某选矿厂工艺流程优化研究

发表时间:2019/12/18   来源:《基层建设》2019年第26期   作者:张利英
[导读] 摘要:论述了某选矿厂自投产生产后,由于原矿性质的变化,流程各作业技术指标及工艺参数与设计偏差较大,各作业量的分配及工艺参数也发生了变化。
        内蒙古包钢钢联股份有限公司巴润矿业分公司  内蒙古包头  014080
        摘要:论述了某选矿厂自投产生产后,由于原矿性质的变化,流程各作业技术指标及工艺参数与设计偏差较大,各作业量的分配及工艺参数也发生了变化。通过对选别流程进行的全面考查,找到问题的原因所在,并采取措施对流程进行了优化,实现对生产过程的有效控制,在稳定质量的同时优化流程结构,降低尾矿品位、提高金属回收率。
        关键词:破碎筛分;选别工艺;水力旋流器
        某选矿厂选矿工艺采用三段一闭路破碎、阶段磨矿、阶段选别的工艺流程,相应形成了破碎、磨选磁选、尾矿浓缩等三个作业区。采场采出的矿石由汽车运至采场破碎站进行粗破碎,粗破碎后 0 ~ 250 mm 的矿石通过胶带运输机送至圆筒矿仓内。破碎车间经过中碎、细碎处理后,产品粒度为 0 ~ 12 mm,送到磨选作业区处理。过滤后的精矿由管道进行输送。尾矿经尾矿浓密机浓缩后,其底流经过尾矿泵站送至尾矿库,实现尾矿高浓度输送。选矿厂生产采用阶段磨矿、阶段选别工艺流程选别磁铁矿石,投产后生产基本稳定,精矿品位达到设计指标。但由于原矿品位偏低,流程各作业技术指标及工艺参数与设计偏差较大,各作业量的分配及工艺参数也发生了变化,因此对现有生产流程进行了全面考查,以深入了解选矿厂目前生产工艺现状,全面掌握选矿厂各作业的运行情况,对存在问题的作业重点分析,找到问题的原因所在,并采取措施对流程进一步优化,实现对生产过程的有效控制,在稳定质量的同时优化流程结构,以降低尾矿品位、提高金属回收率。
        1、破碎作业考查结果分析
        选矿区破碎车间的工艺为三段破碎一次筛分闭路破碎流程。采场采出的原矿由汽车运至采场破碎站,给入旋回破碎机进行粗破碎,粗碎产品通过胶带运输机送至混矿仓,经过两条给矿皮带给圆锥破碎机进行中破碎,中碎产品给入振动筛进行筛分,筛上产品给入细碎矿仓,经皮带给入圆锥破碎机进行细破碎,细碎产品经干选后与中碎产品混合给入筛分作业,筛上产品返回细碎矿仓,筛下 0 ~ 12 mm 产品通过皮带给入磨矿仓。
        (1)台时量测定结果。破碎设备台时处理量的测定是测量一定皮带长度上的矿样质量,根据皮带速度计算其台时处理量。从破碎筛分设备台时处理量测定结果看,1# 中碎机台时处理能力为 1 319.11 t/h,2# 中碎机台时处理能力为 1 584.00 t/h,2 台中碎机的设计台时为1 400 t/h,平均台时处理能力超过设计值。1#,2#,3# 细 碎 机 台 时 处 理 能 力 分 别为889.85 t/h,938.02 t/h,971.03 t/h,处理能力均超过设计处理能力 830 t/h,细碎设备处理能力不够,超负荷运行。
        (2)破碎作业产品粒度特性。考查期间粗碎旋回破碎机,1#,2# 中碎圆锥破碎机运行正常,对粗碎排矿,1#,2# 中碎排矿产品进行了粒度分析。从分析结果看,粗碎的排矿粒度在 0 ~ 250mm,而实际的最大排矿粒度 0 ~ 260 mm,为中碎创造了有利条件。
        从中碎排矿粒度特性看,2# 中碎机75 mm 以上粒级含量为 5.03%,略有些偏高。中碎机要求排矿粒度 - 12 mm 含量大于 28%,1# 中碎- 12 mm 含量 33.76%,2# 中碎- 12 mm 含量27.96%,2 台中碎 - 12 mm 含量基本达到设计要求。
        从 3 台细碎的给矿、排矿粒度特性曲线看,给矿粒度 75 mm 以上粒级占 3% 左右,30 mm 以下粒级占 70% 左右。3 台细碎的排矿粒度 30 mm 以上含量分别为 3.89%,5.16%,8.93%,而设计要求细碎的最大排矿粒度 25 mm,超过设计值。1#,2#,3# 细碎机的排矿粒度 - 12 mm 含量分别为 48%,52%,46%,其设计 12 mm 以下含量应为 58%,细碎的排矿粒度 12 mm 以下含量很低,没有达到设计排矿粒度。
        (3)筛分作业。振动筛要求技术指标为筛分效率 ≥ 85%,从 3#,6# 振动筛产品粒度分析结果看,- 12 mm 粒度的筛分效率 82.79% ~ 95.87%,3# 振动筛的筛分效率略偏低些,2 台振动筛处理量均在设计台时处理能力 450 t/h 范围内,筛上循环负荷 342.54%,166%,均大于设计值 155%。考查期间振筛的筛孔尺寸为 15 mm × 20mm,由于细碎排矿粒度 - 12 mm 低于设计要求,使筛分作业给矿粒度粗粒级含量偏多,造成筛上量循环量增大,筛上返回细碎后,又加大了细碎设备的处理量,使细碎超负荷运转,形成恶性循环。
        为减少筛上循环量,增加筛下合格粒级含量,必须提高细碎产品细粒级含量。由于细碎设备的作业率已高达 75%,而且超设计台时处理能力运转,细碎没富余能力,建议生产时启动3台细碎设备,日常运转 1台中碎破碎机,3 台细碎破碎机,增加细碎产品中粉矿的含量,保证筛分给矿 - 12mm 含量达到设计要求,同时可适当改变一下筛孔尺寸,进一步提高筛分效率,使破碎筛分工艺形成良性循环。


        2、选别工艺流程考查结果分析及工艺优化方案
        2.1一段磨矿分级作业
        一段磨矿分级作业由一段球磨机和水力旋流器组形成闭路磨矿,共有 4 组一段球磨机和水力旋流器组成的一段闭路磨矿,分别对4个系列进行了单机考查。结果显示,一段球磨机的台时处理能力在350~370t/h,4 组一段磨矿分级旋流器的循环负荷分别为 258.67%,203.11%,225.33%,268.06%,4# 旋流器组的循环负荷略高于要求的150% ~250%,其它 3 组均在设计要求范围内。4 组水力旋流器 分 级 的 质 效 率 分 别 为 43.33%,44.22%,47.45%,36.15%,4# 水力旋流器组的分级效率偏低。
        设计要求一次分级水力旋流器溢流粒度应达到- 0.074 mm 含量占 55% ~ 60%,考查期间溢流粒度偏粗,- 0.074 mm 含量在 53.35% ~ 58.50% 之间,平均 - 0.074 mm 含量占 55.06%。一方面由于入磨矿石粒度 - 12 mm 含量偏低,考查期间一段球磨皮带给矿粒度 - 12 含量占 88.88%,生产要求入磨产品粒度 - 12 mm 含量应大于 95%,由于粗粒级含量增大,加大了一段球磨机的磨矿压力,使球磨机排矿粒度偏粗;另一方面,考查期间难磨矿石入选比例较大也对磨矿细度产生了一定影响。为保证一次溢流粒度,首先应该提高矿石的入磨粒度,使入磨产品细粒级含量达到设计要求,实现多碎少磨;其次从一段球磨机粒度入手,保证磨矿浓度,控制水力旋流器给矿压力,降低循环量,提高分级效率,提高一段磨矿分溢流粒度。
        2.2  二段磨矿分级作业
        二段磨矿分级作业由水力旋流器组形成预先分级,沉砂给入二段球磨机形成开路磨矿,分别进行了考查。
        结果显示,二次分级水力旋流器溢流与沉砂的比例在 35:65左右,质效率在 19% ~ 26% 之间,再磨的粒度增加 20个百分点。二次分级水力旋流器给矿、溢流浓度都偏高,溢流的粒度 - 0.074 mm 含量在 66% 左右,比设计的 - 0.074 mm 含量大于 75% 的要求偏低。从二次分级作业产品粒度分析结果看,二旋沉平均粒度40.39% - 0.074 mm 含量,铁矿物的单体解离度55.92%,脉石矿物单体解离度为 32.85%,二旋沉经二段球磨机再磨后,二球排的粒度 - 0.074 mm 含量平均 60.89%,粒度提高 20 个百分点,再磨后矿物的单体解离度铁矿物 74.48%,脉石 47.57%,比再磨前分别提高了 8.35%,14.72%,脉石矿物单体解离度的提高幅度较大,说明中矿中一部分贫连生体已进一步解离为单体石英。由于二段磨矿分级旋流器的溢流比例较大,占35% 左右,二旋溢的粒度平均只有 67.56% - 0.074mm 含量,旋流器分级效率偏低,使本该进入沉砂中再磨的粗粒产品进入到了溢流产品中,返回流程后,这部分没有得到再磨的连生体仍会进入到中矿当中反复循环,直接影响后续作业的选别效果及加大中矿循环量。因此现场应加强二段磨矿分级水力旋流器的操作,增加水力旋流器压力、降低给矿浓度、调整水力旋流器结构参数,提高分级效率,使进到溢流中的粗粒矿物进入沉砂中,给入二段磨机再磨,提高再磨排矿粒度,降低中矿循环量。粗细分级旋流器共 4 组,分别对其进行了单机考查。
        结果显示,粗细分级水力旋流器的溢流与沉砂的比例在 30∶70之间,1组和4组水力旋流器溢流粒度-0.074mm含量79.60%,76.60%,粒度较粗,主要是由于现场1组和4组水力旋流器的给矿大部分是二球排产品,2组、3组水力旋流器的给矿主要是二旋溢的产品,造成粗细分级旋流器的给矿浓度和粒度不均、差异较大,1组、4组给矿浓度在50%以上,较高,分级效率较低为27.80%,25.31%,影响粗细分级旋流器的分级效果。建议现场设一混合矿箱,将二球排和二旋溢打入混合矿箱混匀后再给入粗细分级作业,这样可使粗细分级水力旋流器给矿产品稳定,提高水力旋流器的分级效率。
        3、结 论
        (1)从中破碎设备台时量测定结果看,1 # 中碎机台时处理能力为1319.11t,2# 中碎机台时处理能力为1584.00 t,2台中碎机达设计台时处理能力1400 t/h,排矿粒度达到设计要求。从细碎的台时处理能力测定结果看,3台细碎设备台时处理能力均超过设计台时处理能力,细碎机的排矿粒度都没有达到设计要求。
        (2)破碎车间19#皮带(中碎、细碎排矿皮带)卸料小车故障率高,运输量超过最大设计能力12.47%,给生产带来一定隐患。
        (3)由于现场细碎设备的作业率已高达75%,细碎设备没富余能力,建议3台细碎设备运行,日常运转1台中碎破碎机、3台细碎破碎机,增加粉矿的含量,保证细碎排矿产品-12 mm含量达到设计要求,同时可适当改变一下筛孔尺寸,进一步提高筛分效率,使破碎筛分工艺形成良性循环,实现多碎少磨。
        (4)为解决粗细分级水力旋流器给矿产品浓度和粒度不均匀问题,建议现场设一混合矿箱,将二球排和二旋溢打入混合矿箱混匀后再给入粗细分级作业,这样可使粗细分级水力旋流器给矿浓度和粒度稳定,提高水力旋流器的分级效率。
        (5)优化措施实施后,可使选矿厂的综合尾矿品位降低0.50%,精矿产率可提高0.67%,每年可为选矿厂创造更好的经济效益。
        参考文献:
        [1]李建设 1 SLon 立环脉动高梯度磁选机在秘鲁铁矿的应用[J]金属矿山,2004(8):39 2 41
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