铁山矿东选厂增加磨前预选系统后的应用及改造

刘守彪

（河南安钢集团舞阳矿业公司，河南 平顶山 462500）

河南舞阳矿业公司铁山矿东选矿厂东车间原为舞阳矿业公司铁古坑选厂，后称为铁山矿东选厂，1987 年由冶金工业部鞍山黑色冶金矿山设计研究院设计，设计原矿处理能力80 万t/ 年，采用两段两闭路磨矿、三段磁选流程。至2000 年后，随着企业生产规模逐步扩大，经多次改扩建，现生产规模为年处理原矿180万t，其中磨矿为三段闭路磨矿流程，一段磨矿与分级机构成闭路，二段磨矿与旋流器构成闭路，三段磨矿与高频细筛构成闭路。一段球磨机型号为3 台MQG2.7×3.6m 格子型球磨机，二段三段为分别为两台和一台MQY2.7×3.6m 溢流型球磨机。选别为单一磁选，采用三段湿式磁选流程，磁选均采用磁选机进行选别。

1 选矿厂入选矿石性质

选厂入选矿石是矿业公司铁山矿矿区自产矿。根据表1、表2 化学多元素分析结果及原矿铁物相分析结果表明，采场矿体取样中的原矿全铁品位为25.26%，磁性铁的品位为16.65%，其它有用元素含量都是比较低的，矿石中含有的杂质硫、磷含量也较低，碱比（CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）=0.30，矿石属于酸性铁矿石。根据铁物相分析结果来看，原矿中铁主要以磁铁矿的形式存在，其次为硅酸铁和赤、褐铁矿，碳酸铁、黄铁矿和磁黄铁矿含量都较低，采用弱磁选工艺回收铁矿物可达到的理论回收率是66.28%。

表2 原矿铁物相分析结果（%）

2 选矿厂改造背景

选矿厂处理矿石性质相对比较单一，但由于矿体内夹层较多，且随着采矿有露天开采转为井下开采。原矿贫化率相比较而言逐渐增大，虽然经过破碎作业一次干式磁滑轮的预选抛尾，入磨原矿品位仍在19% ～25% 之间，造成磨选成本偏高。同时随着生产的进行，尾矿库可利用库容逐年降低，未来会严重制约生产。同时由于国家对于环保愈加重视，当地众多小采石场因环保不达标被关闭，致使当地砂石料供不应求，价格也是大幅攀升。基于以上几个方面原因，选矿厂通过在一段磨矿工序前新增湿式磨前预选工艺，提前抛出大量低品位尾矿砂石，降低入磨矿量，从而降低磨选成本；按照砂石产品粒级的市场需求，将粒级在2mm 以上的预选尾矿筛出，作为建筑砂石料出售，提高矿石附加值；尾矿大量预先抛尾可大大降低入库的尾矿量，为未来选厂生产节省出库容。

因此，铁山矿选矿厂根据矿山生产实际情况，对磨前工艺流程以及配套设备进行了多次技术攻关改造。生产实践证明，通过增加湿式磨前预选工艺，能显著提高矿石入磨品位，降低磨矿能耗，取得了十分可观的经济效益。增加湿式磨前预选系统后现选厂工艺磨矿选别工艺流程如图1 所示。

3 选矿厂增设湿式磨前预选系统

湿式磨前预选系统工作原理如图1所示：料仓中0mm ～12mm物料经收集输送机，转运到上料输送机，向预选机供料选别。分选出的高品位原矿进入球磨机进行磨矿作业。抛尾的低品位矿浆分流到脱水筛进行脱水，所得2mm以上干料经甩废输送机外运至预选料仓，经由汽车外运销售。筛下尾矿由预选泵经管道输送至尾矿系统，有充填泵打至充填站，充填站溢流经水隔离泵输送至尾矿库。

4 对湿式磨前预选系统改造后系统本身存在的问题及解决方案

由于湿式磨前预选系统属后添加工艺设备，导致整个湿式磨前预选系统的场地选择及设备选用受到很大的影响。因为场地狭窄，导致湿式磨前预选系统给矿皮带跑偏、接料点和落料点不重合而输送能力受限，湿式磨前预选机操作技术不规范、后添加用水设备使得用水量不足、原矿性质品位变化导致预选磁选机产率变化使得球磨浓度不好控制的问题，通过改进皮带、预选机、脱水筛、预选尾矿泵，充分挖掘湿式磨前预选系统的潜能，满足了预选系统处理能力提升和用水量增加的要求，使得一段球磨入磨量由55t/h ～60t/h 提升至85t/h ～90t/h，入球磨原矿品位提升至28% ～30%，完全达到了设计的处理目标。

表1 原矿化学多元素分析结果（%）

图1 东选厂的工艺流程

5 增加湿式磨前预选系统后对破碎系统的影响

破碎采用三段一闭路碎矿流程，干选抛废采用HGC1200×1600 型干式磁滑轮。由于磨前湿式预选磁选机对入料原矿粒度要求比较高，必须在12mm 以下，如有大块进入预选磁选机，则容易造成预选磁选机滚筒烂、下料口堵塞等问题。因此，必须严加控制破碎系统成品原矿的力度大小，针对这个问题，我们采用在破碎成品原矿入球磨料仓之前，加装一台振动筛。此举，对破碎成品矿石的粒度起到了很好的控制作用，大大减少了预选磁选机的故障率，节约了检修时间和使用成本。

增加湿式磨前预选系统后，主厂房单系列矿石处理量约增加35%，日原矿处理量由原来4000t增加至5400t，对于这个问题，破碎系统通过更换筛分效率更高的振动筛，处理能力更强的破碎机来达到破碎、球磨两个系统的产量平衡。

6 增加湿式磨前预选系统后对选别、矿浆输送及充填系统的影响

选厂增加三套湿式磨前预选系统后，使得入球门矿石品位增加至29% 左右，这就使得一段球磨分级之后的磨矿、分级、选别及矿浆输送量提高了35%，不解决这个问题，湿式磨前预选系统的给矿量就无法达到设计的生产能了。为解决这个问题，通过对选别系统中的渣浆泵更换功率更大的电机，更换泵的叶轮解决了矿浆输送能力的问题。通过将高频振动筛由6 台增加至12台，增加一台粗选磁选机和一精磁选机，解决了选别系统与磨矿系统不匹配的问题。

由于湿式磨前预选系统脱水振动筛筛片磨损较快更换不及时，容易造成大颗粒预选废石进入尾矿系统，造成尾矿系统的渣浆泵和尾矿管线以及充填系统的搅拌桶和充填管的检修更换周期大大缩短，且容易造成整个尾矿管线的管道堵塞，为解决这个问题，我们在选厂尾矿进入尾矿排放充填系统前，增加两台隔砂筛，现经过一段时间运行后，取得了很好的效果。

7 结语

磨前湿式预选工艺的使用和完善，有效的弥补了干选磁滑轮在预选抛废作业中的不足，提高了一段球磨磨机的入磨品位，增加了磨机的有效入磨量，降低了磨矿的能耗，提高了尾矿砂石的经济价值，且有效增加了尾矿库的服务年限。

在整个选矿生产工艺流程中增加了湿式磨前预选系统后，对磨前破碎系统及后续选别、尾矿的排放输送等都造成了一定的负面影响，但通过对破碎系统、选别系统和尾矿输送系统的一系列改造后，使得湿式磨前预选系统达到了最初的设计目标能力。