劉賀民

(中冶京誠(秦皇島)工程技術(shù)有限公司)

高壓輥磨工藝在撫順罕王毛公鐵礦工藝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

劉賀民

(中冶京誠(秦皇島)工程技術(shù)有限公司)

介紹了撫順罕王毛公鐵礦選礦廠的設(shè)計(jì)概況和礦石性質(zhì)，在大量選礦試驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，確定了破碎系統(tǒng)及輥磨、磨選系統(tǒng)的工藝流程，高壓輥磨工藝的應(yīng)用較好的實(shí)現(xiàn)了低成本處理礦石、節(jié)能降耗的目的，該工程的建設(shè)對此類礦山選礦廠的設(shè)計(jì)具有一定的指導(dǎo)借鑒意義。

毛公鐵礦 高壓輥磨工藝 破碎系統(tǒng) 磨選系統(tǒng) 工藝設(shè)計(jì)

高壓輥磨機(jī)是一種高效破碎設(shè)備，它利用層壓破碎原理使物料在被擠壓過程中顆粒表面和顆粒內(nèi)部產(chǎn)生大量微裂紋，輥磨產(chǎn)品的邦德功指數(shù)可大幅降低，能提高后續(xù)磨機(jī)的處理能力。高壓輥磨機(jī)具有多碎少磨、單位能耗低、占地面積小、磨損件工作壽命長和運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)。

高壓輥磨可替代細(xì)碎作為第3段破碎使用，也可設(shè)在細(xì)碎作業(yè)后作為超細(xì)碎設(shè)備使用。輥磨閉路篩分產(chǎn)品預(yù)選，可采用濕式篩分濕式預(yù)選或干式篩分干式預(yù)選2種方案。采用濕式篩分濕式預(yù)選工藝，篩分效率高，預(yù)選效果好且一般不需設(shè)專門的打散工藝，作業(yè)中沒有粉塵污染；采用干式篩分干式預(yù)選，篩分效率低，預(yù)選效果差且一般需設(shè)打散工藝，但作業(yè)中粉塵較大。

目前，國內(nèi)已有多家選礦廠采用此工藝，如馬鋼南山鐵礦凹山選礦廠、撫順罕王傲牛礦業(yè)股份有限公司傲牛鐵礦選礦廠、河鋼司家營研山鐵礦選礦廠、內(nèi)蒙溫更鐵礦選礦廠等。為此，就高壓輥磨機(jī)在撫順罕王毛公鐵礦選礦廠工藝中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

1 毛公鐵礦選礦廠設(shè)計(jì)概況及礦石性質(zhì)

毛公鐵礦位于撫順市撫順縣石文鎮(zhèn)景佳村西北約3 km，距撫順市望花區(qū)約40 km。撫順罕王毛公鐵礦選礦廠設(shè)計(jì)規(guī)模為年處理露天開采的貧磁鐵礦石300萬t，采出礦石全鐵品位為28.91%。破碎系統(tǒng)采用粗、中2段1閉路破碎—篩上干選工藝，粗碎給礦粒度為850～0 mm，篩下產(chǎn)品粒度為30～0 mm；磨選系統(tǒng)采用高壓輥磨閉路濕式篩分—篩下濕式預(yù)磁選—1段閉路磨礦—磁選—過濾工藝流程，磨礦給料粒度為3～0mm，磨礦前拋廢產(chǎn)率為35%，最終鐵精礦全鐵品位為66.00%，全鐵回收率為90%。

毛公鐵礦金屬礦物以磁鐵礦為主，含褐鐵礦，少量磁黃鐵礦及微量黃銅礦等。脈石以石英、角閃石、綠泥石為主，含少量透閃石、微斜長石及微量磷輝石等礦物。礦石為磁鐵石英巖，磁鐵礦和脈石石英呈黑白相間條帶狀，結(jié)構(gòu)主要為中細(xì)粒、不規(guī)則板自形粒狀變晶結(jié)構(gòu)。構(gòu)造有致密塊狀、條帶狀及浸染狀3種，以條帶狀為主。原礦鐵物相分析結(jié)果見表1。

表1 原礦鐵物相分析結(jié)果 %

鐵物相鐵含量鐵分布率磁鐵礦25.2079.50半假象磁鐵礦2.507.89赤、褐鐵礦2.507.89碳酸鐵0.200.62硅酸鐵1.304.10全鐵31.70100.00

由表1可知，礦石中磁鐵礦、半假象磁鐵礦兩者合計(jì)鐵分布率為87.39%，屬原生磁鐵礦石。

2 選礦試驗(yàn)及生產(chǎn)實(shí)踐

2011年9月?lián)犴樅蓖趺F礦提供了《景佳礦(3號礦體ZK4-6、ZK14-4鉆孔綜合樣)試驗(yàn)室小型試驗(yàn)報(bào)告》；2011年10月成都利君提供了《撫順罕王毛公鐵礦石高壓輥磨試驗(yàn)報(bào)告》。

現(xiàn)有毛公、景佳選礦廠均為撫順罕王傲牛礦業(yè)股份有限公司的選礦廠，年處理量分別為40和53萬t。2個(gè)選礦廠處理的礦石與新設(shè)計(jì)的毛公選礦廠處理的礦石為同一采區(qū)，礦石磨選特性基本相同，新設(shè)計(jì)的毛公選礦廠建成投產(chǎn)后，現(xiàn)有毛公、景佳選礦廠因位于開采的礦體上即行拆除。選礦試驗(yàn)與生產(chǎn)實(shí)踐主要工藝技術(shù)指標(biāo)匯總見表2。

表2 選礦試驗(yàn)與生產(chǎn)實(shí)踐主要工藝技術(shù)指標(biāo)匯總 %

試驗(yàn)和選礦廠名稱原礦全鐵品位干選廢石產(chǎn)率全鐵品位全鐵回收率干選礦石產(chǎn)率全鐵品位全鐵回收率景佳礦小型選礦試驗(yàn)32.268.204.501.1491.8034.7498.86利君高壓輥磨試驗(yàn)27.45毛公選礦廠2011年1—9月生產(chǎn)指標(biāo)23.328.106.332.2091.8524.8297.80景佳選礦廠2011年1—9月生產(chǎn)指標(biāo)21.599.545.432.4090.4623.2997.60試驗(yàn)和選礦廠名稱磨礦細(xì)度(-0.074mm)精礦產(chǎn)率全鐵品位全鐵回收率尾礦產(chǎn)率全鐵品位全鐵回收率景佳礦小型選礦試驗(yàn)68.0045.5966.9394.5846.332.984.28利君高壓輥磨試驗(yàn)70.0033.7166.7381.9666.297.4718.04毛公選礦廠2011年1—9月生產(chǎn)指標(biāo)64.4432.2465.9691.1959.662.586.61景佳選礦廠2011年1—9月生產(chǎn)指標(biāo)67.3728.9866.1288.7561.483.118.85

2.1 設(shè)計(jì)流程的確定

根據(jù)高壓輥磨試驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)確定采用高壓輥磨—濕式篩分—濕式預(yù)磁選工藝。

2.1.1 破碎系統(tǒng)流程的確定

鑒于原礦粒度為850～0mm，破碎產(chǎn)品粒度為30～0mm，破碎系統(tǒng)采用粗、中2段1閉路工藝流程。從現(xiàn)場采場情況看，夾石較多，干選試驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐表明采用干選可拋出8%以上的廢石，因此設(shè)計(jì)考慮大塊干選工藝，預(yù)選拋除這部分夾石。為保證干選作業(yè)效果，設(shè)計(jì)將干選設(shè)置在中碎閉路篩分的篩上，粒度為260～30mm。破碎系統(tǒng)工藝流程見圖1。

圖1 破碎系統(tǒng)工藝流程

2.1.2 輥磨、磨選系統(tǒng)流程的確定

根據(jù)選礦試驗(yàn)及現(xiàn)場生產(chǎn)情況，設(shè)計(jì)確定最終磨礦細(xì)度為-0.074mm70%。由于采用了高壓輥磨工藝，輥磨產(chǎn)品-0.074mm粒度含量達(dá)15%～20%，磨礦作業(yè)考慮采用1段磨礦分級工藝，即可達(dá)到-0.074mm70%的細(xì)度。按毛公鐵礦選礦廠的規(guī)模，考慮采用1個(gè)或2個(gè)磨礦系列。采用1個(gè)系列符合現(xiàn)代礦山設(shè)備大型化的發(fā)展趨勢，主廠房工藝設(shè)備數(shù)量少，操作環(huán)節(jié)少，便于生產(chǎn)管理，此設(shè)計(jì)按1個(gè)磨礦系列進(jìn)行。設(shè)計(jì)采用高壓輥磨閉路濕式篩分—篩下濕式預(yù)選—1段磨礦分級—磁選—濃縮磁選—過濾—濕式預(yù)選尾礦分級的工藝流程。由于采用了輥磨篩下濕式預(yù)選工藝，可在入磨前拋除大量的尾礦，可減少磨礦能耗，降低選礦成本，增加經(jīng)濟(jì)效益。輥磨、磨選系統(tǒng)工藝流程見圖2。

圖2 輥磨、磨選系統(tǒng)工藝流程

2.2 設(shè)計(jì)工藝主要技術(shù)指標(biāo)

設(shè)計(jì)工藝主要技術(shù)指標(biāo)見表3。

表3 設(shè)計(jì)工藝主要技術(shù)指標(biāo)

2.3 主要設(shè)計(jì)特點(diǎn)

(1)選礦廠規(guī)模為大型，采用粗、中2段1閉路破碎，1段閉路磨礦，1個(gè)磨選系列，可節(jié)省建設(shè)費(fèi)用，降低生產(chǎn)管理成本。

(2)破碎機(jī)均采用進(jìn)口高效、節(jié)能大型設(shè)備，其他設(shè)備均采用國內(nèi)同類產(chǎn)品中質(zhì)量好、性能可靠的大型設(shè)備，可降低生產(chǎn)成本。

(3)采用粗、中碎后篩上塊礦干選、高壓輥磨濕式閉路篩分、篩下濕式預(yù)磁選工藝，入磨礦量為65%，入磨粒度為-3 mm，實(shí)現(xiàn)多碎少磨，能拋早拋，大幅度降低選礦加工成本。

(4)磨礦分級采用旋流器與細(xì)篩組合配置，既可保證產(chǎn)品質(zhì)量，又可減少細(xì)篩數(shù)量。

(5)高壓輥磨篩下產(chǎn)品濕式預(yù)磁選尾礦粗細(xì)分級，粗粒級尾礦直接排至廢石場，可延長尾礦庫的使用年限。

3 結(jié) 語

撫順罕王毛公鐵礦廠的工藝設(shè)計(jì)中采用粗、中2段1閉路破碎流程，破碎產(chǎn)品粒度為30～0 mm，既可滿足高壓輥磨的入料粒度要求，又能保證高壓輥磨輥皮的正常使用壽命；采用高效、節(jié)能破碎設(shè)備、大塊干選、高壓輥磨濕篩濕式預(yù)磁選等成熟技術(shù)，可及時(shí)拋除大量廢石，減少入磨礦量，降低入磨粒度，實(shí)現(xiàn)低成本處理鐵礦石的目的。

2015-04-20)

劉賀民(1964—)，男，高級工程師，066004 河北省秦皇島市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)龍海道71號。