提高东山选厂精矿品位的工业试验研究

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提高东山选厂精矿品位的工业试验研究

孙业长葛新建曹月林

(马钢集团设计研究院)

摘要：对东山选厂采用阶段磨选工艺改造，增加圆筒筛和一段磁选设备。工业试验研究表明，改造后的阶段磨选新工艺流程可以提高精矿品位和精矿回收率。

关键词阶段磨矿工业试验东山选厂圆筒筛

马钢集团公司南山矿业公司东山选厂的工艺流程为自磨一球磨连续磨矿，分级机溢流进水力旋流器分级后分别人选的磨选工艺，铁精矿品位只有63％左右，已不能满足马钢股份公司对高品位铁精矿的需求。为此，马钢(集团)控股有限公司规划设计研究院与南山矿业公司合作，于1999年对东山人选矿石进行了提高精矿品位的试验研究，推荐了阶段磨选工艺作为提高铁精矿品位的方案，并于2000年进行了阶段磨选的技术改造设计。10月28 13新工艺投入生产运行，生产调试及现场流程考查研究的结果表明，改造后的阶段磨选新工艺，取得了精矿品位和精矿回收率“双提高”的较好指标，较东山选厂原生产工艺2000年2月至10月的平均综合指标的精矿品位提高1个百分点，精矿回收率提高4．40个百分点，其杂质S、P、Al₂O₃的含量也相应下降；特别是新工艺处理不同品位的原矿，均能取得65％以上的精矿品位，而且特别适宜处理中、低品位矿，原矿品位越低，其回收效果越好。

1矿石性质

矿石中主要金属矿物为磁铁矿，其次为黄铁矿、菱铁矿、赤铁矿及少量的钛铁矿、磁黄铁矿，脉石矿物主要为阳起石、斜长石、绿泥石、石英、粘土及少量的绿帘石、方解石、铁白云石、角闪石和磷灰石等。

原矿的多元素分析结果见表1，原矿的铁物相分析结果见表2。

2工艺流程

矿石由露天采场用汽车运至140m³的粗碎矿仓，经一台1500mm×6000mm的板式给矿机给人一台900mm×1200mm的颚式破碎机，给矿的最大块度为650mm，排矿粒度为350～0mrn，破碎产品经带式输送机送至100m₃中间分配矿仓，由板式给矿机分别给人2台ф5500mm×1800mm的自磨机，自磨机的排矿分别给入两台圆筒筛(圆筒筛固定在自磨机的排矿端，与自磨机一同运转，该设备为新增设备)，圆筒筛的筛上产品分别自流给人两台ф2000mm的高堰式双螺旋分级机。圆筒筛的筛下产品经筛下溜槽进入一段粗选给矿泵坑后，由一台150ZJ—I—A60渣浆泵扬送至矿浆分配器，进入3台ZCN—1050mm×2100mm逆流磁选机(新增设备)，磁选的精矿进入3台ZCN—1050mm×1500mm逆流磁选机进行精选(新增设备)，精选的精矿经脱磁器脱磁后，由2孔矿浆分配器分别进人两台ф2000mm的高堰式双螺旋分级机。分级机的溢流进入泵坑后，由一台150ZJ—I—A60渣浆泵扬送至两台CTBl050mm×2100mm半逆流磁选机(经过原水力旋流器分配矿浆)进行粗选，粗精矿再经过两台CTB1050mm×2100mm半逆流磁选机进行精选，精选的精矿经浓缩、过滤后为最终精矿。一段的总尾矿和二段的总尾矿汇入一台BCN—50型浓缩机，经总泵站加压输送到凹山选矿厂尾矿库的2、3号泵站，与凹山选矿厂尾矿合并进入凹山尾矿库。东山选厂工业试验原则流程如图1所示。

3试验结果

为了全面地考查东山改造后新工艺流程对各种品位矿石的选别效果，试验其问处理了品位为25％左右的凹山难选矿和品位在40％以上东山自采矿，以及品位介于其间的凹山与东山自采矿的混合矿石，其中2000年11月11～13日东山选厂为配合新流程的考察，分别在白班安排了混合矿、东山自采矿和凹山自采矿人选东山选厂，试验考查的结果能够反映新工艺流程的选别效果，试验结果见表3。

4流程分析

4．1选别效果分析

选别效果分析如下：

(1)由于东选改造新工艺采用了阶段磨选新工艺，在一段即可抛弃大量的尾矿，不但减轻了二段的磨矿负荷，而且二段的细粒选别由于没有恶化选别作业的矿泥，因此选别指标较理想，无论是处理低品位矿、中品位的混合矿，还是高品位的东山自采矿，精矿品位均在65％以上(滤饼的品位在66％左右)，说明精矿质量是能够保证的。此外，新工艺由于尾矿的品位低，回收率也较原生产工艺高。图2为新生产工艺与原生产工艺的回收率对比图，由该图可见原矿品位越低，新工艺流程对铁的回收效果越好，但用新工艺流程处理高品位的自采矿，其精矿回收率几乎没有多大变化(精矿品位能够达到66％以上)，在原矿品位为31．18％时，新生产工艺精矿品位为65．41％，回收率为80．44％；而原生产工艺精矿品位只有64．58％，回收率只有76．04％。可见新工艺处理中低品位矿石时，精矿品位约提高1个百分点，精矿回收率提高4个百分点以上。

(2)新工艺流程对矿石的适应性强，能够确保精矿的品位。当新工艺处理低品位矿时，由于一段抛尾量大，二段的人磨量降低，从而能够达到较高的磨矿细度，适应了低品位磁铁矿石中磁铁矿嵌布粒度对细度的要求，为获得高品位精矿创造了条件；而当入选原矿品位较高时，一段抛尾量少，进入二段的磨矿量大，磨矿细度降低，这也适应了高品位矿磁铁矿嵌布粒度较粗的要求，相反还避免了已解离的磁铁矿过磨对回收率的损失。

4．2新工艺流程主要设备的运行状况分析

(1)圆筒筛。圆筒筛是本次改造的关键设备，该设备自2000年10月3日投入生产运转以来，运转平稳、可靠，易于操作。

该圆筒筛有两层筛网，内层为ф16mm的圆钢焊接的筛网，筛隙为8mm，外层为不锈钢筛网，筛隙为3．5mm。从筛下产品的－0．074mm含量来看，筛下产品－0．074mm的作业含量为48．07％，在该细度下有用矿物和脉石矿物均获得了一定的解离，为一段抛尾提供了必要条件；筛下产品的－0．074mm对自磨排矿的含量为43．74％，与原生产工艺中自磨排矿的－0．074mm含量相近。而且筛下产品进一段磁选没有出现粗粒沉积在机箱内的情况，一段的总抛尾量和一段的粗精矿品位也较理想。可见圆筒筛的筛孔选择是合适的。

(2)一段磁选设备。新工艺中一段粗选和精选的磁选机选用的是逆流型，场强均比小型试验的场强高，从试验的考查结果来看，抛尾量较大，尾矿品位也较低，其选别效果明显高于小型试验结果(试验室小型试验一段选别的总尾矿中铁品位为11．22％，而本次工业试验的一段综合抛尾铁品位低于10％)，这主要是由于现场选用一段和二段的磁选机场强分别为199．04kA／m和167．2kA／m的逆流型磁选机，场强高于试验室小型试验一段选定的场强，这说明磁选机选择是合理的。

(3)脱磁器。新工艺中实际生产选用的是沈阳兴中工矿电子设备厂生产的DQ-II型谐合波式脱磁器。该设备具有微机智能控制，故障自我诊断，灯光报警与保护，双线圈交替工作，耗电少(电流仅为2～3A)，而且脱磁场强根据物料剩磁大小自寻优，调整幅度为72～154kA／m。该设备安全可靠，试验期间运行稳定。

5技术经济分析

若年处理量按100万t／a，精矿价格按马钢内部协议价4．09元／t·度，成本估算均按照1999年的实际生产消耗计算，税金中增值税进项税按17％计，销项税按13％计，城建税按增值税的5％计，教育税附加按增值税的3％计。新工艺流程比原工艺流程的利润增加了300．09万元，具有较好的经济效益。此外，由于改造后的粉精矿品位提高到65．5％以上，进一步提高了其产品在公司外部市场的竞争力。

6结论

(1)改造后的阶段磨选新工艺，取得了精矿品位和精矿回收率“双提高”的较好指标，当入选的原矿品位为31．18％时，其精矿品位为65．41％(滤饼的铁品位为66．05％)，精矿回收率为80．44％，较东山选厂原生产工艺2000年1月至10月的平均综合指标的精矿品位提高1个百分点左右，精矿回收率提高4．40个百分点；

(2)研究表明，新工艺处理不同品位的原矿，均能取得65％以上的精矿品位，而且特别适宜处理中、低品位矿，原矿品位越低，其回收效果越好(与原生产工艺相比)，当处理高品位的东山自采矿时，两种工艺流程的回收效果较接近。