摘要： 本文針對(duì)山東某鐵礦在設(shè)計(jì)投產(chǎn)階段遇到產(chǎn)量不達(dá)標(biāo)，鐵精粉品位低，磨礦耗能大等問(wèn)題，研究后發(fā)現(xiàn)旋流器的工況不穩(wěn)定是問(wèn)題的關(guān)鍵。經(jīng)過(guò)對(duì)旋流器給料、底流、溢流產(chǎn)品的粒度、品位分析，發(fā)現(xiàn)旋流器分選作業(yè)中出現(xiàn)的分級(jí)效率低，鐵礦物反富集等不正常現(xiàn)，導(dǎo)致上下游相關(guān)設(shè)備達(dá)不到正常生產(chǎn)的要求。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)情況提出相關(guān)解決方案，最終選廠問(wèn)題得到解決，生產(chǎn)情況趨向穩(wěn)定，達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)。
　　關(guān)鍵詞： 旋流器 粒度 品位 分級(jí)效率
　　Abstract: this paper put into production in shandong some iron ore design phase output is not meet the standard, iron essence pink low grade, grinding energy consumption, research found that the operation condition of the hydrocyclone is instability is the key to the problem. "After the vortex is feeding, bottom flow, overflow product size, grade analysis, found the hydrocyclone separation assignments appear the grading efficiency is low, the content such as iron ore enrichment is not normal, lead to upstream and downstream related equipment can not reach the normal production requirements. According to the field production related solutions are put forward, finally the mill problems can be solved, the production situation trend stability and achieved the design index.
　　Keywords: rotary flow particle size grade the classification efficiency
　　中圖分類(lèi)號(hào):P57 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
　　1 概述
　　隨著資源的不斷消耗，近年來(lái)入選礦石“貧、細(xì)、雜”的特點(diǎn)越來(lái)越突出。這一現(xiàn)象導(dǎo)致選廠中的磨礦分級(jí)作業(yè)在選廠能耗以及作業(yè)中占到更大的比重。磨礦分級(jí)作業(yè)工作狀態(tài)的好與壞，直接關(guān)系到選別指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)效益[1]。
　　首先，它決定了整個(gè)選廠總能耗的40%~60%，礦物嵌布粒度越細(xì)，要求磨礦粒度越細(xì)，磨礦能耗越高。
　　其二，磨礦分級(jí)作業(yè)決定了入選物料細(xì)度及其單體解離程度，直接影響了分選作業(yè)可能達(dá)到的金屬礦物品位和選別指標(biāo)。
　　其三，磨礦分級(jí)作業(yè)決定了入選物料的粒度組成，分級(jí)作業(yè)要求的合格細(xì)度是分選作業(yè)的必要條件[2]。旋流器以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、生產(chǎn)能力大、分離效率高、占地面積小、無(wú)傳動(dòng)部件和易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的優(yōu)點(diǎn)在選廠得到了廣泛的應(yīng)用[3]。而限于入料粒度的要求，一般是將旋流器作為二段磨礦分級(jí)的高效設(shè)備。
　　將旋流器應(yīng)用于選礦廠的分級(jí)作業(yè)中在許多礦山得到了應(yīng)用，鞍鋼集團(tuán)齊大山鐵礦采用美國(guó)克雷布斯φ660mm水力旋流器48臺(tái)，兩段磨礦均采用水力旋流器分級(jí)，生產(chǎn)中也面臨分級(jí)效率低等問(wèn)題，經(jīng)過(guò)調(diào)試溢流管、沉砂嘴的大小，以及嚴(yán)格控制進(jìn)料濃度(40~45%)，取得較好的分級(jí)效果[4]。本鋼歪頭山鐵礦原采用螺旋分級(jí)機(jī)作為主要的分級(jí)設(shè)備，較低的分級(jí)效率(30%左右)，造成分級(jí)細(xì)度不夠，分級(jí)界面不準(zhǔn)確，存在嚴(yán)重的過(guò)磨現(xiàn)象，采用旋流器代替螺旋分級(jí)機(jī)后，提高了分級(jí)質(zhì)效率，減少了礦物的過(guò)磨及泥化現(xiàn)象，提高了金屬回收率，同時(shí)降低球磨機(jī)負(fù)荷，提高了球磨機(jī)磨礦效果。
　　山東某鐵礦年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為原礦處理量99萬(wàn)t，鐵精粉30萬(wàn)t，精礦品位65%以上，原礦性質(zhì)見(jiàn)表1，生產(chǎn)采用階段磨礦，階段選別流程，見(jiàn)圖1。設(shè)計(jì)一段磨礦細(xì)度-200目占60%，采用螺旋分級(jí)機(jī)分級(jí)，一段磁選粗選，磁場(chǎng)強(qiáng)度0.15T;二段磨礦-200目占85%，采用旋流器分級(jí)二段磁選精選，磁場(chǎng)強(qiáng)度0.18T。
　　表1 原礦多元素化學(xué)分析

成分	TFe	SFe	FeO	K2O	Na2O	CaO	MgO	MnO
含量	25.88	23.52	12.98	0.82	0.896	2.624	2.534	0.082
成分	Al2O3	SiO2	P2O5	S	Cu	Co	LOI
含量	5.80	48.25	0.064	0.56	--	0.0012	1.93

　　該礦石的成因類(lèi)型屬于沉積變質(zhì)型鐵礦，按照礦物的共生組合屬于石英型磁鐵礦礦石。原礦含鐵品位25.88%，其中磁性鐵含量21.24%、磁性鐵占有率82.07%;礦石中S、P含量和堿度系數(shù)較低，屬低硫、低磷酸性礦石。礦石中的主要金屬礦物為磁鐵礦，含少量赤鐵礦，見(jiàn)有微量黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、斑銅礦等。脈石礦物主要為石英，其次為云母、角閃石、長(zhǎng)石，含少量綠泥石、石榴石、綠簾石等。這些伴生的脈石礦物容易泥化，影響精礦品位。
　　2 投產(chǎn)后遇到的問(wèn)題及原因
　　設(shè)計(jì)投產(chǎn)以后出現(xiàn)幾個(gè)比較突出的問(wèn)題，主要有：1. 選廠處理能力不足，原設(shè)計(jì)選廠處理量為135t/h，實(shí)際選廠分為三個(gè)系列運(yùn)轉(zhuǎn)，每個(gè)系列處理量在35~40t/h之間，遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到45t/h的設(shè)計(jì)要求;2. 精礦品位未達(dá)到要求，經(jīng)多次化驗(yàn)分析，精礦品位在64~65%之間，未達(dá)到65%以上的要求;3. 磨礦細(xì)度-200目90%，要比原設(shè)計(jì)的二段磨礦細(xì)度在85%要細(xì)，導(dǎo)致選廠能耗大，生產(chǎn)成本相應(yīng)增加。
　　經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)工作人員和相關(guān)專(zhuān)家反復(fù)觀察研究，認(rèn)定在二次磨礦旋流器分級(jí)作業(yè)中出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致選廠未達(dá)到設(shè)計(jì)要求。對(duì)二段分級(jí)旋流器給料，溢流、底流產(chǎn)品粒度、品位的化驗(yàn)分析見(jiàn)表2。
　　由表2可以看出旋流器給礦中-200目的含量達(dá)到72.11%，綜合品位達(dá)到59.19%;溢流中-200目的含量為80.11%，綜合品位為56.14%，而底流中-200目的含量為62.35%，綜合品位為63.03%。這說(shuō)明，粒度分析表明旋流器雖然具有一定的分級(jí)效果，便粒度并未達(dá)到設(shè)計(jì)的-200目85%的要求，分級(jí)效率僅為63%，約有37%的合格粒級(jí)并未通過(guò)溢流進(jìn)入下一步磁選作業(yè)，反而通過(guò)底流重回到了二段磨礦，造成二段磨礦負(fù)荷過(guò)大，處理能力不足。
　　品位分析表明，粗精礦經(jīng)旋流器分級(jí)后，底流中-100目以下粒級(jí)綜合品位達(dá)到65%，已屬合格產(chǎn)品，卻富集到了底流中，重回二段磨礦作業(yè)，而溢流產(chǎn)品的綜合品位僅為56.14，遠(yuǎn)低于底流產(chǎn)品的綜合品位(63.13%)，這說(shuō)明在旋流器作業(yè)中發(fā)生了比較嚴(yán)重反富集現(xiàn)象，本來(lái)應(yīng)該富集到旋流器溢流中的-200目以下的合格粒級(jí)卻出現(xiàn)在了底流中，就導(dǎo)致合格粒度重新返回二段球磨，造成合格產(chǎn)品的過(guò)磨。
　　表2 旋流器給料、底流、溢流分析

產(chǎn)品 （產(chǎn)率）	粒級(jí)，目	產(chǎn)率，%		鐵品位，%		鐵分布率，%
		粒級(jí)	負(fù)累積	粒級(jí)	負(fù)累積	粒級(jí)	負(fù)累積
旋流器給礦 （100%）	+100	4.25	100	20.09	59.19	1.44	99.99
	-100 +200	23.64	95.75	59.47	60.93	23.75	98.55
	-200 +325	23.55	72.11	63.14	61.40	25.12	74.8
	-325	48.56	48.56	60.56	60.56	49.68	49.68
	合計(jì)	100		59.19		100
旋流器底流 （43.63）	+100	7.16	100	17.35	63.13	1.97	100
	-100 +200	30.49	92.84	64	66.66	30.91	98.03
	-200 +325	32.92	62.35	68.2	67.96	35.56	67.12
	-325	29.43	29.43	67.7	67.7	31.56	31.56
	合計(jì)	100		63.13		100
旋流器溢流 （56.37）	+100	3.17	100	15.72	56.14	0.89	100
	-100 +200	16.72	96.83	43.11	57.47	12.84	99.11
	-200 +325	20.24	80.11	61.72	60.46	22.25	86.27
	-325	59.87	59.87	60.04	60.04	64.02	64.02
	合計(jì)	100		56.14		100

　　以上分析表明，旋流器作業(yè)不理想是造成選廠生產(chǎn)所發(fā)現(xiàn)的三個(gè)主要問(wèn)題的原因，首先是分級(jí)效率不高，造成二段磨礦負(fù)荷過(guò)大，處理量難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求;其次過(guò)磨現(xiàn)象嚴(yán)重，造成礦石泥化率高，在精選過(guò)程中摻雜泥化的脈石礦物，造成最終精礦品位不達(dá)標(biāo)，同時(shí)也導(dǎo)致磨礦細(xì)度比原設(shè)計(jì)高，造成選廠耗能大。因此，調(diào)節(jié)旋流器作業(yè)參數(shù)，使其工況狀況達(dá)到較合理的狀態(tài)就成為解決選廠目前問(wèn)題的關(guān)鍵。
　　3 旋流器工況分析及解決方案
　　眾所周知，雖然水力旋流器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但影響其工作的因素很多，如旋流器本身的參數(shù)內(nèi)徑、給礦口尺寸、溢流口(管)直徑、沉砂口直徑、溢流管插入深度、柱體高度、錐角大小等，外部參數(shù)如礦石性質(zhì)、給礦壓力、礦漿濃度、給礦量等[5]。在旋流器相關(guān)參數(shù)基本固定的情況下，選廠主要從控制旋流器工作的外部參數(shù)入手。
　　經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，旋流器給礦壓力經(jīng)常處于0.05MPa以下，而較理想的給礦壓力在0.10MPa左右，給礦壓力明顯不足，導(dǎo)致礦漿在旋流器內(nèi)部了無(wú)法形成比較合理、穩(wěn)定的流層，造成分級(jí)效果差，粒級(jí)分布紊亂等現(xiàn)象。
　　旋流器分級(jí)系統(tǒng)給礦濃度波動(dòng)范圍在24~62%之間，波動(dòng)圍大，造成旋流器工況不穩(wěn)，從而導(dǎo)致分級(jí)效果不理想。而底流濃度波動(dòng)范圍在47~67%之間，不僅波動(dòng)大，而且濃度偏低，導(dǎo)致二段磨礦濃度較低，磨礦效率也受到影響。
　　生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致旋流器給礦不穩(wěn)的原因有：
　　1) 旋流器給料泵池礦漿來(lái)源復(fù)雜，包括一段磁選精礦、二段磨礦溢流、回收磁選精礦以及其它沖洗水等，造成泵池濃度不穩(wěn)定。
　　2) 現(xiàn)場(chǎng)工人操作水平較低，對(duì)泵池出現(xiàn)的抽空現(xiàn)象不加控制，導(dǎo)致旋流器工況不穩(wěn)定。
　　3) 給料泵管徑太大，造成給料壓力較小，導(dǎo)致分級(jí)效率不高。
　　根據(jù)以上原因，采取以下解決手段：
　　1) 調(diào)整給料系統(tǒng)，通過(guò)減小給料管徑，增加液面自動(dòng)控制系統(tǒng)，防止泵池抽空，將給礦壓力控制在0.08~0.10 Mpa之間;同時(shí)進(jìn)料泵安裝變頻器，進(jìn)料管安裝壓力表，實(shí)現(xiàn)進(jìn)料壓力的有效控制。泵池設(shè)液面自動(dòng)控制裝置，通過(guò)補(bǔ)加水等措施保證液面穩(wěn)定，防止進(jìn)料泵工作中“喘氣現(xiàn)象”的發(fā)生，保證平穩(wěn)給料。
　　2) 減少不必要的泵池料來(lái)源，將回收磁選精礦，衛(wèi)生沖洗水等導(dǎo)至別處，控制給料濃度在比較合理的范圍。
　　3) 更換旋流器底流口，使旋流器分級(jí)效果趨于合理。
　　4) 培訓(xùn)現(xiàn)場(chǎng)工作人員，對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)調(diào)整解決。
　　經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的生產(chǎn)調(diào)試，旋流器的工作最終達(dá)到一個(gè)比較穩(wěn)定的狀態(tài)，粒度分級(jí)合理，也避免了原來(lái)出現(xiàn)的反富集現(xiàn)象，整個(gè)選廠各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到或超出設(shè)計(jì)指標(biāo)，最終精礦品位達(dá)到66~67%，原礦處理能力也達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
　　4 結(jié)論
　　選廠在設(shè)計(jì)投產(chǎn)階段遇到的各式各樣的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)工作技術(shù)人員的不斷努力，最終發(fā)現(xiàn)作業(yè)條件比較苛刻的旋流器是解決各種問(wèn)題的關(guān)鍵所在。其中比較重要的因素有以下幾點(diǎn)：
　　1) 供料穩(wěn)定是關(guān)鍵，杜絕出現(xiàn)抽空的現(xiàn)象，同時(shí)要保證旋流器的給料壓力和給料濃度。
　　2) 根據(jù)選廠能力，選擇合適的旋流器以及配套設(shè)施。給料泵以及料漿流量要和旋流器處理能力相配套，才能達(dá)到較理想的分級(jí)效果。
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