司家营铁矿高压辊磨工艺试验研究

2022-07-13边新峰来有邦李珺玮

现代矿业 2022年6期

陈晨彭成边新峰来有邦李珺玮

（河钢矿业司家营北区分公司）

高压辊磨机是20世纪80年代由德国研制的高效粉碎设备，特别适合大型化工业生产的要求，已广泛应用于各种矿石的破碎作业［1-8］。我国金属矿石资源种类繁多，但大多数矿种的矿石资源都属于贫、杂、细难选矿石资源。国内金属矿山企业为了解决自身在矿业开发上存在的经济、技术和环保等方面面临的突出问题，积极引进、消化、吸收国外新型、高效的矿山生产工艺设备。

选矿厂碎磨作业能耗占整个选厂总能耗的70%左右，是选矿厂能耗的主要构成部分。十余年来，国内许多选厂，特别是铁矿石选矿厂，纷纷在传统的三段一闭路破碎工艺的基础上引进高压辊磨超细碎工艺，遵循“多碎少磨、能抛早抛”原则，适当降低磨选作业的给矿粒度，并通过磨前湿式预选提高入磨品位。

司家营铁矿在“红转磁”工艺改造中，拟增加高压辊磨作业，对细碎产品进一步破碎，为后续磨前预选及提高磨矿能力创造条件。为此，开展了高压辊磨工艺试验研究。

1 矿石性质

司家营铁矿石为鞍山式沉积变质氧化铁石英岩矿石，铁矿物主要有磁铁矿和赤铁矿，碳酸铁、硫化铁、硫酸铁和硅酸铁等少量。随着采场开采深度的增加，矿石氧化程度下降，现存氧化矿仅占总矿石量的约10%。矿石主要化学成分分析结果见表1，铁物相分析结果见表2，主要矿物组成见表3。

从表1可以看出，矿石中的有价成分为铁，含量为22.63%；有害成分硫、磷含量较低；脉石成分SiO2含量高达56.92%。

从表2可以看出，矿石中的铁主要以磁性铁形式存在，分布率达71.01%，其次为赤褐铁，分布率为17.31%，其他铁含量均不高。

从表3可以看出，矿石中的金属矿物为磁铁矿、赤褐铁矿；脉石矿物主要为石英，其次为透闪-阳起石、云母、方解石、绿泥石。铁矿物总含量为22.55%，脉石矿物总含量为77.45%。

2 现场碎矿工艺流程

现场碎矿工艺流程为三段一闭路破碎工艺流程，见图1，最终破碎产品粒度为12～0 mm，粒度筛析结果见表4。

从表4可以看出，矿样各粒级产率相对均匀，3～0 mm粒级分布率33.50%，-0.074 mm粒级分布率8.19%。

3 高压辊磨工艺试验

为充分发挥高压辊磨机的超细碎作用，保证后续磨前预选抛尾效果和磨机处理能力的提升，同时借鉴其他类似矿山的生产经验，确定以高压辊磨机闭路破碎产品粒度3～0 mm为控制指标，进行了相关试验，试验矿样为现场细碎产品，粒度为12～0 mm。

3.1 高压辊磨机开路辊压试验

对矿样进行高压辊磨开路辊压试验，试验采用实验室CLM25/10型高压辊磨机，设置工作压力分别为8.0、10.0、12.0 MPa，高压辊磨机转速为20 r/min，每次给料量为10 kg，不同压力条件下高压辊磨试验结果见表5，不同工作压力下的电耗见表6。

从表5可以看出，当高压辊磨机工作压力分别为8、10、12 MPa时，辊压产品5～0 mm粒级产率从48.02%提高到71.58%、72.99%、73.77%，3～0 mm粒级产率从33.50%提高到57.43%、59.04%、60.43%，0.074～0 mm粒级产率从8.19%提高到18.60%、19.46%、20.72%；在试验压力范围内提高工作压力，粉矿量有所增加。

从表6可以看出，随着工作压力的提高，电耗先小幅增加后显著增加。

综合粒度和能耗指标，推荐后续工作压力为10.0 MPa。

3.2 高压辊磨机闭路辊压试验

以3～0 mm为目标破碎粒度，进行高压辊磨机闭路辊压试验。试验采用实验室CLM25/10型高压辊磨机，设置工作压力为10.0 MPa，高压辊磨机转速为20 r/min，每次新给料量为10 kg，以筛孔宽3 mm的筛子对高压辊磨产品进行检查筛分，筛上产品返回给料并补充10 kg新给料作为下次辊压给料。重复上述试验，直至筛下矿量维持在新给矿量水平，即达到辊压流程平衡。闭路辊压试验矿量平衡记录结果见表7，辊压平衡情况下筛下物料筛析结果见表8。