某大型磁铁矿选矿厂设计优化实践

彭　成　姚俊元　景　巍

(河钢集团矿业有限公司田兴铁矿)



某大型磁铁矿选矿厂设计优化实践

彭成姚俊元景巍

(河钢集团矿业有限公司田兴铁矿)

摘要结合某大型选矿厂的初步设计，通过对类似选矿厂的考察，本着布局紧凑，节省占地面积，多碎少磨，能抛早抛，流程顺行的原则，在保障工艺可行的基础上，对总平面布置、工艺流程等方面进行了设计优化。按优化后的设计方案进行投资建厂，工艺流程更合理、高效、顺畅，投资更省、运行成本更低。

关键词选矿厂设计平面布置工艺流程优化

大型选矿厂普遍采用国内外先进的技术和设备，实现生产与管理系统的自动化、数字化[1]，努力通过引进先进技术降低基建投资与后期运行成本。因此，选矿厂设计阶段的优化工作尤为重要。本文结合某大型选矿厂的初步设计，介绍了选矿厂区的总平面布置、选矿工艺等方面的优化情况，为类似选矿厂的建设提供参考。

1工程概况

某大型铁矿床属鞍山式沉积变质型地下磁铁矿床，区内矿石低硫磷、呈酸性，平均铁品位28.29%。选矿厂设计处理能力为2 000万t/a，采用单一磁选流程进行选别，铁精矿全铁品位不小于66%。

选矿厂主要车间有中碎车间、筛分车间、干选车间、中间储矿堆、高压辊磨车间、湿式筛分车间、废石仓、主厂房、过滤车间、转运站等。选矿厂为平地建厂，考虑各车间尽量集中布置，功能分区清晰明确，便于统一管理。破碎、筛分车间在选矿厂区西面集中布置，主厂房、过滤车间在东面集中布置。

2总平面布置优化

总平面设计在整个工程设计中起着关键作用，涉及因素很多，由厂区地质地形条件、生产工艺流程、产品结构、外部协作条件、设备的装备水平、管理水平等诸多条件决定[2]。该项目设计的原则是在满足选矿工艺要求的前提下，充分做到布局紧凑、功能分区合理、物流运输短捷顺畅、建构筑物造型协调美观，兼顾安全、防火、环保等要求，同时根据自然地形条件，减少土石方工程量，节省用地和投资。

2.1原设计的总平面布置

生产工艺流程是总平面布置的基础，该选矿厂以主井井塔楼为起点，由南向北依次布置原矿缓冲仓、破碎车间、筛分车间、干选车间，然后由北向南依次布置中间储矿堆、高压辊磨车间、主厂房、过滤车间，泵站、检修设施、库房、办公楼等公辅设施在流程线两侧穿插布置。原选矿厂的总平面布置见图1。

图1　原设计总平面布置

1—采矿井口区；2—原矿缓冲仓；3—中碎车间；4—筛分车间；5—干选车间；6—中间储矿堆；7—高压辊磨车间；8—湿式预选车间；9—主厂房；10—过滤车间；11—浓缩池；12—循环水泵站；13—总砂泵站；14—库房；15—选矿办公区；16—综合办公区；17—停车场

2.2优化后的总平面布置

总平面布置的优化以节省投资、降低成本为思路进行。通过调整筛分车间的结构与设备布置，将干选车间并入筛分车间；中间储矿堆由南北向布置改为东西向布置，并以此为转折点，向南出料；取消中间储矿堆与高压辊磨车间之间的转运站，在保证皮带角度与提升高度的前提下，尽量使各车间厂房紧凑。优化后的选矿厂总平面布置见图2。

图2　优化后的选矿厂总平面布置

1—采矿井口区；2—原矿缓冲仓；3—中细碎车间；4—筛分干选车间；5—中间储矿堆；6—高压辊磨车间；7—湿式筛分车间；8—主厂房；9—过滤车间；10—浓缩池；11—循环水泵站；12—总砂泵站；13—库房；14—办公区

选矿厂的总平面布置优化后，减少了单独的干选车间及1个转运站，厂区总长度缩短约80m，节省征地约35 840m2。

3工艺流程优化

3.1原设计工艺流程

原矿在井下粗碎至250～0mm后提升至地面，闭路中碎至50～0mm后干选抛废，干选精矿给入高压辊磨机(边料返回)，辊磨产品大粒度湿式预选精矿经主厂房两阶段磨矿弱磁选、淘洗磁选机精选后给入精矿浓缩池，浓缩后的精矿在过滤车间过滤。

3.2工艺流程优化

由于高压辊磨破碎为“层压破碎”，设备具有破碎效率高、生产能力大、能量利用率高、产品粒度细、易从解离面破碎等特点，因而能有效降低碎磨能耗、提高入磨量、改善选别指标[3]。兄弟矿山的生产实践表明，高压辊磨机用于超细碎作业效果较好，适宜的给矿粒度为25～0mm左右、产品粒度为4～0mm左右。因此，现场宜增设细碎作业，将高压辊磨机给矿粒度降低至20～0mm，高压辊磨机通过闭路破碎将产品粒度降低至3～0mm。这一工艺流程的优化有助于提高湿式粗粒抛尾量，减少入磨量、提高入磨品位，实现多碎少磨、提前抛尾的目标。

精矿浓缩作业是为了给过滤作业提供适宜浓度的矿浆，设计过滤作业的给矿浓度为50%～60%，而淘洗磁选机精矿浓度最高可达70%，超过过滤作业的浓度要求，因此无需精矿浓缩作业。

3.3优化后的工艺流程

通过上述工艺优化，确定的最终工艺流程为原矿在井下粗碎至250～0mm后提升至地面，经2段1闭路破碎至20～0mm后干选抛废，储存在中间储矿堆的干选精矿给入高压辊磨机闭路破碎(湿式筛分，筛孔宽3mm)，辊磨产品送主厂房湿式粗粒预选，粗精矿经两阶段磨矿弱磁选、淘洗磁选机精选后送过滤车间过滤。

4结语

某大型磁铁矿选矿厂的设计优化汲取了兄弟矿山的成功经验、充分利用了设备自身的优良性能，因而设计优化是成功的。这些优化既有利于减少矿山的投资，又有利于降低选矿厂的生产成本。

参考文献

[1]褚凡，王占楼，张蕾，等.PLC技术在北洺河铁矿选矿厂的应用[J].金属矿山，2007(7):57-60.

[2]来欣捧.现代化选矿厂总平面布置优化与景观设计[J].中国矿山工程，2015(3):41-45.

[3]魏焕民，刘桂林，赵峥峥，等.研山铁矿高压辊磨机工艺参数优化实验[J].现代矿业，2013(10):156-157.

(收稿日期2016-04-05)

彭成(1987—)，男，助理工程师，063700 河北省唐山市滦县响嘡镇。