巴西某铁矿选矿工艺改造

龙礼珠 王云土

(浙江省工业设计研究院)

巴西某铁矿地处巴西塞阿蜡州西北部，距离州首府福塔莱萨420 km，是中国香港某跨国集团公司在巴西投资的中型铁矿。矿山所在地气候干燥少雨，年均温度在30℃左右，属半干旱热带地区，缺水严重。该矿从2010年初开始利用移动破碎机生产块矿，年产量达30万 t，平均铁品位在55%左右。2011年底开始设计和建设干式磁选厂，至2013年4月份磁选厂基本建成，5月份开始试产，但磁选厂从试产以来，生产一直不正常，生产产量、质量和铁回收率均明显低于设计指标，矿山处于亏损状态。为改变生产现状，公司决定对磁选厂进行技术改造。

1 原矿性质及设计指标

该铁矿属巴西某大型矿床(脉)的尖灭(侧现)矿体，埋藏于浅表，规模较小且分散，资源储量为2 800万t，可采储量为1 000万t，矿石平均铁品位为39.07%，SiO2含量为 46.83%，Al2O3含量为7.88%，P含量为0.05%，基本不含硫;主要铁矿物为赤、褐铁矿，其次含少量的磁铁矿和镜铁矿;矿石嵌布粒度较粗，肉眼可见部分赤铁矿晶体颗粒。该矿山未进行过系统的地质勘探、原矿鉴定及分析。

选矿厂设计的主要工艺技术指标为:原矿铁品位52%，精矿铁品位为64%，铁回收率为90%，生产规模为95万t/a，破碎系统生产能力为300 t/h。

2 选矿厂原工艺流程及生产现状

2.1 破碎筛分及选别工艺流程和主要设备

破碎筛分流程为3段2闭路破碎工艺流程。原矿由自卸汽车+铲车给入TF4616棒条筛，筛上经CT3042型颚式破碎机粗碎，棒条筛筛下、粗碎产品与中碎圆锥破碎机的排矿合并经皮带输送至TTS6162型双层筛进行预先检查筛分(筛孔宽为45 mm)，筛上产品由TC51SC型圆锥破碎机进行闭路破碎，45～0 mm筛下产品经过裤衩漏斗分配器与皮带分别进入2台TTH8203型三层筛进行筛分(筛孔宽为3 mm)，筛上产品进入TV95型冲击破碎机进行闭路细碎，筛下由皮带输送机送至地面堆存，供磁选系统进行干选。破碎系统采用布袋式除尘设备除尘。整套破碎、筛分和输送设备均由上海杰弗朗机械有限公司生产，除尘设备由巴西米纳斯州除尘器厂生产。

磁选系统分为2个系列。破碎产品由皮带机给入4台HF-600×1800型筒式干选机(120 kA/m)进行弱磁选，弱磁选尾矿由皮带机分别给入4台HF-RE600×1 800筒式中强磁干选机(380 kA/m)进行1粗1精中强磁选别，强磁选精矿与弱磁精矿合并为最终精矿，中强磁选尾矿再由皮带机分别送入4台RE-1500/150-2型带式双辊强磁干选机(1.2 T)进行1粗1扫强磁选，强磁选精矿自流至2台1 800 mm×1 800 mm气动振网筛(筛网宽为0.5 mm)进行筛分脱尘，筛上产品直接作为最终精矿，筛下产品经2台RE-1500/150-1带式单辊强磁干选机(1.2 T)干选，其精矿直接作为最终精矿，其尾矿直接排尾。磁选设备均由美国艺利磁铁公司巴西圣保罗INBRAS公司生产，输送和提升设备由米纳斯州相关企业生产。

选矿厂原设计工艺流程见图1。

图1 选矿厂原设计工艺流程

2.2 选矿厂生产现状

试生产的头3个月，该破碎、磁选系统极不稳定，平均月产精矿约1万t，铁品位为61% ～62%，精矿铁回收率低于70%。之后系统趋于稳定，但在入选原矿铁品位接近40%的情况下，月产铁品位61.56%的精矿近1.9万t，铁回收率在72%左右徘徊，与设计指标相差甚远。

3 选矿厂存在的问题

(1)采矿过程中混入的泥土对生产的影响。由于所采矿体为主矿床(脉)的尖灭段，采矿过程中混入泥土的几率相对较大，实际生产中泥土混入率达20%，其中有30%左右的泥土块度小于20 mm。经过破碎、运输，部分泥土会牢牢地吸附或包裹在块矿表面，或黏附在选别皮带面和选别筒体表面，一方面影响精矿品位的提高，另一方面会影响选别作业效果，最终影响铁精矿品位和回收率。若泥土潮湿，则影响会更大，甚至堵塞漏斗，导致系统停产。

(2)磁选系统工艺流程复杂，磁选、运输及提升设备太多，加之皮带斗式提升机选型不合理，生产中经常出现设备事故停机、料斗磨损、皮带打滑、断裂和提升能力不足等情况，严重制约了磁选系统生产能力的发挥。

(3)强磁精选工序未设计精扫选作业，且三层筛底筛孔宽由原设计的2 mm改为3 mm，这都增大了金属流失的机会。

(4)由于泥土过多，袋式除尘器不适合干式破碎筛分系统，由此造成粉尘严重超标。

(5)磁选系统料仓、漏斗和管道磨损严重，原矿中的细小树根等杂物及破碎产品锥堆用铲车带入的块石等容易造成磁选系统堵塞。

4 技术改造措施［1-4］

(1)增加-20 mm筛下产品预选系统，以消除泥土、细小树根和杂物对生产系统尤其是磁选系统的影响。预选系统工艺流程和主要设备:棒条振动给料机筛下产品由B=800 mm的皮带机引出，送到1 500 mm×3 000 mm圆振筛进行筛分，筛上产品由B=800 mm的皮带机返回破碎流程中，筛下产品经磁滑轮(120 kA/m)弱磁干选，弱磁选尾矿分别送入2台INBRAS公司生产的1D-RE-1500-600-150-2/CLO双辊磁选机1粗(0.75 T)1扫(1.2 T)选别，磁性产品与筛上产品用皮带机一并返回破碎流程，磁选尾矿由皮带机送到密闭式高架圆筒矿仓，用汽车定期排放和运出。整个预选系统采用密闭式隔离罩，旋风除尘器除尘。

(2)考虑到弱磁选精矿产量不足5%，中强磁选精矿产量也只有20%左右，因此决定取消弱磁选及其提升系统，简化磁选工艺流程;将原皮带斗式提升机改造为矿用耐磨链轮斗式提升机，以提高运输设备处理能力、使用寿命和安全稳定性。

(3)增加1台RE-1500/150-1带式单辊强磁干选机(1.2 T)，对磁选系统精选工序尾矿进行扫选，扫选精矿用铲车定期铲运返回破碎系统进行再次破碎筛分;同时用孔宽2 mm筛网替代孔宽3 mm的筛网。

(4)增加1组φ600 mm双筒旋风除尘器，加强对预选系统和破碎系统的除尘。

(5)料仓、漏斗和出料口等全部镶嵌耐磨板，管道改用超高分子塑料耐磨管;在破碎系统最前端的皮带上增设手工除杂;改地面圆锥矿堆为圆筒矿仓，以消除对矿石的污染和杂物的混入。

5 改造效果及经济效益分析

磁选厂技术改造后，破碎系统处理能力基本稳定在300 t/h左右，磁选系统铁精矿产量由原来的50～60 t/h提高到150 t/h以上。按每月生产24 d、年生产10个月计，年产精矿可达72万t，综合尾矿铁品位降至16%左右。各项技术经济指标基本达到原设计值，达到了预期的改造效果。此外，整个破碎系统除预选系统仍然有轻度污染外，其他破碎工序粉尘大为减少，经过检测基本符合巴西当地环境指标要求。

6 结语

(1)巴西某铁矿原矿成分简单，嵌布粒度较粗，加上当地干旱缺水，选择干式磁选工艺流程进行选别较合理。

(2)原矿破碎到-2 mm，矿石单体解离度较好，有利于确保精矿铁品位。

(3)增加预选与除杂工序，提前进行除土、除杂，有利于提高选别效果和系统的稳定性。

(4)干式磁选厂破碎除尘选用旋风除尘器效果较好，磁选系统选用旋风除尘器和布袋式除尘均可。

(5)在满足工艺技术指标的前提下尽量简化干式磁选流程有利于降本增效、提高系统的稳定性。

［1］季中林，吴世清.YCG粗粒永磁辊式强磁选机的研制及应用［J］.矿业快报，2006(8):45-48 .

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［3］尹江生，贺锐岗，沈凯宁.干式磁选工艺在某铁矿的应用实践［J］.矿产保护与利用，2006(6):31-33.

［4］张祖刚.永磁辊式强磁选机在梅山选厂的使用［J］.矿业快报，2004(9):37-38.