苍山铁矿选矿厂工艺扩能改造及生产实践

苍山铁矿选矿厂工艺扩能改造及生产实践通过对苍山铁矿现行流程的分析与考查，结合相关试验研究和生产实践经验，提出流程优化和设备改造的技术措施。最终破碎流程改造方案确定为三段一闭路加干选，新增一台中碎；磨选流程确定为湿式预选加阶段磨矿、阶段选别流程，新增一台磨机和4台淘洗机。通过选矿厂扩能改造工程的实施和工业生产调试，选矿厂原矿处理能力由240万t/a提高到300万t/a以上，取得了良好的经济效益。标签：磁铁矿；流程考查；工艺改造；磁选近年来铁矿石价格持续下跌，2015年至今国际铁矿石价格一直处于低位运行。铁矿石价格的持续下跌给国内铁矿企业造成巨大压力，利润空间不断被压缩，甚至危及部分矿山的生存［1］。为了适应市场变化，增强企业抗风险能力，中钢集团苍山铁矿，以中钢矿业开发有限公司开展的“中钢矿业铁矿采选联合增产降耗关键技术与设备研发”项目为中心，结合自身实际，提出了通过对选矿厂扩能改造，实现降低成本、提高企业经济效益的发展思路。1苍山铁矿矿石性质1.1矿石多元素分析及铁物相分析从原矿的物相分析和化学多元素分析结果可以看出：其铁矿物均以磁性铁为主，其次是硅酸铁和碳酸铁，赤褐铁矿含量极少。（1）矿石的矿物组成、结构构造及嵌布特性该矿选矿工艺的目的矿物主要为磁铁矿，其次为少量赤铁矿和极微量褐铁矿，碳酸铁主要赋存于含铁方解石，硅酸铁主要赋存于角闪石，两者约占全铁16.87%，这部分铁将随尾矿流失而影响铁的回收率。铁矿石主要为层状构造，较少块状构造，后者主要见于围岩，另有少量脉状构造、角砾状构造。主要结构为条带状结构，其次为似斑状结构、粒状结构和包含结构，其它结构较少。磁铁矿工艺粒度主要分布于0.01mm〜0.05mm，分布率为46.01%，但在大于0.1毫米粒级中也分布有21.41%，粗细嵌布不均匀；主要脉石矿物角闪石和石英粒度略粗于铁矿物，在0.1mm以上分布率分别为46.80%和48.15%。2改造前工艺流程及主要选矿指标⑵苍山铁矿设计处理原矿240万t/a，破碎流程为三段一闭路加干选，磨选工艺为阶段磨矿、阶段选别加湿式预选流程，选矿最终产品为铁精矿，精矿品位TFe65%，选矿综合金属回收率59.98%,精矿产率24.64%，总选矿比4.06，尾矿品位TFe14.18%，年产精矿59.12万t。改造器磨选工艺流程图如图1所示。3改造前选矿厂工艺设备处理能力考查与分析3.1破碎系统处理能力考查与分析破碎预选系统按规定的取样规范在现场进行取样，主要破碎产品在每米皮带上所取的重量、取样时的皮带速度以及计算出的设备最大处理能力如表3所示。由上表3可以看出，破碎系统能力的制约瓶颈为两台细碎，供矿系统原矿处理量为443.14t/h，换算为年处理原矿量为263.23万t/a。3.2磨矿系统处理能力考查与分析为了考查磨选系统处理能力，按规定的取样规范在粗粒湿式预选机给矿皮带上进行取样，在每1米皮带上每次所取样品的重量如表4所示。皮带输送量测定结果表明，粗粒湿式预选给矿皮带输送机的平均输送量为147.06t/h，换算为磨选系统单系列年粉矿处理能力为116.47万t/a，两个系列为232.94万t/a。3.3系统处理能力考查结论破碎系统（1） 重型振动给料机原矿处理量为288.82万t/a，实际生产运行时重振运行状态不佳，应对重型振动给料机进行更换。（2） 中碎圆锥破碎机原矿处理量为309.77万t/a，达到300万t/a原矿处理量，但富余量较小，扩能改造后没有进一步扩产的空间，应更换中碎圆锥破碎机。两台细碎圆锥破碎原矿处理量为263.23万t/a，不满足300万t/a原矿处理能力，应对细碎系统进行改造。（3） 圆振筛原矿处理量为276.52万t/a，不满足300万t/a原矿处理能力，根据厂房结构布置，筛分车间北侧尚有空间安装一台圆振筛，加装一台圆振筛后筛分系统处理原矿量为414.78万t/a，满足300万t/a原矿处理能力。因此，供矿系统300万t/a扩能改造项目应对中细碎系统进行改造，且在筛分厂房加装一台原规格2WYA2665双层圆振动筛，并对重型振动给料机进行改造或更换。磨选系统磨选系统流程考查结果表明，现有流程结构原矿处理量为258.82万t/a,不满足300万t/a处理能力要求，因应对磨选系统进行工艺优化及改造，建议增加一台MQY3254球磨机。4选矿厂工艺扩能改造常规的碎磨流程为三段一闭路破碎加上两段或三段磨矿流程。该流程技术成熟可靠，属于通用的工艺流程，流程比较简单，实践经验多，如果采用进口设备，破碎最终产品-12mm中细级别-5mm含量在60%以上，大大降低了磨矿功耗。根据现场实际情况，本次常规改造方案破碎系统采用1台HP500圆锥破碎机作为中碎，中碎HP500选择标准超粗腔型（STDEC），紧边给料口间隙335mm。原有的中碎CH660改变腔型后（CX改为F）与另两台共同作细碎设备，改造后细碎为3台CH660圆锥破碎机，在筛分车间北侧加装一台原规格2WYA2665双层圆振动筛。磨矿系统新增一台MQY3254球磨机（装机功率800kW）做二段磨矿，配套①500X旋流器组；在二段磨矿选别系统引入淘洗磁选机。二次磁选精矿直接进入淘洗磁选机，去掉原有三次和浓缩磁选机。扩能改造后工艺流程图如图2所示。苍山铁矿选矿厂扩能改造^试完成后，选矿厂于2015年10月份满负荷生产运行，圆满实现了预期目标，取得了良好的经济效益。5选矿厂扩能改造效果评价5.1扩能改造前后选矿厂处理能力对比注：2014年上半年磨选系统小时处理能力为155.63t/h，较流程考查时的147.06t/h提高了5.5%，主要原因是2014年上半年选矿厂根据所实际情况对供矿振动筛筛网进行了调整，并对钢球级配进行了调整。由表7可知：选矿厂扩能改造后供矿系统处理能力由2014年上半年的393.87t/h，提高到扩能改造后的552.74t/h，提高40.33%；磨选系统处理能力由2014年上半年的155.63t/h，提高到扩能改造后的195t/h，提高25.3%。扩能改造完成后，供矿系统年处理原矿量为328.33万t/a，磨选系统年处理原矿量为343.2万t/a。达到300万t/a扩能改造要求。5.2扩能改造效益分析注：2015年10月份由于选矿厂政策性限产，供矿系统作业率为57.37%，磨选系统作业率为73.2%，因此扩能改造后2015年10月份原矿处理量较低，仅为22.84万t。由表8可知，扩能改造后选矿厂选矿成本由扩能改造前的98.39元/t降低至83.02元/t，每吨降低15.37元。扩能改造后选矿厂年产精矿73万吨，每年可节约选矿加工费1122.01万元。6扩能改造后问题及建议选矿厂扩能改造后出现一段磨机频繁涨肚，二段磨机“吃不饱”的问题，主要原因为一段球磨机循球负荷高，单位容积的小时通过量过大。建议在一段设置旋流器底流粗选作业，降低一段磨矿分级回路中不必要的负荷量，并缓解一段分级的反富集现象。二段旋流器分级效率底，底流夹细、夹精矿严重。建议将二段分级机改为多锥形旋流器，并增加二段磨机排矿淘洗磁选作业，有利于克服二段分级的反富集现象，可大大减少旋流器底流夹细、加精矿的问题，对于减少二段