大冶铁矿选矿厂洗矿工艺改造实践

黄春源 董晶晶

(武钢资源集团大冶铁矿有限公司)

2008年大冶铁矿选矿厂进行技术改造，将中碎后水洗筛下矿浆并入新系统(分级使用水力旋流器)2#球磨机磨矿。投产后，洗矿作业筛下矿浆含泥量大、颗粒粗，矿浆浓度、体积波动大，影响新系统磨选指标，只能将水洗筛下矿浆给入老系统(分级使用螺旋分级机)2个系列的磨选作业单独处理，造成该系列产品指标差，铜、硫流失严重，精矿生产成本高，各项技术经济指标均不理想。为优化选别指标，实现节能降耗、增产创效的目的，选厂探索新洗矿工艺，对原选矿工艺流程进行技术改造。

1 原工艺流程与存在问题

1.1 原工艺流程

改造前碎磨工艺流程见图1。

改造前破碎工艺为三段一闭路流程，用圆振筛对中碎产品进行洗矿分级作业。-3 mm筛下矿浆经分级—磨矿后由渣浆泵输送至老系统磨选作业；+15 mm筛上进入磁干选，干选精矿与3～15 mm粒级进入闭路碎磨分级作业，合格粒级进入新系统磨选工序。

1.2 存在问题

取60批次洗矿筛下-3 mm矿浆综合样进行分析，-0.5 mm含量59.6%，-1 mm含量75.01%，-2 mm含量92.88%；矿浆浓度平均17.94%，波动范围12.49%～29.85%，矿浆体积流量313.4～325.8 m3/h。洗矿筛下进入老磨选系统1个系列单独处理时，分级设备负荷大、磨损较严重，常出现螺旋分级机叶片变形、主轴折断现象；当开启老系统磨选系统2个系列处理水洗筛下矿浆时，磨矿分级台时处理量低、电耗高，影响选别指标。为维持生产顺畅，当前仍开启2个系列磨选系统处理筛下矿浆，导致精矿产品铁、铜金属回收率低，岗位劳动强度大、生产成本高。

图1 原洗矿工艺流程

2 改造措施

针对存在问题，选矿厂围绕提高、稳定筛下矿浆浓度并将部分料浆并入新磨矿分级—选别系统来进行流程改造。

2.1 优化水洗圆振筛筛孔尺寸

改造试生产时，水洗筛下1～3 mm粒级含量高达24.99%，易堵塞溜槽、管道，增加直线筛负荷。为确保矿浆顺畅流动、优化直线筛给矿条件，将水洗筛二层筛孔尺寸由3 mm×5 mm改为2 mm×4 mm。对筛下矿浆进行粒度筛析，结果见图2。

图2 水洗圆振筛二层筛筛下物料粒度筛析结果

由图2知，改造后，水洗筛下-0.50 mm粒级含量高达67.13%，比改造前提高了7.53个百分点；-1.00 mm含量83.17%，比改造前提高了8.16个百分点，-2 mm粒级含量97.56%，比改造前提高4.68个百分点左右。因此改造后，矿浆中粗颗粒含量明显减少，细粒级含量显著增加，利于矿浆流动，为后续工艺顺畅进行和选别创造了良好条件。

2.2 增设直线筛隔渣

为彻底解决矿浆颗粒大、沉降快、易堵塞管道等问题，采用1 mm×15 mm筛网的USL3660直线振动筛对水洗圆振筛筛下进行隔渣处理。对直线筛给矿、筛下、筛上矿浆进行粒度筛析，结果见图3。

图3 直线筛矿浆粒度筛析结果

从图3可知，相比直线筛给矿，直线筛筛下矿浆粒度-0.5 mm含量从67.13%提升至81.17%，-1 mm 含量从83.17%提升至97.88%，+2 mm含量仅0.34%，粗颗粒得到很好的控制，矿浆流动性大大增强，有效解决大颗粒堵塞管道、分矿箱的问题。

2.3 增设倾斜板浓密仓

洗矿矿浆经圆振筛、直线筛隔除粗颗粒后，-1 mm 粒级矿浆浓度进一步下降，综合样浓度由17.94%降至14.11%，矿浆体积流量维持在319.81 m3/h 左右，需进一步浓缩方能进入新磨选系统。结合现场实际，选用KMLZ[2]-1200/55倾斜板浓密机对直线筛筛下进行浓缩。浓密机浓缩作业取样分析结果见表1。

表1 浓密机浓缩作业指标

注：矿石密度3.3 g/cm3。

由表1知，浓密仓浓缩后，矿浆浓度由13.93%提高到40.64%，矿浆体积流量由319.81 m3/h降低到83.54 m3/h，并从溢流中脱除部分矿泥，既满足后续作业矿浆浓度40%的调控指标要求，又减轻矿泥对浮选的不良影响，同时溢流水可作为一段磨矿作业的补加水，减少净水用量。

2.4 使用渣浆泵

由于现场空间受限，浓密仓底流口至磨机给矿口溜槽坡度达到12°，自流过程中易出现堵塞现象。通过设计、选型，在浓密仓底部建设渣浆泵池，选用配有变频控制器的渣浆泵将底流矿浆扬送至新磨选系统一段磨矿作业，使工艺流程稳定顺畅。

2.5 改造流程

改造后的洗矿工艺流程见图4。

图4 改造后的洗矿工艺流程

改造后，先优化圆振筛二层筛网尺寸，后用直线振动筛USL3660对圆振筛二层筛筛下进行隔渣处理，洗矿矿浆中-0.50 mm的矿量由59.6%提升至90.34%，-1.00 mm矿量由75.01%提升至97.88%，-2 mm的矿量由92.88%提升至99.66%，粗颗粒得到很好的控制，矿浆流动性大大增强，缓解大颗粒堵塞管道、分矿箱的问题。其中-1 mm 筛下经150ZBD-630渣浆泵输送至倾斜板浓密仓进行浓缩，浓缩溢流返回洗矿泵池循环应用，底流经125ZBD-530渣浆泵输送至新系统进行一段磨矿分级与选别作业。新洗矿工艺水洗筛分+15 mm 粒级进入1粗1扫干式磁选，干磁尾矿由皮带输送至废石仓，干磁精矿1与圆振筛筛下2～15 mm粒级、直线筛筛上+1 mm粒级一起进入闭路细碎作业，磨矿分级合格粒级产品进入新系统磨矿分级作业。

3 改造效果

洗矿工艺流程改造后，不同浓度的矿浆经隔渣、浓缩后，按磨矿分级和选别要求缓慢地释放出来，实现矿浆体积流量的有效控制。对改造前后一段和二段分级指标进行考察，结果见表2。

由表2可知，改造后新系统一段分级效率、循环负荷仍维持在较高的水平，受益于球磨给矿粒级的改善，一段分级给矿、溢流中-0.074 mm含量均略有提高；二段分级效率、溢流细度均有较大幅度提高，表明水洗筛下进入新磨选系统后，没有影响且优化了新磨矿分级指标。

4 结 论

表2 改造前后一段和二段分级指标%

大冶铁矿选矿厂通过将水洗筛分圆振筛二层筛孔尺寸由3 mm×5 mm改为2 mm×4 mm，增加直线筛隔除水洗-2 mm粒级中的+1 mm粗颗粒，增设斜板浓密机对直线筛-1 mm进行浓缩，进行洗矿工艺流程改造。应用实践中可将矿浆浓度由13.93%提高到40.64%，矿浆体积流量由319.81 m3/h降低到83.54 m3/h，实现了停止运行老磨矿分级选别系统和水洗筛下粒级并入新磨选系统的目的，同时优化了分级指标，有助于企业节能降耗。

水洗圆振筛与直线筛、倾斜板浓密机组合的新洗矿工艺，具有结构紧凑、占地面积小、浓缩效果好、运行可靠、故障率低及维护方便等优点，应用于选矿厂洗矿工艺改造效果良好，值得新建、改建、扩建矿山借鉴。