高压辊磨工艺在抚顺罕王毛公铁矿工艺设计中的应用

刘贺民

(中冶京诚(秦皇岛)工程技术有限公司)

高压辊磨工艺在抚顺罕王毛公铁矿工艺设计中的应用

刘贺民

(中冶京诚(秦皇岛)工程技术有限公司)

介绍了抚顺罕王毛公铁矿选矿厂的设计概况和矿石性质，在大量选矿试验和生产实践的基础上，确定了破碎系统及辊磨、磨选系统的工艺流程，高压辊磨工艺的应用较好的实现了低成本处理矿石、节能降耗的目的，该工程的建设对此类矿山选矿厂的设计具有一定的指导借鉴意义。

毛公铁矿 高压辊磨工艺 破碎系统 磨选系统 工艺设计

高压辊磨机是一种高效破碎设备，它利用层压破碎原理使物料在被挤压过程中颗粒表面和颗粒内部产生大量微裂纹，辊磨产品的邦德功指数可大幅降低，能提高后续磨机的处理能力。高压辊磨机具有多碎少磨、单位能耗低、占地面积小、磨损件工作寿命长和运行可靠等优点。

高压辊磨可替代细碎作为第3段破碎使用，也可设在细碎作业后作为超细碎设备使用。辊磨闭路筛分产品预选，可采用湿式筛分湿式预选或干式筛分干式预选2种方案。采用湿式筛分湿式预选工艺，筛分效率高，预选效果好且一般不需设专门的打散工艺，作业中没有粉尘污染；采用干式筛分干式预选，筛分效率低，预选效果差且一般需设打散工艺，但作业中粉尘较大。

目前，国内已有多家选矿厂采用此工艺，如马钢南山铁矿凹山选矿厂、抚顺罕王傲牛矿业股份有限公司傲牛铁矿选矿厂、河钢司家营研山铁矿选矿厂、内蒙温更铁矿选矿厂等。为此，就高压辊磨机在抚顺罕王毛公铁矿选矿厂工艺中的应用进行探讨。

1 毛公铁矿选矿厂设计概况及矿石性质

毛公铁矿位于抚顺市抚顺县石文镇景佳村西北约3 km，距抚顺市望花区约40 km。抚顺罕王毛公铁矿选矿厂设计规模为年处理露天开采的贫磁铁矿石300万t，采出矿石全铁品位为28.91%。破碎系统采用粗、中2段1闭路破碎—筛上干选工艺，粗碎给矿粒度为850～0 mm，筛下产品粒度为30～0 mm；磨选系统采用高压辊磨闭路湿式筛分—筛下湿式预磁选—1段闭路磨矿—磁选—过滤工艺流程，磨矿给料粒度为3～0mm，磨矿前抛废产率为35%，最终铁精矿全铁品位为66.00%，全铁回收率为90%。

毛公铁矿金属矿物以磁铁矿为主，含褐铁矿，少量磁黄铁矿及微量黄铜矿等。脉石以石英、角闪石、绿泥石为主，含少量透闪石、微斜长石及微量磷辉石等矿物。矿石为磁铁石英岩，磁铁矿和脉石石英呈黑白相间条带状，结构主要为中细粒、不规则板自形粒状变晶结构。构造有致密块状、条带状及浸染状3种，以条带状为主。原矿铁物相分析结果见表1。

表1 原矿铁物相分析结果 %

铁物相铁含量铁分布率磁铁矿25.2079.50半假象磁铁矿2.507.89赤、褐铁矿2.507.89碳酸铁0.200.62硅酸铁1.304.10全铁31.70100.00

由表1可知，矿石中磁铁矿、半假象磁铁矿两者合计铁分布率为87.39%，属原生磁铁矿石。

2 选矿试验及生产实践

2011年9月抚顺罕王毛公铁矿提供了《景佳矿(3号矿体ZK4-6、ZK14-4钻孔综合样)试验室小型试验报告》；2011年10月成都利君提供了《抚顺罕王毛公铁矿石高压辊磨试验报告》。

现有毛公、景佳选矿厂均为抚顺罕王傲牛矿业股份有限公司的选矿厂，年处理量分别为40和53万t。2个选矿厂处理的矿石与新设计的毛公选矿厂处理的矿石为同一采区，矿石磨选特性基本相同，新设计的毛公选矿厂建成投产后，现有毛公、景佳选矿厂因位于开采的矿体上即行拆除。选矿试验与生产实践主要工艺技术指标汇总见表2。

表2 选矿试验与生产实践主要工艺技术指标汇总 %

试验和选矿厂名称原矿全铁品位干选废石产率全铁品位全铁回收率干选矿石产率全铁品位全铁回收率景佳矿小型选矿试验32.268.204.501.1491.8034.7498.86利君高压辊磨试验27.45毛公选矿厂2011年1—9月生产指标23.328.106.332.2091.8524.8297.80景佳选矿厂2011年1—9月生产指标21.599.545.432.4090.4623.2997.60试验和选矿厂名称磨矿细度(-0.074mm)精矿产率全铁品位全铁回收率尾矿产率全铁品位全铁回收率景佳矿小型选矿试验68.0045.5966.9394.5846.332.984.28利君高压辊磨试验70.0033.7166.7381.9666.297.4718.04毛公选矿厂2011年1—9月生产指标64.4432.2465.9691.1959.662.586.61景佳选矿厂2011年1—9月生产指标67.3728.9866.1288.7561.483.118.85

2.1 设计流程的确定

根据高压辊磨试验结果，设计确定采用高压辊磨—湿式筛分—湿式预磁选工艺。

2.1.1 破碎系统流程的确定

鉴于原矿粒度为850～0mm，破碎产品粒度为30～0mm，破碎系统采用粗、中2段1闭路工艺流程。从现场采场情况看，夹石较多，干选试验和生产实践表明采用干选可抛出8%以上的废石，因此设计考虑大块干选工艺，预选抛除这部分夹石。为保证干选作业效果，设计将干选设置在中碎闭路筛分的筛上，粒度为260～30mm。破碎系统工艺流程见图1。

图1 破碎系统工艺流程

2.1.2 辊磨、磨选系统流程的确定

根据选矿试验及现场生产情况，设计确定最终磨矿细度为-0.074mm70%。由于采用了高压辊磨工艺，辊磨产品-0.074mm粒度含量达15%～20%，磨矿作业考虑采用1段磨矿分级工艺，即可达到-0.074mm70%的细度。按毛公铁矿选矿厂的规模，考虑采用1个或2个磨矿系列。采用1个系列符合现代矿山设备大型化的发展趋势，主厂房工艺设备数量少，操作环节少，便于生产管理，此设计按1个磨矿系列进行。设计采用高压辊磨闭路湿式筛分—筛下湿式预选—1段磨矿分级—磁选—浓缩磁选—过滤—湿式预选尾矿分级的工艺流程。由于采用了辊磨筛下湿式预选工艺，可在入磨前抛除大量的尾矿，可减少磨矿能耗，降低选矿成本，增加经济效益。辊磨、磨选系统工艺流程见图2。

图2 辊磨、磨选系统工艺流程

2.2 设计工艺主要技术指标

设计工艺主要技术指标见表3。

表3 设计工艺主要技术指标

2.3 主要设计特点

(1)选矿厂规模为大型，采用粗、中2段1闭路破碎，1段闭路磨矿，1个磨选系列，可节省建设费用，降低生产管理成本。

(2)破碎机均采用进口高效、节能大型设备，其他设备均采用国内同类产品中质量好、性能可靠的大型设备，可降低生产成本。

(3)采用粗、中碎后筛上块矿干选、高压辊磨湿式闭路筛分、筛下湿式预磁选工艺，入磨矿量为65%，入磨粒度为-3 mm，实现多碎少磨，能抛早抛，大幅度降低选矿加工成本。

(4)磨矿分级采用旋流器与细筛组合配置，既可保证产品质量，又可减少细筛数量。

(5)高压辊磨筛下产品湿式预磁选尾矿粗细分级，粗粒级尾矿直接排至废石场，可延长尾矿库的使用年限。

3 结 语

抚顺罕王毛公铁矿厂的工艺设计中采用粗、中2段1闭路破碎流程，破碎产品粒度为30～0 mm，既可满足高压辊磨的入料粒度要求，又能保证高压辊磨辊皮的正常使用寿命；采用高效、节能破碎设备、大块干选、高压辊磨湿筛湿式预磁选等成熟技术，可及时抛除大量废石，减少入磨矿量，降低入磨粒度，实现低成本处理铁矿石的目的。

2015-04-20)

刘贺民(1964—)，男，高级工程师，066004 河北省秦皇岛市经济技术开发区龙海道71号。