司家营铁矿磨矿分级系统优化改造实践

袁 腾 赵礼兵

(1.华北理工大学矿业工程学院；2.河北钢铁集团滦县司家营铁矿有限公司)

磨矿分级作业是选矿加工流程中最为关键的环节，其效率高低直接影响后续选别作业的各项技术指标。柱式平底旋流器因其适应高浓度、粗粒级、低压力的工作特点[1]，有效解决了传统旋流器与格子型磨机配合使用存在的底流口易堵塞、分级效率低、返砂比波动大等问题，并在太钢尖山铁矿、首钢水厂铁矿等矿山得到了成功运用，替代了传统螺旋分级机，从而达到了提高分级效率、改善磨矿分级产品粒度组成的目的，提供了解决问题的思路和方法。

1 磨矿分级系统存在的问题

司家营铁矿氧化矿分4个系列，采用阶段磨矿、粗细分级、重选—强磁选—阴离子反浮选工艺流程。磨矿仓储存的矿石经皮带机给入第一段MQG3650格子型球磨机，分级设备为φ3 m双螺旋分级机；第二段为MQY3650溢流型球磨机，分级设备为φ500 mm×8常规旋流器组[2]。近年，由于台时产能逐步提高，螺旋分级机处理能力与磨机台时不相匹配的问题日益凸显，具体表现在：

(1)一段螺旋分级机分级效率较低约30%，且分级溢流产品粒度组成不均匀、两极分化严重。

(2)二段旋流器溢流细度较设计降低约10个百分点，造成后续选别作业指标波动较大，为稳定技术指标，被迫采取降低台时处理能力的措施。

2 改造方案

根据考察结果，确定使用平底旋流器替代传统分级机与常规旋流器，具体措施如下：

(1)一段磨矿分级采用FX840平底旋流器替代原φ3 m螺旋分级机，以增加提产空间，优化分级溢流粒度组成，降低后段磨矿负荷。

(2)二段磨矿分级将原有φ500 mm常规旋流器结构改为平底柱式结构，以提高溢流细度指标，优化选别粒度组成。

3 改造前后分级指标对比

根据现场工艺运转状况，选择Ⅰ系列作为改造对象，优化旋流器柱段长度、结构形式、沉砂嘴尺寸、磨矿浓度等参数，改造后运转稳定1个月左右。对比Ⅰ、Ⅱ系列的分级指标。

3.1 改造前后Ⅰ系列一段、二段分级指标对比

在相同的设备性能条件下，不考虑矿石性质变化等因素，Ⅰ系列改造前后一段、二段分级指标对比结果见表1、表2。

表1 改造前后Ⅰ系列一段分级指标对比

注：表中细度均指-0.074 mm粒级含量。

由表1可知，改造后FX840旋流器的各项指标均优于螺旋分级机；在设备运行稳定的前提下，溢流细度提升了11.46个百分点，沉砂夹细降低了4.65个百分点，循环负荷提高了16.29个百分点，分级效率提升了15.81个百分点。

由表2可知，采用柱式平底结构替代原有FX500常规锥体结构后，分级效率提高9.84个百分点，循环负荷降低100.38个百分点；受一段FX840旋流器溢流粒度优化及自身循环负荷降低的影响，二段磨机排矿细度提升12.06个百分点；沉砂夹细高于原有结构是因为入料-0.074 mm粒级含量大幅增加。

表2 改造前后Ⅰ系列二段分级指标对比

注：表中细度均指-0.074 mm粒级含量。

3.2 改造后Ⅰ、Ⅱ系列一段分级指标对比

为进一步验证改造效果，在台时210 t/h的条件下，取Ⅰ、Ⅱ系列的相关数据进行对比，对比结果见表3～表5。

表3 一段磨机排矿粒度组成对比

由3可知，Ⅰ系列磨机磨矿效果略差于Ⅱ系列磨机，Ⅰ系列磨机排矿粒度组成较粗，主要体现于 +0.833 mm粒级。

表4 一段分级指标对比

注：表中细度均指-0.074 mm粒级含量。

由表4可知，Ⅰ系列旋流器溢流细度高于Ⅱ系列螺旋分级机溢流细度3.09个百分点，分级效率高出9.66个百分点。

表5 一段分级溢流粒度组成对比

由表5可知，FX840旋流器溢流粒度组成均优于螺旋分级机，其中+0.325 mm粒级含量明显低于Ⅱ系列螺旋分级机；另外，Ⅰ系列FX840旋流器溢流-0.074 mm粒级含量高于Ⅱ系列螺旋分级机3.10个百分点；对比结果表明，采用旋流器替代螺旋分级机可明显优化溢流粒度组成，降低后续设备作业负荷，利于后续作业指标选别。

3.3 改造后Ⅰ、Ⅱ系列二段分级指标对比

台时为210 t/h，在相同的矿石性质条件下，对比试验结果见表6。

表6 改造后Ⅰ、Ⅱ系列二段旋流器分级指标对比

注：表中细度均指-0.074 mm粒级含量。

由表6可知，与Ⅱ系列二段分级旋流器对比，Ⅰ系列分级效率提高7.29个百分点，循环负荷降低27.86个百分点，溢流细度提高9.36个百分点，二段磨机排矿细度提升6.90个百分点。

4 结 语

(1)司家营铁矿选矿厂一段磨矿分级系统采用FX840-GX-P旋流器替代螺旋分级机后，溢流粒度组成得到明显改善，物料中+0.325 mm粒级含量明显低于螺旋分级机。改造后溢流细度-0.074 mm粒级含量提升11.46个百分点，沉砂夹细降低4.65个百分点，循环负荷提高16.29个百分点，分级效率提升15.81个百分点。

(2)二段磨矿采用柱式平底结构替代φ500 mm常规旋流器锥体结构后，溢流细度达-0.074 mm 70%左右，溢流细度指标提升明显。

(3)两段磨矿工艺改造后，二段磨机排矿细度-0.074 mm粒级含量达40%～45%，较改造前提高10个百分点左右。

(4)使用新型平底旋流器替代螺旋分级机作为一段分级设备，可提高分级效率、降低沉砂夹细，有效减轻过磨，减轻两极分化，有利于后道工序选别。配套改造二次分级旋流器，对一段、二段磨矿分级系统效果改善明显。