柏泉鐵礦選礦廠技改的工程設(shè)計
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摘要:針對柏泉鐵礦選礦廠存在的設(shè)備陳舊老化、生產(chǎn)成本高、選礦流程不合理、資源綜合利用率低等問題，進行了柏泉鐵礦選廠技術(shù)改造。根據(jù)工藝流程考察和選礦試驗研究將工藝流程改造為兩段一閉路破碎—高壓輥磨全閉路—干選流程;磨選流程為兩段磨礦，三段磁選和淘洗機精選;磁選尾礦低溫浮選。改造后年處理原礦680萬t，年產(chǎn)鐵精粉48．6萬t，并且新增磷精礦28．3萬t/a。通過技術(shù)改造不僅提高了企業(yè)產(chǎn)能，優(yōu)化了工藝流程，降低了生產(chǎn)成本，同時實現(xiàn)了資源綜合利用，符合礦山企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略方針。
關(guān)鍵詞:低品位鐵礦;工藝流程;技術(shù)改造;生產(chǎn)應(yīng)用
隨著鋼鐵行業(yè)迅猛發(fā)展，地質(zhì)條件好、資源品位高、分選性好的鐵礦資源正接近枯竭，而可選性較差的低品位鐵礦資源將成為選礦技術(shù)研究的重點之一。我國對國外礦石依賴度長期高于50%，因此開發(fā)利用低品位鐵礦資源顯得更加重要［1］。柏泉鐵礦是開發(fā)利用低品位鐵礦資源的代表性企業(yè)，近年來取得了較好的效益，但伴隨著鐵礦行業(yè)的持續(xù)低迷，企業(yè)生存壓力日漸增大。柏泉鐵礦礦石儲量1．7億t，原礦鐵品位僅為10.22%，選礦比高達14．0，選礦成本高［2-3］。同時鐵礦石中伴生磷，但企業(yè)并未回收鐵尾礦中的磷資源，不符合當前礦業(yè)的形勢要求。因此，利用先進的工藝流程和設(shè)備開展技改工程迫在眉睫。為此，開展了選廠流程和設(shè)備考察，分析流程和設(shè)備配置中存在的問題;開展選礦試驗研究，為流程改造提供理論依據(jù)。
1礦山概況
柏泉鐵礦為河北鋼鐵集團礦業(yè)有限公司下屬企業(yè)，生產(chǎn)規(guī)模200萬t/a，年產(chǎn)鐵品位63．2%的鐵精粉14．28萬t。隨著礦石品位的逐年降低，選礦工藝流程不合理，資源綜合利用率低;選礦設(shè)備陳舊老化，設(shè)備作業(yè)率低，選礦成本逐年提高。選廠破碎流程為三段一閉路破碎，粉礦干選流程。磨選流程采用階段磨礦階段選別流程，經(jīng)過兩段磨礦，三段磁選流程，最終產(chǎn)品為鐵精礦，尾礦直接排放，未進行浮選選磷，未實現(xiàn)磷資源綜合利用。為了提高選礦設(shè)備作業(yè)率和降低生產(chǎn)成本，綜合回收磷精礦，計劃對選礦工藝流程和設(shè)備進行改進，以滿足企業(yè)可持續(xù)發(fā)展要求。
2選廠工藝改造
2．1生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品方案
為綜合利用磷資源，采用先選鐵后選磷工藝流程，選礦廠生產(chǎn)兩種產(chǎn)品，即鐵精礦和磷精礦，處理原礦石600萬t/a，原有處理礦石190萬t/a的磨選系統(tǒng)以選鐵為主，新建350萬t/a磨選系統(tǒng)選鐵選磷;鐵選比為14，鐵精礦產(chǎn)量為42．86萬t/a，鐵精礦全鐵品位為63．2%;磷選比為24，磷精礦產(chǎn)量為25萬t/a，磷精礦P2O5品位為33%。
2．2工藝流程
根據(jù)采出礦石粒度和入選粒度要求，設(shè)計采用粗碎中碎的兩段一閉路—高壓輥磨全閉路干選破碎流程，破碎產(chǎn)品粒度8～0mm。破碎系統(tǒng)工藝原則流程見圖1。此次設(shè)計以選礦試驗為依據(jù)，并重點借鑒柏泉鐵礦現(xiàn)有選礦廠工藝流程及承德地區(qū)超貧礦選礦及低溫選磷的成功經(jīng)驗，柏泉鐵礦礦石磨至－0．074mm85%時，磁選可獲得鐵品位為63．5%的鐵精礦，磁選尾礦進行浮選可獲得P2O5品位為33%的磷精礦。設(shè)計確定采用階段磨礦階段選別選鐵(兩段磨礦，3次磁選)、磁選尾礦浮選磷(1粗3精1掃)的工藝流程，采用低溫浮選藥劑選磷。
2．3破碎與篩分系統(tǒng)
采場采出礦石經(jīng)汽車運輸至PXZ-1200/160旋回破碎機受礦倉，經(jīng)PXZ-1200/160旋回破碎機進行粗碎;粗碎后礦石經(jīng)皮帶機輸送至中碎緩沖礦倉，再經(jīng)皮帶機輸送至HP500標準型圓錐破碎機進行中碎;中碎產(chǎn)品經(jīng)皮帶機輸送至篩分前的分配倉再給入2YAH2460重型雙層圓振動篩進行篩分;篩上產(chǎn)品經(jīng)皮帶機輸送至中碎緩沖礦倉，再經(jīng)皮帶機輸送至HP500標準型圓錐破碎機進行中碎;中碎產(chǎn)品經(jīng)皮帶機輸送至篩分前的分配倉再給入2YAH2460重型雙層圓振動篩構(gòu)成閉路;篩下產(chǎn)品經(jīng)1號轉(zhuǎn)運站轉(zhuǎn)運，由皮帶機輸送到中間貯礦倉，再由皮帶機輸送到高壓輥磨緩沖礦倉，經(jīng)皮帶機給入高壓輥磨的稱重穩(wěn)流倉，稱重穩(wěn)流倉內(nèi)的礦石給入高壓輥磨機內(nèi);高壓輥磨機的產(chǎn)品通過皮帶機運至二段篩分，經(jīng)2YAH2460重型雙層圓振動篩進行篩分，篩上產(chǎn)品經(jīng)2#轉(zhuǎn)運站返回高壓輥磨機磨前緩沖礦倉，在經(jīng)高壓輥磨機構(gòu)成閉路;篩下產(chǎn)品經(jīng)皮帶機輸送到FX-200型懸浮式干選機進行干選，干選后的廢石經(jīng)皮帶機輸送到廢石倉，經(jīng)倉下振動給料機裝車運至排土場;干選后的礦石經(jīng)3號轉(zhuǎn)運站轉(zhuǎn)運由皮帶運輸至磨礦倉。
2．4磨礦與選別系統(tǒng)
磨礦倉分13個倉，其中最北段的一個礦倉作為中轉(zhuǎn)礦倉，將35%(約190萬t/a)的破碎產(chǎn)品經(jīng)4#和5#轉(zhuǎn)運站運至現(xiàn)有主廠房的磨礦倉，供老磨選主廠房生產(chǎn)使用。另外12個磨礦倉將65%(約350萬t/a)破碎產(chǎn)品的粉礦由圓盤給料機給到倉下集礦皮帶，經(jīng)給礦皮帶給入MQG3600mm×6000mm球磨機和2FG-30高堰式雙螺旋分級機組成的一段磨礦閉路循環(huán)，分級機返砂返回球磨機，分級機溢流進入粗磁選分礦箱給入CTB-1230型磁選機，粗磁選精礦進入高頻振網(wǎng)篩給礦泵池，經(jīng)砂漿泵打到D5-MVSK1216電磁振動高頻振網(wǎng)篩，篩上產(chǎn)品經(jīng)過NCT-1030濕式永磁筒式磁選機濃縮后，進入二段MQY2700mm×6000mm溢流型球磨機，磨礦產(chǎn)品進入高頻振網(wǎng)篩給礦泵池和粗磁選精礦一并打入高頻振網(wǎng)篩，組成二段磨礦閉路循環(huán)，篩下產(chǎn)品進入精磁選1給礦泵池經(jīng)砂泵打到精磁選1(CTB-1024型磁選機)磁選，精磁選1磁選精礦自流到精磁選2(CTB-1024型磁選機)磁選，精磁選2磁選精礦經(jīng)泵和管道輸送到老廠的主廠房內(nèi)進入CH-CX26000型淘洗磁選機精選，淘洗機鐵精礦進入老廠的主廠房過濾機進行過濾，精礦濾餅經(jīng)皮帶機輸送至老廠的鐵精礦礦倉，得到最終鐵精礦。各段磁選的尾礦產(chǎn)品自流至總尾礦泵池經(jīng)泵和管道輸送到KMLF-6000斜板濃縮機濃縮后，經(jīng)泵給CTB-1245濕式永磁筒式磁選機掃磁選，掃磁精礦自流到高頻振網(wǎng)篩給礦泵池，掃磁尾礦經(jīng)攪拌槽攪拌后，用KYF-50型浮選機進行粗選，粗選精礦給入KYF-20型浮選機進行三段精選，各段精選的尾礦循序返回，第3次精選的精礦由KM-LZ［2］-400/55斜板濃密機濃縮后，進入ZPG-72型盤式真空過濾機進行過濾，精礦濾餅經(jīng)皮帶機輸送至磷精礦礦倉，得到最終磷精礦。粗選尾礦給入1次掃選KYF-50型浮選機，掃選精礦返回粗選，掃選尾礦與傾斜板濃縮機溢流作為總尾礦產(chǎn)品自留至總尾礦泵池，經(jīng)泵打入尾礦KMLF-4800傾斜板濃縮機進行濃縮。
3改造應(yīng)用效果
柏泉鐵礦選礦擴能技改工程于2015年9月竣工并投產(chǎn)，投產(chǎn)后年處理原礦680萬t，年產(chǎn)鐵精粉48．6萬t，年產(chǎn)磷精礦28．3萬t，實現(xiàn)了工程改造目的。改造后選礦產(chǎn)品指標較好，資源利用率高，滿足了設(shè)計指標和市場要求;設(shè)備運行穩(wěn)定，選型配套完善;工藝布置合理，節(jié)能效果顯著。
4結(jié)語
(1)柏泉鐵礦通過工藝改造，設(shè)計年處理原礦能力600萬t，實際年處理原礦能力680萬t。設(shè)計采用兩段一閉路破碎—高壓輥磨全閉路—干選破碎流程，磨選流程為兩段磨礦，3次磁選、淘洗機精選、磁選尾礦浮選磷(1粗1掃3精)的工藝流程。(2)采用合理的選礦工藝流程和先進的選礦設(shè)備，不僅提高了礦石的金屬回收率和資源綜合利用率，還降低了生產(chǎn)成本，經(jīng)濟效益和社會效益顯著，符合河鋼集團礦業(yè)公司提出的“建設(shè)綠色礦山、和諧礦山、精銳礦山”的發(fā)展目標。
參考文獻
［1］劉曉明，陳強，汪建．低品位鐵礦資源利用技術(shù)的發(fā)展與實踐［J］．礦業(yè)工程，2009(7):25-27．
［2］宋彥利，周立輝，張錦瑞．柏泉鐵礦超貧磁鐵礦選礦工藝改進實踐［J］．現(xiàn)代礦業(yè)，2013(3):104-105，112．
［3］劉桂紅，母傳偉，竇習章，等．柏泉鐵礦選廠優(yōu)化設(shè)計［J］．現(xiàn)代礦業(yè)，2014(4):181，192．
作者:趙禮兵 郝鵬程 竇習章 劉玉杰 張弘偉 單位:華北理工大學礦業(yè)工程學院 中冶沈勘秦皇島設(shè)計研究院有限公司