柏泉铁矿选矿厂技改的工程设计

摘要:针对柏泉铁矿选矿厂存在的设备陈旧老化、生产成本高、选矿流程不合理、资源综合利用率低等问题，进行了柏泉铁矿选厂技术改造。根据工艺流程考察和选矿试验研究将工艺流程改造为两段一闭路破碎—高压辊磨全闭路—干选流程;磨选流程为两段磨矿，三段磁选和淘洗机精选;磁选尾矿低温浮选。改造后年处理原矿680万t，年产铁精粉48．6万t，并且新增磷精矿28．3万t/a。通过技术改造不仅提高了企业产能，优化了工艺流程，降低了生产成本，同时实现了资源综合利用，符合矿山企业可持续发展的战略方针。

关键词:低品位铁矿;工艺流程;技术改造;生产应用

随着钢铁行业迅猛发展，地质条件好、资源品位高、分选性好的铁矿资源正接近枯竭，而可选性较差的低品位铁矿资源将成为选矿技术研究的重点之一。我国对国外矿石依赖度长期高于50%，因此开发利用低品位铁矿资源显得更加重要［1］。柏泉铁矿是开发利用低品位铁矿资源的代表性企业，近年来取得了较好的效益，但伴随着铁矿行业的持续低迷，企业生存压力日渐增大。柏泉铁矿矿石储量1．7亿t，原矿铁品位仅为10.22%，选矿比高达14．0，选矿成本高［2-3］。同时铁矿石中伴生磷，但企业并未回收铁尾矿中的磷资源，不符合当前矿业的形势要求。因此，利用先进的工艺流程和设备开展技改工程迫在眉睫。为此，开展了选厂流程和设备考察，分析流程和设备配置中存在的问题;开展选矿试验研究，为流程改造提供理论依据。

1矿山概况

柏泉铁矿为河北钢铁集团矿业有限公司下属企业，生产规模200万t/a，年产铁品位63．2%的铁精粉14．28万t。随着矿石品位的逐年降低，选矿工艺流程不合理，资源综合利用率低;选矿设备陈旧老化，设备作业率低，选矿成本逐年提高。选厂破碎流程为三段一闭路破碎，粉矿干选流程。磨选流程采用阶段磨矿阶段选别流程，经过两段磨矿，三段磁选流程，最终产品为铁精矿，尾矿直接排放，未进行浮选选磷，未实现磷资源综合利用。为了提高选矿设备作业率和降低生产成本，综合回收磷精矿，计划对选矿工艺流程和设备进行改进，以满足企业可持续发展要求。

2选厂工艺改造

2．1生产规模和产品方案

为综合利用磷资源，采用先选铁后选磷工艺流程，选矿厂生产两种产品，即铁精矿和磷精矿，处理原矿石600万t/a，原有处理矿石190万t/a的磨选系统以选铁为主，新建350万t/a磨选系统选铁选磷;铁选比为14，铁精矿产量为42．86万t/a，铁精矿全铁品位为63．2%;磷选比为24，磷精矿产量为25万t/a，磷精矿P2O5品位为33%。

2．2工艺流程

根据采出矿石粒度和入选粒度要求，设计采用粗碎中碎的两段一闭路—高压辊磨全闭路干选破碎流程，破碎产品粒度8～0mm。破碎系统工艺原则流程见图1。此次设计以选矿试验为依据，并重点借鉴柏泉铁矿现有选矿厂工艺流程及承德地区超贫矿选矿及低温选磷的成功经验，柏泉铁矿矿石磨至－0．074mm85%时，磁选可获得铁品位为63．5%的铁精矿，磁选尾矿进行浮选可获得P2O5品位为33%的磷精矿。设计确定采用阶段磨矿阶段选别选铁(两段磨矿，3次磁选)、磁选尾矿浮选磷(1粗3精1扫)的工艺流程，采用低温浮选药剂选磷。

2．3破碎与筛分系统

采场采出矿石经汽车运输至PXZ-1200/160旋回破碎机受矿仓，经PXZ-1200/160旋回破碎机进行粗碎;粗碎后矿石经皮带机输送至中碎缓冲矿仓，再经皮带机输送至HP500标准型圆锥破碎机进行中碎;中碎产品经皮带机输送至筛分前的分配仓再给入2YAH2460重型双层圆振动筛进行筛分;筛上产品经皮带机输送至中碎缓冲矿仓，再经皮带机输送至HP500标准型圆锥破碎机进行中碎;中碎产品经皮带机输送至筛分前的分配仓再给入2YAH2460重型双层圆振动筛构成闭路;筛下产品经1号转运站转运，由皮带机输送到中间贮矿仓，再由皮带机输送到高压辊磨缓冲矿仓，经皮带机给入高压辊磨的称重稳流仓，称重稳流仓内的矿石给入高压辊磨机内;高压辊磨机的产品通过皮带机运至二段筛分，经2YAH2460重型双层圆振动筛进行筛分，筛上产品经2#转运站返回高压辊磨机磨前缓冲矿仓，在经高压辊磨机构成闭路;筛下产品经皮带机输送到FX-200型悬浮式干选机进行干选，干选后的废石经皮带机输送到废石仓，经仓下振动给料机装车运至排土场;干选后的矿石经3号转运站转运由皮带运输至磨矿仓。

2．4磨矿与选别系统

磨矿仓分13个仓，其中最北段的一个矿仓作为中转矿仓，将35%(约190万t/a)的破碎产品经4#和5#转运站运至现有主厂房的磨矿仓，供老磨选主厂房生产使用。另外12个磨矿仓将65%(约350万t/a)破碎产品的粉矿由圆盘给料机给到仓下集矿皮带，经给矿皮带给入MQG3600mm×6000mm球磨机和2FG-30高堰式双螺旋分级机组成的一段磨矿闭路循环，分级机返砂返回球磨机，分级机溢流进入粗磁选分矿箱给入CTB-1230型磁选机，粗磁选精矿进入高频振网筛给矿泵池，经砂浆泵打到D5-MVSK1216电磁振动高频振网筛，筛上产品经过NCT-1030湿式永磁筒式磁选机浓缩后，进入二段MQY2700mm×6000mm溢流型球磨机，磨矿产品进入高频振网筛给矿泵池和粗磁选精矿一并打入高频振网筛，组成二段磨矿闭路循环，筛下产品进入精磁选1给矿泵池经砂泵打到精磁选1(CTB-1024型磁选机)磁选，精磁选1磁选精矿自流到精磁选2(CTB-1024型磁选机)磁选，精磁选2磁选精矿经泵和管道输送到老厂的主厂房内进入CH-CX26000型淘洗磁选机精选，淘洗机铁精矿进入老厂的主厂房过滤机进行过滤，精矿滤饼经皮带机输送至老厂的铁精矿矿仓，得到最终铁精矿。各段磁选的尾矿产品自流至总尾矿泵池经泵和管道输送到KMLF-6000斜板浓缩机浓缩后，经泵给CTB-1245湿式永磁筒式磁选机扫磁选，扫磁精矿自流到高频振网筛给矿泵池，扫磁尾矿经搅拌槽搅拌后，用KYF-50型浮选机进行粗选，粗选精矿给入KYF-20型浮选机进行三段精选，各段精选的尾矿循序返回，第3次精选的精矿由KM-LZ［2］-400/55斜板浓密机浓缩后，进入ZPG-72型盘式真空过滤机进行过滤，精矿滤饼经皮带机输送至磷精矿矿仓，得到最终磷精矿。粗选尾矿给入1次扫选KYF-50型浮选机，扫选精矿返回粗选，扫选尾矿与倾斜板浓缩机溢流作为总尾矿产品自留至总尾矿泵池，经泵打入尾矿KMLF-4800倾斜板浓缩机进行浓缩。

3改造应用效果

柏泉铁矿选矿扩能技改工程于2015年9月竣工并投产，投产后年处理原矿680万t，年产铁精粉48．6万t，年产磷精矿28．3万t，实现了工程改造目的。改造后选矿产品指标较好，资源利用率高，满足了设计指标和市场要求;设备运行稳定，选型配套完善;工艺布置合理，节能效果显著。

4结语

(1)柏泉铁矿通过工艺改造，设计年处理原矿能力600万t，实际年处理原矿能力680万t。设计采用两段一闭路破碎—高压辊磨全闭路—干选破碎流程，磨选流程为两段磨矿，3次磁选、淘洗机精选、磁选尾矿浮选磷(1粗1扫3精)的工艺流程。(2)采用合理的选矿工艺流程和先进的选矿设备，不仅提高了矿石的金属回收率和资源综合利用率，还降低了生产成本，经济效益和社会效益显著，符合河钢集团矿业公司提出的“建设绿色矿山、和谐矿山、精锐矿山”的发展目标。

参考文献

［1］刘晓明，陈强，汪建．低品位铁矿资源利用技术的发展与实践［J］．矿业工程，2009(7):25-27．

［2］宋彦利，周立辉，张锦瑞．柏泉铁矿超贫磁铁矿选矿工艺改进实践［J］．现代矿业，2013(3):104-105，112．

［3］刘桂红，母传伟，窦习章，等．柏泉铁矿选厂优化设计［J］．现代矿业，2014(4):181，192．

作者:赵礼兵 郝鹏程 窦习章 刘玉杰 张弘伟 单位:华北理工大学矿业工程学院 中冶沈勘秦皇岛设计研究院有限公司