甘肃某铁矿提质扩能选矿工艺技术改造研究

2021-06-02李美鲜邢树欣

现代矿业 2021年3期

李美鲜邢树欣

（1.马钢集团设计研究院有限责任公司；2.肃北县博伦矿业开发公司）

甘肃某铁矿年设计处理规模250 万t。近年，随着市场铁矿价格的稳定，选厂为提高经济效益，逐步探索在现有设备设施的基础上，以尽量减小对选厂生产的影响为前提进行扩能改造，将处理能力提升至350 万t/a［1-3］；同时，随着矿石性质的变化，原工艺流程存在铁精矿品位偏低，SiO2含量高等问题。因此，对选厂进行工艺技术改造势在必行。

1 矿石性质

该矿石属于高磷高硫低品位单一酸性原生磁铁矿，可回收的有用成分主要是铁。磁铁矿主要呈稠密—中等稠密浸染状嵌布于脉石中，脉石含量较高的为石英和闪石。矿石多元素化学分析结果见表1，磁铁矿嵌布粒度见表2。

由表1、表2 可知，磁铁矿粒度普遍细小，要提高铁精矿品位，必须提高矿石解离度。

2 选厂原工艺流程

选厂现有工艺采用三段一闭路—阶段磨选流程。矿石在井下粗碎后提升上来，分两个系列处理。井下采用C125 颚式破碎机粗碎，地表采用C100 颚式破碎机粗碎，中碎采用HP400 圆锥破碎机，中碎产品与KYH2665 圆振筛组成闭路筛分，矿石经两段干抛后进入磨选厂房。干抛精矿进入2740格子型球磨机和3660 溢流型球磨机进行一段磨矿，磨矿产品与旋流器组成闭路，溢流经磁选后，精矿进入2740溢流型球磨机进行二段磨矿，二段溢流经磁选后，精矿进入2740 溢流型球磨机进行三段磨矿。目前，三段磨矿细度为-0.045 mm 90%，磨矿产品经磁选后，精矿经陶瓷过滤机过滤得到最终精矿。原工艺流程见图1，最终铁精矿指标见表3。

由表3可知，精矿TFe品位62.02%，SiO2含量9.74%，要达到选厂铁精矿销售标准TFe 品位64%以上，SiO2含量控制在9%以内，还存在一定差距。

3 工艺改造方案

3.1 改造方案

（1）破碎工段。在选厂现有三段一闭路碎矿的基础上，三段碎矿产品粒度由12 mm 放粗至20 mm，引入高压辊磨超细碎工艺，将产品粒度控制在3 mm以下，减轻磨机压力。辊磨产品通过干式闭路筛分，筛上+3 mm 粒级经磁滑轮抛尾后，精矿返回辊磨机，筛下-3 mm粒级进粗颗粒磁选机，磁选粗精矿进一段磨矿系统，磁选尾矿可捞取粗粒尾砂，细砂进尾矿浓缩系统［4-5］。

（2）磨选工段。将原三段磨机改作一段、二段磨矿使用，以提高磨矿处理能力；由于立磨机广泛应用于微细粒磨矿，相对于球磨具有节能、运行成本低的特点，特引入立式塔磨机作为三段磨矿设备；引入淘洗机精选设备，对精矿进行淘洗机再选；研究表明，可提高精矿铁品位1.5～2.0 个百分点。改造后工艺流程见图2，改造后铁精矿多元素分析结果见表4。

3.2 改造效果

通过在破碎工段引入高压辊磨机，可放粗三段破碎产品粒度，产品粒度可由12 mm 提高至20 mm，减轻碎矿负荷，提高破碎处理能力，使破碎工段达到年处理能力360 万t。经高压辊磨超细碎工艺后，磨前产品粒度降至3 mm，每年可多抛出产率5%的废石。同时，增设磨前湿式粗粒磁选，使磨前铁品位提高至34%，增加粗粒尾砂产率，减少进入尾矿库的尾矿量。一般来说，高压辊磨后采用湿式筛分，筛分效率更高，但考虑到选厂当地干旱缺水、冬季气温低，此次采用高压辊磨与干式筛分组成闭路，两者作业制度相同，工艺配置及人员调配更加合理顺畅。粗粒磁选改造直接在厂房内进行，粗粒尾砂通过胶带机转运至堆场。

原4 台三段磨机可根据需要改作一段、二段使用，可有效解决由于扩能引起的一段、二段磨机处理能力不足的问题；三段磨矿改用立式塔磨机，设计产品细度-0.045 mm95%，可使磁铁矿得到充分单体解离，再通过淘洗机精选，真正实现细磨深选、提质降杂。试验结果表明，铁精矿品位可达65.40%，SiO2杂质含量可降低至4.97%。

改造后合格矿通过N1#胶带机转运至给矿圆筒仓，再通过圆筒仓N2#胶带机转运至高压辊磨厂房，辊压后的产品通过N1#转运站转运至干式筛分厂房，筛上产品通过N2#干抛转运站干抛后，废石运至废石堆场，筛上精矿直接落在N2#胶带机上运至高压辊磨厂房。三段立磨厂房布置在主厂房及浓缩池边上，粗精矿与尾矿均充分利用地形和现有设施实现自流和就近进入。改造与生产分开，最大限度地减少了对生产的影响。

4 经济效益分析

经过扩能提质改造，矿石处理能力提升至350万t/a，精矿产量增加20 万t/a，同时铁精矿品位由62%提高至65%，提高了人员劳动生产效率。按700元/t 铁精粉价格，项目实施后，正常年销售收入可达67 841.15 万元，税后利润6 868.94 万元，投资财务内部收益率为22.86%，全部投资回收期为5.34 a。