集團公司對鐵精粉質量的要求，達到了降本增效的目的，取得了良好的經濟效益。

3 改造前后工藝流程與效果對比

改造前后選礦工藝流程見圖1、圖2，改造前后選礦生產技術經濟指標對比見表4。

由表4可知，選礦生產技術指標改造后比改造前得到了較大的優化，選礦單位成本下降了5.79元/(t·精礦)。

4 改造后選礦工藝存在的問題

一段磨礦分級改造后，磨礦分級效果得到了優化，但直線篩適應礦石變化的能力不及原高堰式雙螺旋分級機，入磨原礦品位、粒度、硬度等發生較大變化時，由于直線篩屬于強制性分級，一段磨機的返砂量不易控制，不利于一段磨礦的操作調整。生產實踐中，一要加強選礦廠的原礦配礦，盡可能保證礦石性質穩定，二要加強破碎篩分工藝的管控調整，保證破碎篩分效果，生產出合格的粉礦。

5 結 語

三道溝選礦廠工藝改造后年產鐵精礦22萬t，較改造前增加了2萬t/a，各項技術經濟指標均得到了優化，噸精礦成本優化幅度達9.16個百分點，工藝改造達到了預期目的，經濟效益顯著。

圖1 改造前破碎篩分磨選工藝流程

圖2 改造后破碎篩分磨選工藝流程

表4 改造前后選礦生產技術經濟指標對比