白马选矿厂提高二期二段磨矿效率试验研究
黄立雨
【摘 要】针对白马选矿厂二期二段磨矿效率低的问题,通过矿石性质对球磨机能力进行校核,来改变矿浆分配方式,有效解决了该问题,同时还保证了铁精矿品位,球磨机q值从0.5 t/m3·h提高到0.6t/m3·h,铁精矿品位达到55.37％. 【期刊名称】《水力采煤与管道运输》 【年(卷),期】2015(000)001 【总页数】5页(P18-21,25) 【关键词】钒钛磁铁矿;球磨机;磁选 【作 者】黄立雨
【作者单位】攀钢集团矿业公司,四川攀枝花617063 【正文语种】中 文 【中图分类】TD453
攀枝花式钒钛磁铁矿是一种伴生钒、钛、钴等多种元素的磁铁矿，其矿石储量居我国铁储量第二位(占15%左右)。矿石可选性良好，其矿物组成、嵌布特性与一般磁铁矿有明显差别。根据矿物的嵌布特性，要把有用矿物与脉石分开，必须进行磨矿，磨矿细度与铁精矿指标密切相关，而磨矿所消耗的动力占了整个选厂动力消耗的30%以上。通过试验在选矿厂原有设备条件下，进行局部流程优化，对矿浆分配进行更改，旨在提高白马选矿厂的选矿指标和降低生产成本。
白马铁矿是攀西地区特大型钒钛磁铁矿矿床之一，主要由及及坪矿段和田家村矿段
两部分组成。两矿区除铁金属含量有所差异外其它特征基本相同，矿石中金属矿物主要由钛铁氧化物和少量硫化物组成，脉石矿物以硅酸盐矿物为主，有少量磷酸盐和碳酸盐矿物。主要矿物含量如表1所示[1]。
白马选矿厂二期工程陆续投产后，半自磨系统产能已接近设计指标。二段磨机全部投入处于开路的状态时，生产系统就可以达到55%的合格精矿指标。在生产中二段磨机新生<0.074mm粒级含量较低，通过全流程考查表明，磨机的新生<0.074mm能力约为0.5t/m3·h，与类似钒钛磁铁矿选矿厂磨机相比，磨矿效率严重偏低，并且由于处理量和循环负荷低，直接造成磨机通过量低，磨机筒体发热量偏高。为了提高磨矿效率、降低磨矿能耗和成本，通过对系统设备能力核算，提出运行三台球磨机的流程配置试验方案。试验结果表明，运行三台球磨机的流程，磨机的磨矿效率可以提高20%，达到0.6 t/m3·h。
白马选矿厂二期目前采用的破碎→半自磨→磁选→球磨→磁选流程，简称一段破碎两段磨矿阶磨阶选半自磨流程。采场矿石经颚式破碎机破碎，破碎矿石通过带式输送机进入地面矿仓，矿石通过配料皮带经集料带式输送机给入半自磨机给料口；半自磨机排料端配有圆筒筛，筛下自流进直线振动单层筛进行分级，圆筒筛和直线振动筛的筛上通过皮带返回半自磨，筛下产品由管道输送至万年沟二期新主厂房矿浆分配矿池分别进入4个系列的流程(对应4台φ5085溢流型磨机)[2]。
矿浆首先进入一磁粗选，每个系列一磁采用4台永磁筒式顺流型磁选机，一磁精矿直接给入1台湿式溢流型球磨机，球磨排矿与脱水磁选尾矿混合；自流进二磁，二磁采用5台永磁筒式半逆流型磁选机，二磁精矿泵送至4台高频振动细筛，筛上自流进2台永磁筒式半逆流型磁选机脱水后返回各生产线的球磨机，筛下产品自流进入2台永磁筒式半逆流型磁选机进行精磁选产出钒钛铁精矿。工艺流程如图1所示。 3.1 试验原则及方案
整个试验遵循的原则是保证精矿品位55%以上，不降低生产处理量，提高二期二段磨机磨矿效率。
试验组成：①前期流程考查；②设备能力校核；③工业试验。设备能力校核是为提高二段磨机磨矿效率提供理论依据，并对改造方案提供技术参数；工业试验是经过流程改造后，对生产参数进行优化，通过试验前后数据对比，得出最优生产指标是否具有推广性。 3.2 前期流程考查
考查选取给矿量较大，有代表性的5、6系列，考查结果显示：二期二段磨机的磨矿效率较低，新生<0.074mm能力约为0.5t/m3·h，二段磨矿基本开路运行，精矿品位达到约56%，精矿粒度<0.074mm含量约为70%。5系列关键点指标、磨机效率计算结果如表2和表3所示，6系列关键点指标、磨机效率计算结果如表4和表5所示。 从表2～5可以得出：
(1)分级返砂低，基本处于开路生产，精矿粒度<0.074mm含量为70%左右，品位超过生产组织要求的55%，达到了55.71%和56.13%。
(2)磨机q为0.5t/m3·h，较同类选厂的0.75t/m3·h低三分之一，具有很大的提升空间。
3.3 设备能力校核
依据一期现有磨矿效率的校核，白马选矿厂一期的矿石性质相同，一期二段磨机给料和产品的粒度基本与二期二段磨机相同，磨机形式相同。白马选矿厂一期二段加50mm小钢球以后的考查数据为：φ3660磨机的新生<0.074mm能力q为0.7t/m3·h左右。
以上述白马一期二段加小钢球以后的考查数据为背景，依据容积法新生
<0.074mm能力q值的计算原理测算，φ5085溢流型磨机作为二段磨机，在此种
分级设备配置条件下可以达到的新生<0.074mm能力q值为0.826 t/m3·h[3]。 3.4 试验方案
试验方案有两套，方案一为“分矿”试验即新建一套一磁粗精矿分配系统，包含一磁粗精矿泵、分配矿箱、相应矿浆管路等，把二期一个系列的一磁粗精矿通过新建的一磁粗精矿分配系统，较为均匀的分配到其余3个系列的球磨机处理；方案二为“分配”试验，即通过原矿接收矿池把分配到4个系列的原矿直接分配给3个系列，停止运行1个系列。 4.1 分矿试验 4.1.1 流程改造
在二期德瑞克筛平台新建一个分配矿箱；在二期8系列球磨机平台，一磁作业下方新建一个一磁粗精矿泵及泵池。8系列的一磁粗精矿通过新建的矿浆泵扬送到新建的分配矿箱，一分为三，一磁粗精矿自流到5、6、7系列的脱水磁选作业，经过脱水后自流入5、6、7系列的φ5085磨机，8系列的φ5085磨机、二磁、精矿、二段泵等设备停止运行。8系列改造流程如图2所示。 4.1.2 试验结果
试验时6、7系列原矿来源相同，所以试验指标选取5、6系列。5系列关键点指标、磨机效率计算结果如表6和表7所示，6系列关键点指标、磨机效率计算结果如表8和表9所示。 从表6～9可以看出：
(1)矿浆分配不均匀，两个系统相差70t/h。
(2)通过8系列一磁对原矿进行处理后分配矿浆，5、6系列一磁选未受影响，尾矿品位在11%以下。
(3)分级返砂比明显提高，筛上量与筛下量比提高到了0.12和0.15，与同类选厂的0.3相比还有提升空间。
(4)增加磨机处理量，提升循环负荷后，系统生产稳定，指标正常，精矿粒度为<0.074mm的含量72.10%和65.40%，对超过精矿品位56.00%和55.42%的生产要求。
(5)该方案可以在保证精矿和尾矿指标的情况下有效提高磨机磨矿效率，新生<0.074mm能力q值提高到了0.61t/m3·h和0.63t/m3·h。 4.2 分配试验
通过原矿接收矿池把分配到4个系列的原矿直接分配给3个系列，停止运行1个系列，达到可以使用任意3个系列的效果。试验时为方便对比结果，所以考查指标选取5、6系列。5系列关键点指标、磨机效率计算结果如表10和表11所示，6系列关键点指标、磨机效率计算结果如表12和表13所示。 从表10～13可以看出：
(1)矿浆分配不均匀，分配难度大，5、6系列处理原矿量相差90t/h。 (2)直接进行原矿浆分配对一磁选影响较大，5系列一磁尾矿达到了14.55%。 (3)方案具有提高分级循环负荷和提高磨机磨矿效率的效果，循环负荷提高到0.21和0.15，磨矿效率q提高到了0.61和0.57 t/m3·h。
(4)通过直接对原矿浆分配，提高系统处理量可以保证精矿指标达到55%以上，但增加原矿处理量会使一磁选作业尾矿品位提高。
(1)白马选矿厂经过提高二期二段磨矿效率的试验研究，在得到合格精矿产品时，可以减少1台φ5085溢流型磨机的运行，具有非常大的节能减排效果。
(2)采用两种方案均可以达到在保证精矿质量的前提下，提高二段磨机磨矿效率20%左右，磨机q新生<0.074mm粒级含量能力达到0.6t/m3·h左右。 (3)分矿方案对于控制一磁选作业效果要优于分配方案，具有很好的推广性。 (4)原矿矿浆分配不均匀，生产中造成3个系统处理矿量不同，均匀分配是需要长期攻关的技术难题。
黄立雨(1986—)，男，四川省什邡市人，助理工程师，从事钒钛磁铁矿选铁工艺的研究工作。 【相关文献】
[1] 印万忠,丁亚卓.铁矿选矿新技术与新设备[M].北京:冶金工业出版社.2008.15-16.
[2] 王旭艳等.矿石分选新技术新工艺与选矿过程控制检测标准及工艺设备选择计算实用手册[M].中国知识出版社.2005.1598-1611,1628-1631.
[3] 谢广元等.选矿学[M].徐州：中国矿业大学出版社.2002.79-86.