江西某铁矿选矿系统增产降耗的可行性研究

唐双华，张 庆，谢焱彬

（中冶长天国际有限责任公司，湖南 长沙 410007）

江西某铁矿选矿系统增产降耗的可行性研究

唐双华，张 庆，谢焱彬

（中冶长天国际有限责任公司，湖南 长沙 410007）

针对江西某铁矿选矿厂球磨系统入磨粒度粗，入磨金属含量低、选矿比高的特点，引进高压辊磨设备，采取干式磁选－高压辊磨－粗粒湿选优化方案，对碎矿产品进行超细碎，矿石抛废、磨前粗粒湿式抛尾，大幅度提高球磨机的处理能力，最终达到提高选厂生产能力、降低选矿成本的目的。

高压辊磨；粗粒湿式抛尾；增产降耗

我国磁铁矿矿石资源大多数为贫、细、杂，随着磁铁矿矿山资源的不断枯竭，原有金属含量较高的矿石已逐渐减少，贫矿比例上升，为保持选矿厂原有的产量不变，贫矿的开发利用已经迫在眉睫［1～3］。

江西某铁矿选矿系统工艺流程经分析得知：该选厂球磨系统入磨矿石粒度粗，入磨矿石金属含量低、选矿比高。为降低该选矿厂的选矿成本、提高产能，针对此选厂的特点，对选矿工艺流程进行优化，建议引进高压辊磨设备，对原有的三段碎矿产品进行超细碎，解放破碎系统能力，将矿石破至－5 mm以下，进行矿石干式抛废、磨前粗粒湿式抛尾，通过大幅度减少入磨矿量和入磨矿石粒度来提高球磨机的处理能力，最终达到降低全厂选矿成本、提高全厂产能的目的。

1 原矿性质

1.1 矿石化学成分

原矿化学多元素分析结果见表1。由表1可见，原矿TFe含量为21.67%，杂质元素S含量较高，为1.13%，P含量较低，为0.08%。

表1 原矿多元素分析结果 %

1.2 铁物相分析

原矿铁物相分析结果见表2。由表2可见，磁性铁含量为14.77%，占有率为68.16%。

表2 铁物相分析结果 %

1.3 原矿粒度筛析

对碎至50～0 mm的原矿进行了粒度筛析，筛析结果见表3。

表3 原矿粒度筛析结果

1.4 原矿磁性分析

磁性分析在磁选管上进行，磁场强度为80 kA／m，将原矿分别磨至－0.076 mm含量为50%、60%、70%、80%、90%、95%，再分别给入磁选管，分析试验流程如图1所示，分析结果见表4。

图1 磁性分析试验流程图

表4 磁性分析结果 %

结果表明，随着分析样品－0.076 mm含量提高，铁精矿全铁含量提高。因此，要获得TFe含量大于64.5%的铁精矿，应满足－0.076 mm磨矿粒度大于80%。

2 选厂现有工艺流程存在的问题

江西某铁矿选厂处理原矿为磁铁矿，矿石为条带状结构，嵌布粒度较粗。目前的生产规模为160万t／a，其中自磨能力40万t／a。

目前碎矿为常规三段一闭路与自磨工艺并存。自磨矿石为自产原矿，硬度大，块度大，皮带、衬板、钢球消耗高，自磨装机功率大，处理原生矿台时能力低、磨矿成本高。采矿场出矿品位（MFe）约17%，经选矿厂碎矿抛废，入球磨矿石品位（MFe）约18%；而进入自磨的矿石无法抛废；球磨和自磨综合原矿品位（MFe）约17.5%，选矿比太高（约为4.0）。球磨系统入磨原矿粒度粗，球磨能力不足。碎矿系统破碎设备为上世纪50、60年代产品，从投产至今未进行更新，破碎能力不足、特别是细碎尤为突出。为满足球磨系统处理能力，只有通过调大细碎机排矿口使破碎产品粒度放粗。

由于存在以上问题，该矿与选厂同行业平均水平相比，磨机单位容积小时处理能力低（约0.46 t／m3·h），电耗高（约2.18 kW·h／t原矿），按原矿计的选矿加工费约75元／t。因此对该选厂进行流程优化很有必要。

3 工艺流程优化研究

3.1 工艺流程优化方案

针对选厂碎矿和球磨能力不足、自磨机系统能耗高、成本高的特点，通过对原矿性质的分析，对选矿工艺流程进行优化可行性研究，提出干式磁选－高压辊磨－粗粒湿选方案：通过对碎矿系统的改造，即通过“多碎少磨”、“磨前预选多段抛尾”来提高产能、实现节能降耗。

在原有三段一闭路破碎设备不增加的前提下，通过调整原有碎矿系统的破碎比和排矿口来提高碎矿系统的处理能力，碎矿系统产品的粒度由原来的－12 mm调整到25 mm；在球磨设备不增加的前提下，停开自磨机，通过增加高压辊磨超细碎来降低给入球磨的矿石粒度从而达到提高球磨机产能和降低选矿成本的目的［4～6］。优化后的方案流程如图2所示。

经测算处理原矿180万t／a、原矿品位MFe 17.0%时，可预选抛弃尾矿（含废石）：产率为33.38%、TFe 10.05%、MFe 0.62%（见图2），其中干选抛弃废石产率18.17%、废石品位 MFe 0.67%；粗粒湿选抛弃尾矿产率15.21%、尾矿品位MFe 0.53%；剩余产率为66.62%的原矿成为入磨粗精矿：品位TFe 30.58%，MFe 25.21%；选出 TFe 64.5%的最终精矿的选矿比约2.62。年生产45万t精矿只需入磨粗精矿120万t，现有两台一段Φ3.2 m ×3.1 m球磨机可满足生产，自磨机可停开。

图2 干式磁选－高压辊磨－粗粒湿选优化方案流程图

3.2 工艺流程优化效果

1.引入高压辊磨后原有的三段闭路破碎细碎机排矿口可从现有的7～9 mm调大至15～20 mm，细碎产品从15～0 mm放大到25～0 mm，细碎能力可达到303 t／h以上，在停开原有的半自磨系统的前提下能处理完现有180万t／a的原矿量，高压辊磨后最终破碎产品粒度控制在5～0 mm，使得入球磨矿石粒度由15～0 mm降为5～0 mm，为实现多碎少磨，提高球磨机台时能力、降低成本创造了条件。

2.使用高效高场强大筒径磁选机对高压辊磨产品的磨前粗粒抛尾，抛废产率15.21%，粗粒尾矿按34 t／h，则约27万t／a。利用直线振动筛或圆筒筛对粗粒尾矿单独进行处理，＋2 mm的粗粒尾矿筛出不进入尾矿输送系统作为建筑用沙出售，细粒尾矿则汇入原尾矿系统；按筛出20%的粗粒尾矿不进入尾矿输送系统计，少输送粗粒尾矿约5.4万t／a。

3.半自磨系统停开，只开碎矿球磨系统可生产精矿45万t／a。高压辊磨产品磨前粗粒抛尾后的粗精矿120万t／a给入球磨机双螺旋，螺旋分级后再进入球磨机，由于矿石经高压辊磨后粒度为5～0 mm、而且矿石体内产生了许多的裂隙，球磨机处理能力将提高26%（一段磨机能力可达到大于85 t／台·h），磨机能力有富余。

4 结 论

经过引进高压辊磨设备，采取干式磁选－高压辊磨－粗粒湿选优化方案，在停开半自磨系统（40 万t／a规模）的前提下，选厂生产规模由160万 t／a提到至180万t／a。经测算，磨机单位容积生产能力、单位原矿电耗达到同行业平均水平，选矿加工费降低5元／t原矿，为70元／t原矿，达到了增产降耗的目的。

［1］ 童助永.低品位铁矿石综合利用新技术与新装备研究［J］.金属矿山，2010，（44）：528－531.

［2］ 王伟杰.超贫磁铁矿资源开发利用概述［J］.包钢科技，2014，40（6）：78－80.

［3］ 刘晓明，陈强，汪健.低品位铁矿资源利用技术的发展与实践［J］.矿业工程，2009，（1）：25－27.

［4］ 段玉震.高压辊磨机的研究及应用［J］.矿山机械，2007，（4）：57－59.

［5］ 赵韩，王春民.高压辊磨机在铁矿球团生产中的应用研究［J］.矿山机械，2004，（10）：27－29.

［6］ 罗主平，刘建华.高压辊磨机在我国金属矿山的应用与前景展望（一）［J］.现代矿业，2009，（2）：33－37，85.

Feasibility Study of Improving Productivity and Reducing Consumption in the Processing System of an Iron Ore in Jiangxi

TANG Shuang-hua，ZHANG Qing，XIE Yan-bin

（Zhongye Changtian International Engineering Co.，Ltd.，Changsha 410007，China）

In this paper，an iron ore in Jiangxi has been studied.In this concentration plant，the characteristic of materials of the milling system are coarse grained，low metal content and high mineral ratio.We have introduced the high-pressure roller mill equipment，and take dry magnetic separation-high pressure roller mill-coarse wet election optimization program.The crushed minerals have been crushed，the waste ores have been abandoned，and the coarsegrained ores also have been abandoned before grinding.So the processing capability of a ball mill has been greatly improved，ultimately the beneficiation costs has been reduced.

high pressure roller mill；coarse wet tailing；productivity improving and energy saving

TD921.2

A

1003－5540（2015）05－0019－04

2015－07－20

唐双华（1982－），女，工程师，主要从事选矿工程设计工作。