齐大山选矿厂一段磨矿改造实践

刘国义 刘 畅 高 太 高锦财 王汝杰

(鞍钢矿业集团有限公司齐大山选矿厂)

鞍钢矿业齐大山选矿厂入选原矿为沉积变质型“鞍山式”铁矿石，选矿厂现有一选、二选两个分选作业区，主体设备规格小、自动化水平相对偏低，均存在台时处理量低、过磨现象严重问题，给选矿生产带来不利影响。加之近年来国内外铁矿石价格大幅度下滑，选矿厂生产经营压力巨大[1-3]。

1 原矿性质

原矿主要呈条带状或条纹状构造，条带宽0.5～3 mm，矿石浸染粒度较细，硬度12。矿石中主要可回收元素为铁，伴生元素含量均未达到综合回收标准，主要有害杂质硫、磷含量较低，仅二氧化硅含量较高。矿石化学多元素分析结果见表1。

表1 矿石化学多元素分析结果 %

矿石中金属矿物以赤铁矿为主，其次为磁铁矿、假象赤铁矿；脉石矿物主要有石英、阳起石、透闪石、角闪石、铁白云石等。赤铁矿呈钢灰色至褐灰色、灰红色，细条带状构造，多分布在地表及浅部的矿层中。磁铁矿以原生矿石为主，多分布在深部，呈钢灰色，粒度较细者呈条带状构造。假象赤铁呈深灰色，以细条带状构造、假象构造为主，次为交代残余结构。

2 工艺流程与设备

选矿厂分选作业区采用阶段磨矿—粗细分级—重选—磁选—阴离子反浮选工艺流程进行生产，工艺流程见图1。一选作业区主要设备有湿式MQG2 700 mm×3 600 mm格子型球磨机(11台)、水力旋流器、圆盘给矿机；二选作业区主要设备有湿式MQG3 600 mm×4 000 mm格子型球磨机(5台)、湿式MQY5 030 mm×6 400 mm溢流型球磨机(1台)，水力旋流器、振动给矿机。两选作业区球磨—分级系统均基本具备自动化生产功能。

3 存在问题

通过对标考察和深挖内部潜力[4-5]，对两选作业区一段球磨机进行改造。原因为一选作业区一段磨矿计划台时处理量41.5 t/h，给矿细度-12 mm 90%，溢流细度-0.074 mm 60%，实际生产时溢流细度-0.074 mm 含量达到65%；二选作业区一段磨矿格子型球磨机、溢流型球磨机计划台时处理量分别为95，225 t/h，球磨机给矿细度-12 mm 90%，要求溢流细度-0.074 mm 60%，但实际生产时溢流细度-0.074 mm 含量达到70%。一、二选作业区一段磨矿溢流细度-0.010 mm粒级含量均达到25%左右，过磨问题严重。

球磨机台时处理量偏低、磨矿溢流产品过磨，造成选矿厂生产目标无法完成。为保证完成铁精矿产量任务，选矿厂以球磨机为主来满负荷组织转车，设备故障率和电耗较高、生产不经济。计划检修期间，减少1台球磨机运转，会导致4个浮选区矿浆浓度偏小，3个浮选区矿浆浓度偏高，不利于生产操作，影响铁精矿指标，两选作业区转车模式见表2。

图1 选矿工艺流程

作业区满负荷非满负荷一选11-410-3二选6-4(1大4小)-3

注：“11-4”表示“11台球磨机对应4个浮选区”的转车模式，其余同。

4 解决措施

针对存在问题，齐大山选矿厂从选别设备和自动化仪器仪表稳定性、生产工艺参数入手进行技术改造，以改善磨矿效果、提高球磨机台时处理量。改进路线：提高选别设备和自动化仪器仪表稳定性→合理控制返砂比、磨矿浓度、钢球充填率→提高球磨机台时处理量→调整“浮选区”为主转车模式→稳定选别指标→提高铁精矿产量、降低电耗。

4.1 实现球磨机系统高效运转

球磨机高效稳定运行是提高球磨机台时处理量的前提，因此提出“设备稳定高效运转周期实现率”的概念，加强球磨机系统计划性检修的完成率和检修质量，保证球磨机系统在1个周期(1个月)内运转的稳定性，通过实践将球磨系统稳定高效运转周期实现率提高到80%。

4.2 提高球磨机台时处理量

球磨机给矿-12 mm占90.26%，满足工艺参数标准，粒度组成见表3。

表3 入磨矿石粒度组成

通过将格子型球磨机钢球充填率由42%提高到50%、溢流型球磨机由35%提高到40%，优化返砂水量和排矿水量、旋流器工作参数、保证合理的返砂比等措施进行技术改造。改造后，一、二选作业区球磨机台时处理量分别提高32.5%、34.7%～45.5%，结果分别见表4～表6。

表4 一选作业区一段磨矿球磨机工作参数

表5 二选作业区一段磨矿

改造后，进行一段磨矿溢流产品粒度与矿物单体解离度测定，结果分别见表7、表8。

表6 二选作业区一段磨矿

表7 改造后一选作业区一段磨矿溢流细度

表8 改造后二选作业区一段磨矿溢流细度

从表7、表8可知，优化改造后，一、二选作业区一段磨矿溢流-0.074 mm含量分别为60.45%、59.69%，相比改造前，降低了4.55，10.31个百分点，各粒级含量变化不大；铁矿物单体解离度分别为63.70%、62.65%，脉石矿物单体解离度分别为38.97%、38.02%，高品位粒级主要集中在0.043～0.056 mm、0.010～0.100 mm，满足后续选别要求；-0.010 mm粒级含量分别降低到15.16%、17.08%，过磨程度得到缓解。

4.3 以“浮选区”为主转车模式

通过提高一段磨矿球磨机台时处理量，一选作业区满负荷仅需运转8台球磨机，二选作业区满负荷仅需运转1大3小共4台球磨机。在该条件下，球磨机计划检修时不影响铁精矿产量，浮选区可以满频工作，形成以浮选区为主转车模式，同时可以控制强磁机激磁电流上限，综合尾矿铁品位降低，铁精矿产量增加。两选作业区新转车模式见表9。

表9 两选作业区转车新模式

注：“4-8”表示“4个浮选区对应8台球磨机”，其余同。

5 应用效果

优化改造后，进行生产应用实践。结果表明，一选作业区一段磨矿球磨机台时处理量提高了13.5 t/h，二选作业区一段磨矿MQG3 600 mm×4 000 mm和MQG5 030 mm×6 400 mm球磨机台时处理量分别提高33.5，100 t/h，一、二选作业区一段磨矿球磨机台时处理量均提高了30%以上；一、二选作业区一段磨矿溢流细度-0.074 mm含量分别由65.00%、70.00%降低到60.45%、59.69%，-0.010 mm粒级含量由25.00%分别降低到15.16%、17.08%；选矿生产转车模式由以球磨机为主转变为以浮选区为主，浮选区可以满频工作，减停5台球磨机。在保证铁精矿品位合格的前提下，每年可增产铁精矿约10万t，每年可节约钢球消耗、电耗约1 500万元。

6 结 论

齐大山选矿厂一、二选作业区通过将球磨系统稳定高效运转周期实现率提高到80%、提高一段磨矿球磨机台时处理量等措施，进行技术优化改造。改造后，两选作业区一段磨矿球磨机台时处理量均提高30%以上，一、二选作业区一段磨矿溢流细度分别降低到15.16%、17.08%，过磨问题得到缓解，转车模式由以球磨机为主转变为以浮选区为主，可停开部分球磨机，在保证铁精矿品位合格的前提下，起到了铁精矿增产、降低能耗的改造效果，经济效益显著。