蒙库选矿三线磨矿分级工艺改造及效果

王振刚

（宝钢集团八钢公司矿山事业部）

1 前言

富蕴蒙库铁矿原设计选矿厂年处理原矿80万t（选矿2线），随着八钢公司对铁精粉需求的增加，2008年至2009年蒙库铁矿选厂进行改扩建，建设蒙库选矿3线，年处理原矿150万t，合计设计生产规模达到年处理原矿230万t。由于受蒙库铁矿石品质较好，属易磨易选矿石，在磨矿细度达到70%（-200目含量）时，经过三段磁选后，铁精粉全铁品位即可达到66%以上，因此在实际生产中蒙库选矿2线、3线年原矿处理量合计达到约在300万t/年，铁精粉年产量保持在150万t。由于受设计工艺流程及工艺装备的制约，选矿厂矿石处理能力已很难进一步提升。为此，蒙库选矿厂组织技术人员对当前选矿实际生产中存在的工艺、设备、操作等方面的问题进行详细会诊，对影响产能提升的关键环节进行分析研究，制定了蒙库选矿三线磨矿分级工艺改造的基本原则和路线，并从2015年开始实施，至2017年6月，蒙库选矿三线磨矿分级工艺改造项目完成并投入生产应用，大幅提高了蒙库选矿厂生产能力。目前蒙库选矿厂实际年处理原矿已达330万t以上。伴随着蒙库选矿三线分级系统工艺改造过程中先进装备和自动控制系统的应用还极大简化了操作和维护，有效降低了磨矿分级系统工序成本。

2 蒙库选矿三线磨矿分级工艺改造

2.1 磨矿分级系统改造前状况

蒙库选矿磨选三线工艺流程为两阶段磨矿分级+三段磁选工艺，其中一段磨矿采用型号MQG3650球磨机两台（9#、10#磨机），与该段磨机配套使用的是FG-φ3000双螺旋分级机两台，设计处理能力165t/h，由于新建4期破碎系统投产后，破碎成品矿粒度由≤20mm降低至≤15mm，一段球磨机单台给矿量由160～180 t/h提高到190～210t/h。从实际生产运行情况看一段分级机处理能力明显跟不上球磨机能力的提升，使一段分级机处于超负荷运转状态，电机发热、大小叶板损坏、螺旋轴断裂等事故频发，维护费用显著升高。从生产检测指标看，当一段球磨机给矿量控制在160～180 t/h时，一段分级溢流细度为44.23%（-200目含量），分级溢流浓度为39.53%；当一段球磨机给矿量控制在180～210t/h时，一段分级机分级溢流浓度升高到41.74%，分级溢流细度下降至40.78%（-200目含量），分级效率明显下降并且出现跑粗现象，直接导致后续一段磁选铁精矿品位降低，磁精TFe品位54%～58%，达不到设计要求的TFe61%指标，同时又加大了二段磨选设备的负荷，最终导致铁精粉铁品位指标下降。

2.2 磨矿分级工艺改造过程

为解决一段分级机处理能力与实际一段球磨机处理能力不配套问题，蒙库选厂组织各方技术人员、设计单位及生产方进行的分析诊断认为：一段球磨机配套使用的螺旋分级机为重力分级设备，与现国内普遍使用的其他先进分级设备相比存在占地面积大、分级效率低、不易获得较细溢流、检修维护工作量大、事故处理时间长等缺点，无法满足蒙库选矿三线产能提升的需求。通过对比分析了几种技改备选方案最终确定采用旋流器替代一段螺旋分级机方案。旋流器具有处理能力大、占地面积小，分级效率高、循环负荷低、简单易维护等优点，可有效解决一段球磨机产能提升后的分级能力配套问题，并降低磨矿分级系统的运行成本。

图1 磨矿分级工艺改造布置图

改造措施：（1）在一段分级机（9#、10#）后各增加1个旋流器组，型号为FX660-GT-P×4，每台旋流器处理量为130t/h，旋流器开二备二，旋流器基础利用原分级机基础安装设备，无需新建基础。（2）每组旋流器对应一个钢结构泵池及两台渣浆泵。泵池利用分级机原基础进行围建：泵池净尺寸长×宽×高=5.0×3.5×3.0（m）。渣浆泵型号 250ZJ-I-A65，渣浆泵单台功率为132kW，工作方式为一开一备，采用变频器控制方式。（3）在选厂设置集中及机旁操作箱，配套变频柜2台（变频器选用ACS800-160kW）。改造方案见图1。

2.3 磨矿分级工艺改造指标对比

蒙库选矿三线磨矿分级工艺系统2016年底技术改造工作完成并投入生产运行。改造前后磨矿分级指标（入磨量180～210t/h）对比见表1、表2。

表1 改造前磨矿分级指标数据 %

表2 改造后磨矿分级指标数据 %

从表1和表2对比可以看出，在球磨机给矿量均控制在180～210t/h时，球磨机磨矿浓度和细度指标接近，波动不大，旋流器溢流细度比分级机溢流细度提高了3.75%，旋流器溢流浓度比分级机溢流浓度降低了2.09%，旋流器沉砂中合格细度比分级机返砂降低2.55%。经计算旋流器分级效率比分级机提高5.68%。在一段磁选给矿品位接近情况下，改造后一段磁选精矿全铁品位达到61%，达到了后续磨选系统的对供矿技术指标的要求。

3 改造效果评价

（1）从改造前后磨矿分级生产指标表明：在相同磨机给矿量条件下旋流器比分级机各项指标更优，分级效率更高，能满足后续磨选系统对供矿技术指标的要求。

（2）改造后旋流器分级能力完全可以满足一段球磨机矿石处理量提升的要求。从2017年生产数据看，改造后单台一段球磨机给矿量增加约15t/h，选矿三线铁精粉年产量增加8.15%，最大限度挖掘了蒙库选矿三线一段球磨机的潜能。

（3）改造完成后彻底解决了原分级机在一段球磨机给矿量提升至180～210t/h时事故频发的现象，改造前两台一段分级机全年维护费用为166万元，改造完成后两个一段旋流器组全年维护费用降低至54万元，显著降低磨矿分级系统工序成本。

（4）本次在一段磨矿分级系统改造中控制系统采用了旋流器给矿渣浆泵变频自动控制和给矿泵池液位自动调节技术，避免了原磨矿分级系统因工人操作控制不到位造成的指标劣化问题，使整个磨矿分级系统运行平稳可靠，指标更优。