樺甸鐵礦選礦廠工藝改造實(shí)踐

樺甸鐵礦選礦廠工藝改造實(shí)踐

唐山建龍集團(tuán)是一家大型私營(yíng)采礦鋼鐵企業(yè)，擁有五個(gè)分支機(jī)構(gòu)：唐山建龍、吉林建龍、承德建龍、寧波建龍和采礦公司。2003年鋼鐵產(chǎn)量可達(dá)360萬(wàn)t/a,礦業(yè)公司下屬4個(gè)生產(chǎn)礦山,應(yīng)用高新技術(shù)改造了3個(gè)礦山,預(yù)計(jì)今年再啟動(dòng)2個(gè)礦山,鐵精礦產(chǎn)量預(yù)計(jì)形成140萬(wàn)t/a的生產(chǎn)能力,精礦品位67.50%,精礦粒度70%-200目以上。2001年至2002年建龍樺甸鐵礦選礦廠分兩期工程完成了技改,對(duì)選礦流程和設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化,完成了14項(xiàng)技改項(xiàng)目,改造是十分成功的。1全系統(tǒng)采礦工藝技術(shù)和設(shè)備的改進(jìn)經(jīng)過(guò)深入地考察國(guó)內(nèi)重點(diǎn)選礦廠的科技進(jìn)步狀況和本單位選礦生產(chǎn)中存在的問(wèn)題之后,應(yīng)用國(guó)內(nèi)先進(jìn)技術(shù)成果和新設(shè)備、新材料,從碎礦、磨選、過(guò)濾、脫水到尾礦輸送進(jìn)行全系統(tǒng)選礦工藝技術(shù)和設(shè)備優(yōu)化攻關(guān),推廣新工藝,改造舊設(shè)備,采用高新技術(shù)產(chǎn)品,改造傳統(tǒng)選礦生產(chǎn)。技改后實(shí)現(xiàn)選礦工藝優(yōu)化完善,設(shè)備裝備上先進(jìn)、適用、高效、節(jié)能、降耗,精礦產(chǎn)量達(dá)19.71萬(wàn)t/a,精礦質(zhì)量達(dá)到國(guó)內(nèi)優(yōu)質(zhì)品,精礦品位達(dá)到68%以上,資源利用率、勞動(dòng)生產(chǎn)率、磨機(jī)作業(yè)率、人均效益、回水利用率等主要綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。2改造前的生產(chǎn)狀況和問(wèn)題2.1陰山金屬南、荒化石英巖礦建龍樺甸鐵礦,位于吉林省樺甸市老金廠鎮(zhèn),冬季氣溫-25℃～-38℃,凍層1.7m,屬嚴(yán)寒氣候。該礦體為鞍山式沉積變質(zhì)石英巖磁鐵礦,金屬礦物以磁鐵礦為主,含有少量的赤鐵礦、褐鐵礦和黃鐵礦;脈石礦物以石英為主,其次含有角閃石、輝石、墨云母、正長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、綠泥石等。礦石嵌布粒度較粗,據(jù)測(cè)定0.08～0.15mm占80%以上,礦石中磁鐵礦粒度組成見表1。2.2原規(guī)定的問(wèn)題1993年10月樺甸鐵礦選礦投入生產(chǎn)后,由于生產(chǎn)流程簡(jiǎn)單,設(shè)備選擇陳舊,年產(chǎn)鐵精礦最高產(chǎn)量不足4.5萬(wàn)t/a精礦品位平均64.50%,加上管理不善等諸多原因,于1997年被迫停產(chǎn)。2001年8月由建龍實(shí)業(yè)公司恢復(fù)生產(chǎn)并進(jìn)行一期技改工程,于2001年10月正式投入生產(chǎn),技改前主要存在以下幾方面的問(wèn)題。(1)礦體有脈石夾層,厚度不等,2m以下的脈石夾層在采礦時(shí)難以剔除,混入礦石中,約占10%左右。原設(shè)計(jì)中沒有永磁干選工藝,導(dǎo)致大量脈石入磨影響精礦產(chǎn)量和質(zhì)量。(2)碎礦設(shè)備為常規(guī)設(shè)備,入磨粒度粗,不利于提高磨礦處理量。(3)一段磨礦配置MQG2100mm×2200mm球磨機(jī)2臺(tái),其有效容積為13m3,而二段磨礦為MQY1500mm×3000mm球磨機(jī)2臺(tái),其有效容積為10m3,二段球磨機(jī)有效容積小于一段球磨機(jī)有效容積3m3。要想達(dá)到磨礦產(chǎn)品細(xì)磨,二段球磨機(jī)顯然偏小。(4)二段分級(jí)選型為?350mm水力旋流器,分級(jí)效率低,對(duì)選鐵而言因鐵礦密度大的特點(diǎn),有反富集的不良效果,造成二段磨礦循環(huán)負(fù)荷大。(5)粗選段數(shù)少,只有一段粗選,影響處理量和最終精礦品位的提高,不能及早排尾。(6)沒有過(guò)濾系統(tǒng),不易大規(guī)模生產(chǎn),且精礦水分無(wú)法控制,影響冬季正常生產(chǎn)。(7)粗精泵和尾礦泵選型落后,耗電高,效率低,壽命短。3改造方案的總體設(shè)計(jì)根據(jù)礦石性質(zhì)和生產(chǎn)中存在的問(wèn)題,經(jīng)過(guò)多次研究論證,確定了14項(xiàng)重點(diǎn)技改項(xiàng)目,設(shè)計(jì)了總體技改方案。3.1技術(shù)改造效果及效益分析技改后的設(shè)計(jì)工藝流程見圖1。原設(shè)計(jì)能力為15萬(wàn)t/a,技改后達(dá)到處理能力為45萬(wàn)t/a,年產(chǎn)精礦為19.71萬(wàn)t,精礦粒度為-200占70%,精礦品位68.30%,選礦比為2.28,金屬回收率92.90%,作業(yè)率93%。3.2該項(xiàng)目的實(shí)施3.2.1破碎過(guò)程的優(yōu)化和重建(1)回轉(zhuǎn)體為液壓系統(tǒng)選用KD24-Ⅱ型超細(xì)碎篩分機(jī),處理量120t/h,電機(jī)功率為75kW/22kW,給礦粒度100mm,排礦粒度≤5mm占80%以上,該機(jī)的結(jié)構(gòu)示意見圖2。該機(jī)內(nèi)外2個(gè)回轉(zhuǎn)體同心反向以不同速度旋轉(zhuǎn),內(nèi)外回轉(zhuǎn)體相對(duì)空間大于300mm,內(nèi)回轉(zhuǎn)體是1個(gè)高速回轉(zhuǎn)的板錘裝置,起到對(duì)物料反復(fù)沖擊破碎的作用;外回轉(zhuǎn)體是1個(gè)低速回轉(zhuǎn)的鑲有特殊結(jié)構(gòu)篩板的筒體,起到反擊和提升物料作用,物料在機(jī)內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán),受到連續(xù)反復(fù)破碎,出料合格率比細(xì)破碎機(jī)提高效率2～3倍;2個(gè)回轉(zhuǎn)體間相對(duì)空間大,破碎物料時(shí)處于非硬性阻力工作狀態(tài),電耗低,噸礦電耗僅為0.6～0.7kW·h。所以該設(shè)備是技術(shù)先進(jìn)、節(jié)能高效的新型設(shè)備。使用后入磨粒度由18mm下降到8mm,磨機(jī)處理能力和效果顯著提高。該機(jī)替代了細(xì)碎短頭圓錐破碎機(jī),且可節(jié)省大量能源和備件消耗,效益非常顯著。由表2可見,技改后>15mm的礦物已不存在,≤8mm的占80%以上,磨機(jī)處理量已由16t/(臺(tái)·h)提高到30t/(臺(tái)·h)。(2)延長(zhǎng)聚氨酯篩網(wǎng)壽命振動(dòng)篩篩網(wǎng)已由?18mm鋼筋焊接篩網(wǎng)改為聚氨酯篩網(wǎng),篩孔尺寸由18mm×30mm改為8mm×20mm,篩網(wǎng)壽命延長(zhǎng)了5～8倍,且篩分效率提高。(3)尾礦的安裝及回收采用先進(jìn)的磁性材料釹鐵硼組裝磁系,磁場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到420mT。入選皮帶帶速達(dá)到2.3m/s,安裝在粗碎之后,分選粒度100～0mm。拋尾產(chǎn)率達(dá)到10%以上,尾礦品位6%以下,金屬回收率98.50%,年創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益150萬(wàn)元/a。另外在細(xì)碎之前又增加永磁干選,將大部分脈石在入磨之前拋掉,提高了入磨礦石品位。3.2.2研磨準(zhǔn)備分類的優(yōu)化與重建(1)顯示處理量和計(jì)量誤差現(xiàn)在鐵礦山普遍應(yīng)用微機(jī)核子秤,計(jì)量球磨機(jī)給礦礦量。該設(shè)備維修量少,適用于惡劣環(huán)境,是微機(jī)技術(shù)和核技術(shù)結(jié)合的高新技術(shù)產(chǎn)品,能顯示瞬時(shí)處理量、每小時(shí)、每班、每天、每月的累計(jì)處理量等多種檢測(cè)數(shù)據(jù)。并隨時(shí)打印出來(lái),留做記錄臺(tái)帳。應(yīng)用微機(jī)控制,操作簡(jiǎn)便,可將顯示屏安裝在崗位機(jī)臺(tái)旁、調(diào)度室、辦公室等處,便于管理人員和操作工人做到心中有數(shù),計(jì)量誤差在0.5%～0.7%,并有一定的經(jīng)濟(jì)效益。增產(chǎn)精礦3200t/a,年創(chuàng)效益16萬(wàn)元。(2)解決了因換篩網(wǎng)被覆蓋該細(xì)篩應(yīng)用電腦控制,調(diào)整電流的大小就可以調(diào)整振幅的大小,而且每隔15min強(qiáng)振1次。該篩分級(jí)效率高達(dá)65%～70%,只振篩網(wǎng)不振篩框,是節(jié)能高效設(shè)備。在該篩的調(diào)試應(yīng)用中,大膽改革設(shè)備不合理結(jié)構(gòu),共有3處:①原來(lái)用12個(gè)螺栓固定篩網(wǎng),改為用緊線器拉緊,去掉了螺栓固定,換網(wǎng)時(shí)間從1.5h降到了13min,提高工作效率6.9倍,減少了因換篩網(wǎng)的停車時(shí)間。②該細(xì)篩底網(wǎng),是不銹鋼絲編制,磨損時(shí)間7～8d,就更換1次,導(dǎo)致備件消費(fèi)高。在應(yīng)用中,改為采用聚氨酯耐磨新材料包裹不銹鋼繩加工成底網(wǎng),這種新材料是以四氫呋喃為主體及環(huán)氧丙烷聚合而成的高分子聚合材料,分子量高達(dá)1000～1500,邵氏硬度為85°～92°,具有彈性好,耐磨強(qiáng)度高,承載負(fù)荷大,噪音小的優(yōu)點(diǎn)。故這種材料的耐磨性、耐沖擊性、抗撕裂性強(qiáng),密度小,僅為1.2左右,對(duì)經(jīng)常受激振的底網(wǎng)的磨損,起到了以柔克剛,使底網(wǎng)壽命由7～8d延長(zhǎng)到5個(gè)月,是原底網(wǎng)壽命的22倍。依據(jù)科技查新報(bào)告填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)一項(xiàng)空白。③在原來(lái)的細(xì)篩網(wǎng)上面增加了一層粗網(wǎng),由不銹鋼條焊接而成,防止了給礦沖擊摩擦力,保護(hù)了細(xì)篩網(wǎng),使細(xì)篩網(wǎng)的壽命由10～12d,延長(zhǎng)到25d,使用壽命延長(zhǎng)了原來(lái)的2倍。該細(xì)篩節(jié)能效果明顯,年節(jié)電11.64萬(wàn)kW·h,年節(jié)電費(fèi)5.47萬(wàn)元,細(xì)篩分級(jí)效率從原來(lái)舊式細(xì)篩分級(jí)效率33%提高到65%～70%,提高精礦產(chǎn)量3萬(wàn)t/a,年創(chuàng)效益150萬(wàn)元。(3)球磨機(jī)裝置:因數(shù),軸承重技改前一、二段磨礦能力大小不匹配,新增1臺(tái)MQY1500mm×3600mm節(jié)能球磨機(jī),增大了二段球磨機(jī)能力。該設(shè)備采用滾動(dòng)軸承,代替了原來(lái)的滑動(dòng)軸瓦,傳動(dòng)中空軸,大大減小了摩擦阻力,節(jié)電明顯。配用電機(jī)由115kW減小到80kW,每年節(jié)電21.38萬(wàn)kW·h,每年節(jié)省電費(fèi)10萬(wàn)元。增大二段球磨機(jī)能力后,增產(chǎn)精礦3.5萬(wàn)t/a,年創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益175萬(wàn)元。(4)加強(qiáng)球磨機(jī)配合使用,提高磁選分離礦的濃度二段分級(jí)設(shè)備電磁高頻振動(dòng)細(xì)篩篩上物濃度50%～53%,采用CTB磁選機(jī)濃縮,濃度只能提高到62%～63%,給入二段球磨機(jī)達(dá)不到73%左右濃度的要求。通過(guò)工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果表明,62%～63%的濃度較低,必須采取技術(shù)措施,提高二段球磨機(jī)給礦濃度。于是采用螺旋分級(jí)機(jī)與二段球磨機(jī)配置,將磁選濃縮后的粗精礦,給入螺旋分級(jí)機(jī),分級(jí)溢流給入預(yù)先檢查分級(jí)的細(xì)篩,其螺旋分級(jí)機(jī)返砂給入二段球磨機(jī),二段球磨機(jī)效果得到明顯改善。該聯(lián)合作業(yè)起到選別、分級(jí)、濃縮的效果,細(xì)粒級(jí)分流到粗精礦中,再揚(yáng)送到細(xì)篩分級(jí),這樣既減少了二段球磨機(jī)的循環(huán)負(fù)荷,提高了二段球磨機(jī)給礦品位,減少了過(guò)磨現(xiàn)象。該項(xiàng)目使二段磨礦濃度從63%提高73%,使二段球磨機(jī)效果明顯改善,二段球磨機(jī)產(chǎn)品細(xì)度從19.5%提高到33.0%,提高了12.5個(gè)百分點(diǎn),提高二段入磨品位1.5個(gè)百分點(diǎn),減少了二段磨礦的循環(huán)負(fù)荷,減少了過(guò)磨現(xiàn)象,實(shí)施效果十分理想。3.2.3確定最佳磁選機(jī)參數(shù)磁選作業(yè)的優(yōu)化主要從3方面研究,一是擴(kuò)大能力;二是增加選別段數(shù);三是操作上創(chuàng)新。由一次粗選增加為兩次粗選,原來(lái)采用的是CTB1050mm×2100mm磁選機(jī)為一次粗選,現(xiàn)改為CTB1050mm×2400mm為一次粗選,CTB1050mm×2100mm做二次粗選,以實(shí)現(xiàn)將脈石盡早拋尾。在操作上調(diào)大選別間隙,由45mm調(diào)大到65mm,同時(shí)加大給水量,給選別創(chuàng)造良好條件,有利于盡可能大量選出脈石,排入尾礦,既保證了金屬回收率,又?jǐn)U大了產(chǎn)量。生產(chǎn)實(shí)踐證明,可提高精礦產(chǎn)量5～6個(gè)百分點(diǎn),每年可增產(chǎn)3300t,精礦品位提高0.5個(gè)百分點(diǎn)以上,每年獲效益116.5萬(wàn)元。3.2.4自動(dòng)排液控制閥目前國(guó)內(nèi)過(guò)濾機(jī)排液系統(tǒng),多采用浮筒式雙缸自動(dòng)排液和電磁閥自動(dòng)排液。其存在缺點(diǎn)是密封不嚴(yán)、排液不及時(shí),造成過(guò)濾機(jī)真空度低,精礦水分高;或雙缸失去平衡,不能正常工作,跑冒滴漏現(xiàn)象嚴(yán)重,精礦水分高,造成污染廠區(qū)環(huán)境。對(duì)此采用自行設(shè)計(jì)研制的實(shí)用新型自動(dòng)定時(shí)排液技術(shù),改造自動(dòng)排液裝置,經(jīng)在樺甸鐵礦等多家鐵選廠生產(chǎn)使用,效果良好。自動(dòng)定時(shí)排液控制閥結(jié)構(gòu)如圖3所示,它由前后端蓋、閥體、閥芯和槽輪構(gòu)成。閥芯4開有2個(gè)長(zhǎng)方形的槽,固定在軸上,與槽輪一起轉(zhuǎn)動(dòng),靠前、后端蓋和閥體密封?？刂崎y的后端蓋開有4個(gè)與閥芯相對(duì)的孔,并用?50mm管道分別與自動(dòng)排液裝置的氣水分離器,與左右排液箱、大氣相通。閥的槽輪由裝在過(guò)濾機(jī)上的撥桿來(lái)控制,每撥1次,閥芯隨槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)90°,排液箱排1次濾液,即過(guò)濾機(jī)圓筒每轉(zhuǎn)1圈,就自動(dòng)定時(shí)排液1次。定時(shí)排液控制閥接管如圖4所示,圖中位置為左邊排液箱通過(guò)控制閥和大氣連通,形成正壓區(qū),氣水分離器中為真空區(qū),單向閥7自動(dòng)關(guān)閉,閥6自動(dòng)打開,排出濾液。同時(shí),右邊排液箱經(jīng)過(guò)控制閥和氣水分離器中濾液流入排液箱。當(dāng)控制閥的槽輪被過(guò)濾機(jī)上的撥桿撥動(dòng)時(shí),閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)90°,就形成了和圖示位置相反的左蓄右排的狀況。使用這種定時(shí)排液控制閥,簡(jiǎn)化了自動(dòng)排液裝置結(jié)構(gòu),維修量大大減小。由于這種控制閥密封性較好以及封閉了自動(dòng)排液箱可能產(chǎn)生漏真空的通道,使系統(tǒng)的真空度比原來(lái)提高17.329～19.995MPa,使濾餅水分由原來(lái)的11.5%降到8.7%～8.5%。由于濾液的及時(shí)排出,阻止了細(xì)粒礦粉進(jìn)入真空泵,減少了真空泵的磨損,提高了真空泵的使用壽命。節(jié)水、節(jié)電且管理方便、無(wú)維修等優(yōu)點(diǎn),新增投資僅為0.3萬(wàn)元。新增WG-12m2永磁過(guò)濾機(jī)1臺(tái),配水環(huán)式真空泵,抽氣量42m3/min,自動(dòng)排液選擇1000型自動(dòng)定時(shí)排液技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)確保不漏真空,可提高真空度19.995MPa,精礦水分達(dá)到8.7%～8.5%。防止礦粒進(jìn)入真空泵,減少了泵件的磨損,延長(zhǎng)了使用壽命,不設(shè)專人看管,運(yùn)行正常,深受現(xiàn)場(chǎng)的歡迎。3.2.5尾礦泵100zj-1-3a2技改前采用PNJ膠泵,效率低,只有43%,過(guò)流部件平均壽命只有15d;優(yōu)化換型改造后,粗精礦礦漿泵選用100ZJ-1-A42和80ZJ-1-A36各2臺(tái),開2備1;尾礦泵選用150ZJ-1-A502臺(tái),開2備1。原來(lái)3臺(tái)泵配用電機(jī)功率共計(jì)190kW,換型改造后降到115kW,每年節(jié)電:(190-115)×0.9×24×330=53.46(萬(wàn)kW·h)/a,每年節(jié)省電費(fèi):0.47×53.46=25.13萬(wàn)元.3.2.6設(shè)備和工藝由于二段磨礦采用低鉻合金鑄段,渣漿泵過(guò)流部件為高鉻合金鑄件,采用聚氨酯篩網(wǎng),陶瓷復(fù)合管,鑄石管,外部清水管采用高性能保溫材料,采用高性能磁性材料釹鐵硼,設(shè)備備件和管道等耐磨性能好、壽命長(zhǎng),提高了作業(yè)率,作業(yè)率達(dá)到93%,在國(guó)內(nèi)達(dá)到領(lǐng)先水平。4技術(shù)改造效果建龍樺甸鐵礦選礦廠選礦14個(gè)項(xiàng)目總投資650萬(wàn)元,全部投產(chǎn)后,經(jīng)過(guò)3個(gè)月的生產(chǎn)實(shí)踐,全系統(tǒng)全流程運(yùn)行正常,生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)穩(wěn)定