李金朋　張成龍　張潤身　席江偉　董麥亭

(1.河北鋼鐵集團礦山設(shè)計有限公司；2.河北鋼鐵集團礦業(yè)公司廟溝鐵礦)

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廟溝鐵礦應用塔磨機與淘洗機進行提鐵降硅工藝改造

李金朋1張成龍1張潤身2席江偉2董麥亭1

(1.河北鋼鐵集團礦山設(shè)計有限公司；2.河北鋼鐵集團礦業(yè)公司廟溝鐵礦)

摘要廟溝鐵礦為滿足高爐冶煉對鐵精粉質(zhì)量的高要求及解決現(xiàn)有工藝流程中存在的淘洗機給礦粒度粗未完全實現(xiàn)單體解離且處理能力無法達到生產(chǎn)要求、分級設(shè)備能力不足等問題，在前期磨選工藝不變的情況下，通過應用先進工藝設(shè)備塔磨機與全自動淘洗機對現(xiàn)有磨選工藝進行了工藝改造。改造結(jié)果表明：改造后工藝使鐵精礦綜合鐵品位由65.2%提高到66.00%以上，SiO2含量由7.8%降低到6.5%以下，大大提高了礦山的整體經(jīng)濟效益和抗風險能力。

關(guān)鍵詞鐵精礦塔磨機全自動淘洗機提鐵降硅工藝改造

目前，廟溝鐵礦鐵精礦SiO2含量高達7.8%，不能滿足集團公司對鐵精礦質(zhì)量的要求。因此，通過對原工藝流程的考察，針對流程中存在的問題，利用先進工藝設(shè)備，在保證鐵精礦產(chǎn)品質(zhì)量及不降低鐵精粉產(chǎn)量的條件下進行了提鐵降硅工藝改造。通過試驗研究，確定以塔磨機與全自動淘洗機聯(lián)合應用，以實現(xiàn)提鐵降硅的目的。改造后，獲得了滿意的試驗指標，經(jīng)濟效益顯著。

1礦石性質(zhì)

廟溝鐵礦礦石屬鞍山式磁鐵石英巖，主要金屬礦物為磁鐵礦，細粒不均勻嵌布，結(jié)晶粒度一般在0.01～0.15 mm。脈石礦物主要為石英和鐵閃石。礦石中有害成分含量較低，磷含量一般小于0.05%，硫一般小于0.15%，礦石的氧化程度很低，均為原生礦。礦石硬度為12～14。原礦鐵物相分析和原礦化學多元素分析結(jié)果見表1、表2。

表1原礦鐵物相分析結(jié)果

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表2原礦化學多元素分析結(jié)果

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2工藝現(xiàn)狀及存在的問題

2.1現(xiàn)有工藝流程

廟溝鐵礦現(xiàn)有工藝流程為3段磨礦、細篩與旋流器聯(lián)合分級、全自動淘洗機精選的工藝流程?，F(xiàn)工藝流程見圖1。

圖1　廟溝鐵礦現(xiàn)有工藝流程

2.2現(xiàn)工藝流程存在的問題

(1)淘洗機給礦粒度粗，未完全實現(xiàn)單體解離，淘洗機給礦粒度分析結(jié)果見表3，單體解離度分析結(jié)果見圖2。

表3　淘洗機給礦粒度篩析結(jié)果

由表3可知，淘洗機給礦-0.074 mm粒級含量為88.10%，-0.045 mm粒級含量為39.96%，粒度較粗。

圖2　0.045～0.074 mm粒級偏光顯微鏡圖像

由圖2可見，0.045～0.074 mm粒級存在大量連生體，鐵與石英并未完全實現(xiàn)單體解離，這是鐵精礦品質(zhì)低，SiO2含量高的根本原因。

(2)廟溝鐵礦現(xiàn)分級設(shè)備能力不足。通過流程考察，發(fā)現(xiàn)廟溝鐵礦現(xiàn)有分級設(shè)備總給礦量約為288 t/h，分級設(shè)備考察具體結(jié)果見表4。

表4　分級設(shè)備考察結(jié)果

由表4可知，篩分設(shè)備總能力為165 t/h，由于設(shè)備老化導致篩分效率過低，流程中每小時有123 t礦量在流程中循環(huán)，嚴重影響后續(xù)工藝，且生產(chǎn)運行費用較高。

(3)淘洗機處理能力無法達到生產(chǎn)要求，且淘洗機尾礦濃度太低。

3試驗研究

3.1塔磨機試驗

2013年9月，美卓公司對廟溝鐵礦磁鐵礦進行了專業(yè)罐式磨機可磨性試驗，以確定磨到-0.044 mm 90%時所需的Vertimill磨機的比能耗。罐式磨機試驗臺由1臺尺寸為203 mm×254 mm并以76%臨界速度旋轉(zhuǎn)的鋼罐組成。專業(yè)罐式磨機可磨性試驗執(zhí)行時需要使用重量為15.9 kg且具有給定直徑的鋼球作為研磨介質(zhì)。首先對所需固體成分濃度中的固體和液體配比進行計算，然后分別將固體和水加入適用于每個罐式磨機試驗的磨機中。使用磨機對材料進行研磨并保持規(guī)定的時間，然后將混合物丟棄。脫水干燥后再次將礦石進行縮分，以便確認來礦的粒度分布。達到期望產(chǎn)品粒度規(guī)范要求之前應持續(xù)重復進行上述操作步驟，研磨能量曲線見圖3。

圖3　研磨能量曲線

由圖3可見，該礦石由-45 μm 36.1%磨到 -45 μm 96.6%時所需的磨機的比能耗為9.8 kWhr/(m·t)。

3.2精礦旋流器分級試驗

據(jù)2013年5月，威海市海王旋流器有限公司提供的《河北鋼鐵集團礦業(yè)有限公司廟溝鐵礦鐵精礦富集旋流器試驗報告》可知，旋流器試驗結(jié)果見表5。

由表5可知，當試驗給礦細度為-45 μm 63.8%、濃度約為40%、給礦品位為63.2%時，經(jīng)過連續(xù)兩段旋流器后，溢流混合后產(chǎn)率為42.44%，細度為-45 μm 63.8%；通過連續(xù)2段旋流器分級，可將合格粒級產(chǎn)品分離，減少入磨礦量。

3.3淘洗機試驗

對廟溝鐵礦選礦車間2段1#淘洗機進行為期10 d的試驗，試驗結(jié)果見表6[1]。

由表6可知，淘洗機精礦品位偏低，尾礦品位偏高，精礦產(chǎn)率為93%，因此確定現(xiàn)有淘洗機處理能力無法達到生產(chǎn)要求；淘洗機尾礦濃度太低，直接用磁選機掃選回收率太低，需對尾礦進行濃縮，濃度提高到30%左右，再進行下一步選別。

4改造措施

通過試驗及考察，此次改造的思路為在現(xiàn)有工藝流程中，在3磁精礦處設(shè)置細磨，使用淘洗機作為最終精礦把關(guān)設(shè)備，實現(xiàn)提鐵降硅。具體改造措施如下：

(1)將原工藝流程中2段磨礦和3段磨礦的2臺MQY3254球磨機合并作為2段磨礦，在3磁精礦處新增1臺塔磨機作為3段磨礦，保證磨礦產(chǎn)品細度，實現(xiàn)單體解離。

表5　旋流器試驗結(jié)果

表6淘洗機品位試驗結(jié)果

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(2)1段淘洗增加2臺型號為CH-CXJ24000的淘洗機，2段淘洗增加1臺型號為CH-CXJ32000的淘洗機，以滿足工藝需要。

(3)入塔磨機前，采用1組FX350-GX-B×4旋流器組與1組FX250-GX-B×12旋流器組兩段旋流器連續(xù)分級。

(4)增加1臺KMLZ-500/55斜板濃密機處理淘洗機尾礦，斜板濃密機底流經(jīng)過中礦磁選后，返回2段旋流器，解決主廠房空間狹小問題的同時保證回收率。

改造后工藝流程見圖4。

圖4　廟溝鐵礦改造后工藝流程

5改造效果

(1)工藝改造于2015年1月完成并投入運行，成功實現(xiàn)了河北鋼鐵集團礦業(yè)有限公司首臺塔磨機設(shè)備在鐵礦山的應用，現(xiàn)塔磨機設(shè)備已連續(xù)運轉(zhuǎn)近1 a時間。

(2)通過塔磨機與全自動淘洗機聯(lián)合應用，解決了給礦粒度粗單體解離度不夠的難題，得到了品位為66.00%以上，SiO2含量6.5%以下的合格鐵精礦，實現(xiàn)了提鐵降硅。

(3)改造后2015年6—11月份生產(chǎn)數(shù)據(jù)見表7。

6結(jié)語

(1)廟溝鐵礦針對難磨貧連生體結(jié)晶粒度細，現(xiàn)有磨礦條件下很難達到單體解離，在流程中惡性循環(huán)的問題，首次引進非金屬礦山應用較多的塔磨機設(shè)備，解決了磨礦能力不足及超細磨礦的問題。

(2)根據(jù)選廠現(xiàn)狀，應用新技術(shù)、新設(shè)備成功實現(xiàn)了鐵精礦提鐵降硅，最大限度的提高了礦產(chǎn)資源的利用率和利用水平。

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(3)塔磨機+全自動淘洗機工藝通過生產(chǎn)運行檢驗，具有明顯優(yōu)勢，同時使企業(yè)取得了良好的經(jīng)濟效益，也降低了后續(xù)高爐煉鐵的冶煉成本。

參考文獻

[1]劉桂紅，王愛東，李德興，等．廟溝鐵礦鐵精礦提鐵降硅工藝研究[J]．河北冶金，2013(3):5-8．

(收稿日期2015-12-15)

李金朋(1985—)，男，助理工程師，063700 河北省唐山市灤縣。