郑家坡铁矿选矿厂投产初期技术改造实践

孙素霄，常文利

（五矿邯邢矿业有限公司， 河北邯郸市 056002）

郑家坡铁矿选矿厂投产初期技术改造实践

孙素霄，常文利

（五矿邯邢矿业有限公司， 河北邯郸市 056002）

郑家坡铁矿选矿厂投产初期，各项选矿技术经济指标波动较大，生产很不稳定，通过对该选厂磨矿分级系统和磁选系统各产物的粒度组成、化学成分、浓度等项指标进行检测、化验、分析和研究，查明了选矿流程中所存在的问题，并提出了合理技术改造措施，实现该选矿达产、稳产的目的。

铁选矿厂；选矿工艺；技术改造

郑家坡铁矿隶属于五矿邯邢矿业有限公司，位于山东省昌邑市卜庄镇郑家坡村。该矿床矿石资源量2647万t，地质平均品位为29.61%。2009年7月完成选矿厂建设，投产初期，生产过程中各项技术指标波动很大，磨机台时处理量较低，精矿品位不合格，尾矿品位高，金属回收率低。为了尽快查找各工序的问题，查明现行选矿流程的运行状态，特对选矿流程主要工序所取试验样品的化学成分、粒度组成、浓度等工艺指标进行了系统的分析检测。

1 郑家坡铁矿选矿厂现状

1.1 矿石性质以及选矿工艺流程简介

矿石中主要金属氧化物为磁铁矿、赤铁矿，含少量硫化物；脉石矿物主要为石英、角闪石、云母、绿泥石，含少量碳酸盐、石榴石、粘土矿物等。有用矿物种类较为简单，主要为磁铁矿。

磁铁矿多为半自形，部分自形或他形粒状，晶粒一般为0.1～0.4mm，大者可达0.5～1.5mm，最小0.004～0.01mm，后两者为数甚少；主要脉石矿物石英呈他形粒状，粒径多大于0.5mm，部分粒径1～2mm，有时具拉长现象，定向分布。矿石硬度系数f为10～14。

选矿厂设计规模为处理原矿石80万t／a，年产铁精矿25.1万t，铁精矿品位为65%，金属回收率80.4%。主体磨矿系统共两个系列，破碎筛分采用三段一闭路两次干选抛尾工艺，磨选采用阶段磨矿三段弱磁选工艺，精矿过滤脱水，获得最终铁精矿，见图1。

1.2 投产初期现状及存在的问题

郑家坡铁矿选矿厂投产初期，各项选矿技术经济指标波动较大，生产很不稳定，对该选厂磨矿分级系统和磁选系统各产物的粒度组成、化学成分、浓度等项指标进行了检测、化验和分析。

图1 郑家坡铁矿选矿工艺流程

1系列球磨排矿中－0.074mm的产率为30.65%，综合品位为41.63%；2系列球磨排矿中－0.074mm的产率为27.5%，磨矿细度较1系列低，综合品位为42.09%。从各粒级铁品位变化情况来看，两个系列的球磨排矿中，铁在＋0.074mm粒级中明显富集。

1系列分级机溢流－0.074mm的产率为53.98%，综合品位为30.18%；2系列分级机溢流－0.074mm的产率为61.27%，分级机溢流细度较1系列细，综合品位为32.18%，稍高于1系列。两个系列分级机溢流的品位都远低于分级机返砂的含铁品位，分级机存在明显的反富集现象。从各粒级铁品位变化情况来看，铁在－0.074mm粒级中明显富集。

1系列分级机返砂中－0.074mm的产率为13.53%，综合品位为47.04%；2系列分级机返砂中－0.074mm的产率为22.9%，综合品位为45.89%。从各粒级铁品位变化情况来看，两个系列反映出来的规律一致，铁主要分布在＋0.074mm的各粒级中。

一段球磨机排矿和分级机返砂的浓度比较正常，波动较小，而螺旋分级机溢流浓度偏低、波动大。尤其是2系列分级机溢流浓度仅为20.53%，波动范围15%～23%；1系列分级机溢流浓度稍高，为29.40%，波动范围21%～33%。说明球磨机给矿和补加水量的控制不够严格，从而导致分级粒度不稳定。

1系列旋流器给矿中－0.074mm的产率为71.75%，综合品位为60.49%。从各粒级铁品位变化情况来看，在－0.074mm的粒级中含铁品位较高，大于62%，铁主要分布在－0.074mm的细粒级中。2系列旋流器给矿中－0.074mm的产率为72.11%，综合品位为59.20%。各粒级铁品位变化规律与1系列相似，在－0.074mm的粒级中含铁品位较高，都在60%以上，大于综合品位。

1系列旋流器溢流－0.074mm的产率为75.68%，综合品位为55.52%，溢流品位低于旋流器给矿品位（60.49%），远远低于旋流器底流品位（62.47%）。随着产物的粒级变细，铁品位逐渐升高，溢流中－0.074mm粒级中综合品位达到63.11%，其中－0.043mm粒级铁品位为63.90%。2系列旋流器溢流－0.074mm的产率为80.11%，该系列旋流器溢流产物明显比1系列细。旋流器溢流综合品位为56.08%，溢流品位低于旋流器给矿品位（59.20%），远远低于旋流器底流品位（63.03%）。同样随着溢流中各粒级产物的粒级变细，粒级铁品位逐渐升高，其中在－0.074mm粒级中综合含铁品位达到60.46%。

1系列旋流器底流中－0.074mm的产率为68.73%，该粒级含量较高，综合品位为62.47%，远远高于旋流器溢流的品位（55.52%）。显然该系列旋流器底流中细粒级含量高、含铁品位高，说明旋流器的分级效率较低、分级过程中存在明显的反富集现象。从各粒级铁品位变化情况来看，－0.074mm粒级综合含铁品位已达到68.10%，说明在该粒级中大部分的磁铁矿矿物已经解离，但合格粒级通过旋流器未能得到有效分离，该系列旋流器工况不正常。

2系列旋流器底流中－0.074mm的产率为62.35%，较1系列低，底流综合品位为63.03%，同样高于该系列旋流器溢流的品位（56.08%）。同样该系列旋流器底流中细粒级含量高、含铁品位高，也说明该系列旋流器的分级效率较低、分级过程中存在明显的反富集现象。从各粒级铁品位变化情况来看，－0.074mm粒级综合含铁品位已达到68.23%，旋流器给矿中已经发生解离的合格粒级未能通过旋流器得到有效分离，该系列旋流器工况不正常。

1系列二段磨矿排矿产物中－0.074mm的产率为79.51%，粒度相对该系列旋流器底流产物（入磨原料）变细，－200目粒级产率提高约11个百分点，－0.043mm粒级的产率由旋流器底流中的17.14%提高到33.78%。综合含铁品位为62.47%。该系列球磨排矿产物中铁主要分布在－0.074mm以下的粒级中。

2系列二段磨矿排矿产物中－0.074mm的产率为87.24%，粒度相对该系列旋流器底流产物明显变细，－0.074mm粒级产率提高约32%，－0.043mm粒级的产率由入磨旋流器底流中的26.43%提高到46.68%。其磨矿效果相对1系列好一些。该系列二段磨矿产物综合含铁品位为63.03%。同样该系列球磨排矿产物中铁主要分布在－0.074mm以下的粒级中。

从以上各产物的浓度测定结果来看，大部分产物的浓度均存在明显的波动，说明生产过程不够稳定、操作参数的控制不够严格。相对而言，一段磨矿分级系统较为稳定、各段磁选精矿浓度的波动较小，而二段磨矿分级作业的浓度波动较大。问题比较突出，主要表现为以下两个方面。

（1）二段旋流器分级系统浓度波动大、底流浓度偏低。1系列旋流器给矿浓度为29.10%、波动范围18%～45%，溢流浓度和底流浓度分别为18.53%和39.43%；2系列旋流器给矿浓度为31.15%、波动范围24%～62%，溢流浓度和底流浓度分别为22.82%和56.44%。给矿浓度偏低、波动范围大，这是造成旋流器工作不稳定的主要原因。底流浓度偏低，则会降低二段磨矿的效率。

（2）二段磨矿作业浓度低、磨矿效率低。由于1系列旋流器底流浓度仅为39.43%，2系列旋流器底流浓度也仅达到56.44%，导致二段磨矿浓度低、再磨效果差。对于1系列，旋流器底流－0.074mm的产率为68.73%，2段磨矿产物中－0.074mm的产率为79.51%，－0.074mm的产率仅仅增加10.78个百分点；2系列旋流器底流－0.074mm的产率为55.84%，2段磨矿产物中－0.074mm的产率为87.24%，－0.074mm产率增加31.4个百分点。说明随着磨矿浓度的增加，磨矿细度可明显改善，在生产中应注意提高二段磨矿浓度。

一段磁选尾矿浓度仅为5.7%～6.5%，二三段磁选尾矿浓度仅为1.5%～2%，综合磁选尾矿浓度仅为4.48%。说明磁选作业中添加水量过大，应注意控制。尾矿浓度过低，必然会对尾矿浓缩脱水造成不利影响，而且大量稀矿浆的泵送能耗也会增加。

2 流程改造措施

针对现行流程中存在的问题，建议采取以下措施对其进行优化改造。

2.1 磨矿分级系统作业参数的优化

磨矿分级系统中，2系列螺旋分级机实际分级效率和分级溢流浓度太低，可通过控制该系列球磨机排矿的补加水量来提高分级机的溢流浓度至30%以上，减少返砂中－0.074mm粒级产率，使磨矿产物中已经发生解离的合格粒级及时进入磁选系统，减少磁铁矿过磨现象。在球磨排矿口补加水管增设流量计，以控制加水量，定期检测浓度，保证该系列分级机溢流的浓度在30%以上。

2.2 旋流器分级系统的作业参数优化

流程中两个系列的旋流器存在底流产率高、品位高、－0.074mm粒级产率高、铁矿物反富集现象明显等问题。

可通过调整旋流器分级作业的工况并增加相关自控配件，使两个系列的旋流器溢流产率达到60%～65%以上。旋流器的操作参数调整如下：给矿压力至0.08～0.10MPa；同时对进料泵安装变频器，进料管安装压力表，实现进料压力的有效控制；在泵池设液面自动控制装置，通过补加水等措施保证液面稳定，防止进料泵工作中“喘气现象”的发生，保证平稳给料。

2.3 二段球磨机作业参数优化

二段再磨磨矿浓度和磨矿效率较低。究其原因是由于磨矿浓度的影响，磨矿浓度直接影响磨矿细度。为此通过控制旋流器分级作业，保证入磨的旋流器底流的浓度在60%以上，可以保证二段磨矿的磨矿效果。

2.4 磁选作业加水量的控制

各段磁选作业存在的主要问题是补加水量偏大，矿浆浓度低。尤其是一段磁选精矿和尾矿浓度偏低，对后续作业造成不利影响。生产过程中应重点控制一段磁选作业补加水量（精矿冲洗水和底水），增设流量计和定期检测产品浓度。

2.5 流程结构的调整

现行流程中将精矿过滤滤液和尾矿再选粗精矿均返回旋流器给矿，不利于旋流器作业条件的控制。将过滤滤液返回二段磁选，再选精矿返回一段磨矿分级机，以减少对旋流器作业的影响。

3 改造后实践检验

通过对磨矿分级系统、磁选系统所取试验样品的化学成分、粒度组成、浓度等工艺指标进行系统的检测、分析，查找工艺流程中存在的问题，并对一段磨矿分级作业、旋流器分级、磁选作业补加水量等作业参数的优化，以及对局部工艺流程结构的调整，该选厂生产过程中各项技术经济指标基本稳定，磨机台时产量达到设计指标46t／h，精矿品位稳定在65%，尾矿品位在7.3%以下。

对工艺流程进行系统的检测、分析，查明工序中所存在问题，并进行合理技术改造，是新建选厂从投产初期到转入正式生产的有效途径，也是达到设计指标的最有效方法。

［1］朱俊士.选矿实验研究与产业化［M］.北京：冶金工业出版社，2005：35－36.

［2］许 时.矿石可选性研究［M］.北京：冶金工业出版社，1992：102－103.

［3］余永富.我国铁矿山发展方向、选矿技术发展现状及存在问题［J］.矿冶工程，2006（1）：21－25.

［4］杨顺梁，林任英.选矿知识问答［M］.北京：冶金工业出版社，2005：149.

2012－01－10）

孙素霄（1962－），女，河北任县人，工程师，主要从事矿山设备的选型与设计工作，Email：sunsx＠minetals.com。