冀南邯-邢地区中小规模铁选厂选矿技术特征

2012-01-08杨炳飞王立辉柳晓蒙

中国矿业 2012年8期

杨炳飞,王立辉,柳晓蒙

(1．北京科技大学土木与环境工程学院，北京 100083；2．石家庄经济学院宝石与材料工艺学院，河北石家庄 050031)

河北邯(郸)-邢(台)地区是河北省重要的铁矿资源基地，也是中国重要的矽卡岩型铁矿成矿区之一。其铁矿石资源量占我国铁矿总资源量的2.4%，占富铁矿总量的2/3[1]。至今已发现不同规模的铁矿床100多个，储量10×108t以上[2]，挖掘潜力巨大。由于该类矿床主要集中在邯郸、邢台一带，一般称为“邯邢式铁矿”[3]。该地区大中型铁矿床矿体较为简单，多呈层状、似层状、透镜状及扁豆状。小型矿床矿体形态较为复杂，多为囊状或不规则状[1，4]。铁矿石类型单一，主要为磁铁矿，次要铁矿物有假象赤铁矿、磁赤铁矿及针铁矿等。铁矿伴生的金属元素一般比较简单，主要是钴，少数有铜和金。原矿品位相对较高，全铁品位40%～50%[5]，结晶粒度较粗，矿石容易选别加工，属于优质磁铁矿资源。

该地区的主要铁矿生产企业有中国五矿集团邯邢矿山局所属的北洺河铁矿、西石门铁矿、玉石洼铁矿及符山铁矿等矿山。其选厂生产技术较为先进，在工艺、装备以及自动化应用方面代表了该地区铁选厂的发展水平。除此之外，沿太行山南段东麓从邯郸武安到邢台沙河一带还有数百家中小规模铁矿选矿企业。这些企业重视短期效益，缺乏企业发展的长期规划，在生产及管理方面长期处于低水平发展趋势。绝大多数铁选厂矿石处理量低，技术落后，装备较差，一定程度上制约了邯-邢地区整体铁矿资源的利用程度。本文对邯-邢地区的中小规模铁选厂的生产技术作一分析及探讨，为该地区丰富的铁矿资源的合理开发利用提供借鉴。

1 邯-邢地区中小规模铁矿选矿企业生产特征

1.1 企业状态

邯-邢地区不上规模的铁矿选矿企业有数百家，这些铁选厂主要分布在邯郸武安-邢台沙河一带，多属于民营企业。大多数铁矿企业规模较小，生产能力较低。部分小型铁选厂没有自有铁矿山，需外购铁矿石进行选矿，然后销售铁精粉。生产自负盈亏，往往根据市场行情调节生产，产品随行就市，承担行业风险能力较差。企业专业技术和管理人员配备过少，缺乏必要的生产技术，往往根据经验进行生产，自动化程度不高。受利益的驱动，企业根据生产情况重视个别技术的改进，但整体更新速度较慢，缺乏长远规划。厂址选择随意性较大，对环境造成了一定的负面影响。

1.2 企业整体技术特征

邯-邢地区中小规模铁选厂主要设备具备，基本类型单一。颚式破碎机、湿式球磨机、高频细筛、永磁筒式磁选机等配备较为普遍。辅助设备较为缺乏，如浓缩机、过滤机等。设备选型缺乏科学分析，盲目性较大。例如有的厂家甚至没有配备球磨机，而采用行星式轮碾机代替，不仅影响产能，同时影响产品质量。生产工艺流程设计缺乏必要的论证，经验型较强，厂方更为重视生产稳定，对流程的科学性和合理性缺乏考虑。生产过程完全依赖厂方的生产经验，作业流程基本都是每段作业配套一台设备，产品质量低并且指标不稳定。精矿品位多数选厂只能达到64%，尚不能达到钢铁冶炼最新要求品位65%。精矿产品中硫含量往往超出钢铁冶炼的要求，且大多并未进行脱硫处理，并且含水量较高，精矿处理作业程度较低。

部分企业做出了自己的特色，根据自身特点采用一些较为合理的生产工艺，如通过技术改造在一段磨矿流程上引进阶段磨矿阶段选别、采用独特的尾矿处理流程等。总之，该地区选矿企业还有很大的技术发展空间，如果能够得到一定的专业技术支持，选矿的生产水平会在一定程度上明显提高。

2 邯-邢地区中小规模铁矿选矿企业生产技术特征分析

2.1 破碎工艺

邯-邢地区的中小规模铁选厂普遍采用两段破碎流程，个别采用一段或三段破碎流程。在设备的选择上，基本统一采用了颚式破碎机，型号主要有PE600mm×900mm，PE400mm×600mm， PEX250mm×750mm等。普遍为开路破碎，在第二段破碎前加有预先筛分，产品粒度较粗而且不均匀，普遍最终破碎最大粒度不小于50mm，为后续磨矿作业带来不利影响。不仅增加磨矿的能耗从而增加生产成本，而且影响磨机的单位处理量，影响生产能力。同时由于破碎产品粒度不均匀，造成磨机合理装球困难，造成磨矿效率较低。部分较大规模选厂已经注意到采用圆锥破碎机的优势，正在进行破碎流程改造，试图减小破碎产品粒度，增大产能及节约生产能耗。

部分选厂为了配合给矿，在粗碎破碎机给矿口加有振动给料机，使破碎机给矿较为方便，减少了堵矿现象。破碎最终产品给到矿仓，矿仓中的物料可供磨矿数小时。破碎工段普遍采用每天2班工作制，每班12h，每班破碎总时间大约7～8h。破碎产品通过皮带运输机输送到球磨机进行磨矿。

2.2 干式预选作业

邯-邢地区中小规模铁选厂基本都对破碎产品进行了磁滑轮干式预选，抛弃部分围岩和废石，提高了入选矿石品位和磨机处理能力，改善了技术经济指标。磁滑轮普遍布置在最终破碎产品之前，合格产品直接进矿仓，抛尾产品直接排在矿仓之外。处理量较大的选厂根据矿石性质还对一段破碎后的产品进行磁滑轮抛尾。由于各选厂原矿性质不尽相同，干磁抛尾量差异较大。经过对部分选厂干式抛尾产品化验检测，产品基本符合要求。例如，经实验室分析化验，该地区某选厂原矿品位由25.1%提高到28.0%，干抛尾矿含铁品位11.8%，产率18.8%。

如果减小破碎产品最终粒度，优化磁滑轮选型，能够进一步提高分选效果。该地区典型的破碎流程图见图1。

图1 邯-邢地区中小规模铁选厂破碎流程图

2.3 磨矿作业

邯-邢地区中小规模铁选厂受其规模和条件的限制，多数采用一段磨矿。其中采用闭路磨矿的占70%～80%。普遍采用湿式球磨机，规格多样。很多选厂在磨机选型上并未进行周密设计，甚至选用废弃的水泥专用管磨机。球磨机型号主要有Φ1200mm×3000mm， Φ1200mm×5700mm, Φ1830mm×6400mm，Φ1830mm×7000mm，Φ1500mm×4500mm，Φ2600mm×4000mm，Φ2700mm×3600mm等。磨矿介质普遍采用钢球或钢锻，并且选用高格耐磨产品以提高产品的使用性能及节约成本。很多选厂为了控制磨矿细度，选择了磨机长度相对直径较长的磨机。这些球磨机规格较小，处理量低。但是对于邯-邢地区中小型选厂资金少、规模小，并且设置一段磨矿工艺来看，这样的选择有一定合理性。

一段磨矿与两段磨矿相比具有分级设备少、设备配置简单、没有段与段之间的产品输送以及操纵容易等优点，缺点是由于磨矿的给矿粒度范围宽导致合理装球困难以及不容易得到较细的最终磨矿产品。为了达到较好的磨矿效果及增大处理量，部分选厂在一段磨矿的基础上经过流程改造引入阶段磨矿的工艺。工艺流程多采用第一段开路、第二段闭路的作业方式。第一段采用格子型球磨机，第二段采用溢流型球磨机，根据处理量不同设备有多种型号。经过分析，阶段磨矿对于提高磨机的效率，优化选别指标以及提高处理量效果明显。该地区选厂普遍采用的工艺流程如图2。

图2 邯-邢地区中小规模铁选厂常用磨选流程图

大多选厂根据经验确定磨机的操作参数，在装球量、磨机转速及给矿量上很不规范，没能最大程度发挥磨机应有的性能。

2.4 分级作业

该地区除个别选厂外，多数选厂均配置有分级作业。普遍采用不低于50～60目高频振动细筛进行磨矿产品的分级，也有部分选厂采用螺旋分级机进行分级。规模较小的选厂普遍采用高频细筛，规模较大的选厂采用高频细筛或螺旋分级机。高频细筛的优点是分级效率较高，并且容易安装，施加简单。螺旋分级机优点是分级平稳，能与球磨机实现自流连接。分级机与球磨机构成闭路流程，见图2。个别没有设有分级设备的小型选厂，精矿产品品位控制不好，厂方往往通过调节磨机因素来控制产品质量，指标往往产生波动，影响生产正常进行。

地表水受到严重污染，城镇供水水源地水质不能达到有关标准；大量未经处理的废污水排入河道和渗井、渗坑，加之过量使用农药和化肥，使得河流和地下水受到严重污染。城市下游河道多为不能利用的超V类水体，减少了水资源的可利用量。

2.5 选别作业

选别方法为单一磁选，部分铁精粉中硫含量高的选厂也很少进行除硫措施。磁选机普遍采用半逆流弱磁场磁选机，有CTB-1024，CTB-7518等型号。普遍采用二段或三段磁选。个别选厂出于“提铁降硅”的目的对磁选后的产品利用精选机进行进一步选别，选别指标可以提高2～3个百分数。由于原矿性质不稳定，很多选厂在处理品位较高矿石时出现精矿品位降低的现象。精矿品位大都保持在64%左右，部分选厂的铁精粉含硫较高，一定程度上影响了产品的质量和销售价格。选别流程见图2。