某选厂磨矿效果的优化与实践

刘志军 周 咏 田艳红

(河北钢铁集团司家营北区矿山分公司)



某选厂磨矿效果的优化与实践

刘志军 周 咏 田艳红

(河北钢铁集团司家营北区矿山分公司)

某露天矿山选矿厂两个赤铁矿生产系列存在磨矿效果差、选矿成本高的缺点，影响选厂生产。为解决该问题，采取了提高一段磨矿入磨粒度和钢球充填率、优化钢球配比，对二段球磨机进行“二对一”改造等措施。应用实践结果表明，一段入磨粒度-12 mm含量由68.55%提高到90.60%，磨机台时处理量提高了56 t/h，磨矿细度略微减小，过磨现象得到改善，损失在尾矿中的铁降低1个百分点，可增产铁精粉约31万t，同时减少使用1台二段磨机，节约生产成本2 400万元以上，达到改善磨矿效果、增产降耗的目的。

磨矿效果 技术改造 入磨粒度

河北钢铁集团司家营北区矿山分公司属鞍山式沉积变质铁矿床，为露天采矿场，矿石主要分为赤铁石英岩和磁铁石英岩两大类。选矿厂采用三段一闭路破碎工艺流程，运转两个赤铁矿生产系列和一个磁铁矿生产系列，赤铁矿生产系列选别工艺为阶段磨矿分级—重选—强磁选—阴离子反浮选。

实际选矿生产中，赤铁矿生产系列存在着一段磨矿入磨粒度较粗、二段磨矿存在过磨现象等问题，且磨机钢耗、电耗居于同类矿山较高水平，因此对该选别系列磨矿效果进行优化，以稳定生产指标，降低生产成本。

1 存在问题

赤铁矿生产系列一段磨矿、二段磨矿分别使用2台φ5.5 m×8.5 m溢流型球磨机和2台φ5.5 m×8.3 m溢流型球磨机，生产中存在的问题有：

(1)一段磨矿给矿-15 mm粒级占80%左右，球磨机台时处理量420 t/h左右，产品细度-0.074 mm 25%左右，且对大粒度、小密度矿石的磨矿效果非常差，易经角笼吐出，严重制约着球磨机处理能力的提高和磨矿效果的改善。

(2)二段球磨机给矿量未达到设计要求的676 t/h，仅300 t/h，磨矿产品细度-0.074mm 近70%(-0.025 mm超过20%)，过磨严重，金属流失量大，同时导致尾矿库尾砂排水固结速度慢，影响尾矿库沉积干滩的形成和坝体的稳定性。

2 磨矿效果的优化

针对存在问题，选厂从采场爆破、破碎环节出发，严格控制入磨矿料粒度，以达到多碎少磨、改善磨矿效果的目的。改进路线：爆破降低大块率—降低粗、中碎粒度—降低高压辊破碎粒度—优化入磨粒度—合理控制返砂比、磨矿浓度、钢球配比、充填率—提高一段球磨机处理量—二段球磨机“二对一”改造—改进磨矿效果—稳定选别指标—提高精矿粉产量、质量。

2.1 提高入磨粒度

首先，采用孔内空间微差技术、改变抛掷方向、分段装药、应用辅助孔及缩小爆区规模、提升炸药单耗等技术降低矿石大块率，将直径+1 200 mm的大块含量控制在15%以内，最大块径控制在1 500 mm以内。然后调整粗碎机与中碎机排料口、动锥高度，控制粗碎破碎产品粒度小于400 mm、中碎产品粒度小于50 mm；中碎筛分下层筛网筛孔由12 mm×40 mm更换成10 mm×30 mm；调整高压辊磨机间隙、压力、转速、给料水分；高压辊后增设振动筛进行检查分级，筛孔尺寸14 mm×36 mm，降低球磨机给料粒度。一段磨矿入磨粒度优化前后粒度组成见表1。

表1可知，改进后，一段磨矿入磨矿料-12 mm含量由68.55%提高到90.60%。

2.2 调整一段磨矿参数

结合给矿粒度的调整，将一段球磨机钢球填充率由33%提高到37%，钢球球径100 mm、80 mm比例2∶6调整为100 mm、80 mm、60 mm比例2∶4∶2，磨矿浓度85%，并相应调整一段旋流器工作参数，保证合理的返砂比。调整后，一段球磨机台时处理量由430 t/h提高到486 t/h。调整前后，一段磨矿指标对比见表2。

表1 入磨粒度优化前后粒度对比

表2 调整前后磨矿指标对比

由表2可知，优化后，一段球磨机台时处理量提升了56 t/h，一段磨矿产品细度-0.074 mm含量由24.54%下降到24.02%，各粒级分布情况变化不大，可以满足后续选别的要求。

2.3 球磨机“二对一”改造

降低入磨粒度、调整一段磨矿参数后，按照节能及配置合理原则，结合现场设备空间位置，将赤铁矿二系列二段旋流器沉砂通过新增管路自流到一系列二段球磨给矿箱，二系列二段磨机停止运转，一系列粗细分级给矿泵池增加两台渣浆泵，将部分矿浆输送到二系列粗细分级旋流器给矿泵池，以平衡两个系列的矿浆量，完成球磨机“二对一”改造。改造后，磨矿分级工艺流程见图1。

为保证二段球磨机改造后，磨矿产品细度满足后续选别要求，将一系列二段球磨机磨矿介质充填率由24%提高到30%左右，将两个系列二段旋流器压力由100 kPa提高到120 kPa，并关闭二段旋流器沉砂水，二段磨矿浓度由70%提高到75%。

图1 改造后磨矿分级工艺流程

3 应用实践

应用实践结果表明，改造后，一段磨机台时处理量提高了56 t/h，磨矿产品细度略有下降；二段磨矿产品-0.074 mm含量由60%降低到50%(-0.025 mm含量由21%降低到15%)；尾矿-0.074 mm含量由83%降低到75%(-0.025 mm含量由50%降低到47%)，细粒级含量明显减少，尾矿品位由12%降低到11%，提高了金属铁的回收率，也保障了尾矿库的筑坝安全。

在保证精矿品位合格的前提下，全年可增产铁精粉约31万t，每年可节约钢耗、电耗约900万元；节约一台球磨机购置及安装费用至少1 500万元，二系列二段球磨机管路改造余下材料可用于三系列磁铁矿的二段磨矿。

4 结 论

司家营某露天矿选矿厂两个赤铁矿生产系列通过实施一系列优化磨矿效果的措施后，一段磨矿入磨矿料-12 mm含量由68.55%提高到90.60%，磨机台时处理量提高了56 t/h，可增产铁精粉约31万t/a，同时节省了一台二段球磨机的使用，完成了增产降尾的目标，节约成本2 400万元以上，经济效益显著。

[1] 马少健，陈建新.球磨机适宜磨矿介质配比的研究[J].金属矿山，2011(11)：27-31.

[2] 司亚梅，吕一波. 磨机中磨矿介质的运动规律[J].中国非金属矿业导刊，2006(5)：40-43.

[3] 李 健，张 伟，张晓煜.提高选矿厂磨矿质量的探讨[J].矿山机械，2010(15)：97-99.

2016-08-24)

刘志军(1978—)，男，063700 河北省滦县响嘡镇。