庙沟铁矿粉碎工艺革新实践

1　矿石性质庙沟铁矿的矿石属鞍山式磁铁石英岩，矿石主要由石英、磁铁矿、铁闪石-镁铁闪石与少量的透闪石、阳起石和绿帘石等组成。矿石呈细粒变晶结构，条纹状或条带状结构。主要金属矿物为磁铁矿，其次为赤铁矿和假象赤铁矿，偶尔见有黄铁矿和磁黄铁矿。磁铁矿呈黑色或钢灰色，半自形-它形晶粒状，沿片理方向呈拉长状定向排列，主要与铁闪石紧密共生，组成磁铁-铁闪石条带。矿石中有害成分磷、硫含量较低。矿石普氏硬度系数f=12～16，原矿粒度≤1000mm，矿石密度3.32t/m3，矿石松散密度2.2 t/m3，矿石安息角38°。
    2　革新前粉碎工艺及存在的问题庙沟铁矿粉碎系统为三段一闭路工艺流程，将1000mm的矿石经过粗碎、中碎、筛分和细碎后粉碎到≤15mm，其间进行两次磁滑轮干选甩尾，甩尾率约为18%.经核定，现有设施在矿石粒度满足≤15mm的前提下，粗碎作业能力为200万t/a，中碎作业能力为330万t/a，细碎筛分作业生产能力为165万t/a.由于细碎筛分能力不足，且设施老化，维修量大，只有通过放粗来满足磨选系统的生产要求，成为生产的“瓶颈”。粉碎产品粒度-12mm只有50%～55%，制约了磨机的台时能力，平均只有43.5t，有时会造成磨选停产，因此，迫切需要进行革新。
    3　粉碎工艺革新
    3.1　粉碎流程计算为使细碎作业能力上下匹配，在选择设施时粉碎流程各段作业通过矿量计算如下：总处理量为200万t，粉碎作业实行三班运转，按目前生产组织系统作业率取值68.56%.则粗碎作业通过量Q1=200×104/（365×24×0.6856）=333t/h.中碎作业通过量Q2=333t/h.磁滑轮预选作业甩废率按目前效果考虑，取18%.细碎闭路筛分作业，15mm筛下物产率（按设计手册取值）取r=33%，计算得细碎作业通过量为Q3= 575t/h，筛分作业通过量为Q筛=858t/h.可知，革新后的各段设施能力必须满足以上流程要求。
    3.2　革新方案的确定在国内同类矿山的考察中，进口粉碎设施得到广泛应用，美卓矿机粉碎设施外形尺寸小，性能可靠，处理能力大，粉碎效果好，适宜改扩建工程要求，单独使用粉碎产品粒度-12mm占95%.考虑到空间场地限制和现有设施的利用价值，决定采取以下方案：（1）粗碎、中碎作业的工艺、设施不变。
    （2）细碎作业现有3台PYD1750短头圆锥破碎机，改为1台HP500短头粗型圆锥粉碎机与1台PYD1750短头圆锥粉碎机共同工作。由于HP500短头圆锥粉碎机尺寸小，可以在原有PYD1750短头圆锥破碎机的基础上革新，不需要另做基础，节省投资。根据该粉碎机生产能力表，当排矿口宽度e=20mm、物料松散密度ρ=2.2t/m3时，粉碎机能力为Q=495 t/h.PYD1750短头圆锥粉碎机给矿口宽度100mm，排矿口宽度8mm，粉碎机能力应满足下式Q=eqkck1k2k3k4，式中：Q为闭路粉碎时粉碎机处理量，t/h；e为排矿口宽度，取8mm；q为单位排矿口宽度处理量，取14.0t/mm.h；kc为闭路时平均给矿粒度变细系数，取1.15；k1为矿石可碎性系数，取0.95；k2为矿石密度修正系数，取1.23；k3为粉碎比修正系数，取1.13；k4为水分修正系数，取1.0.计算得PYD1750短头圆锥粉碎机能力为170t/h. 2台圆锥粉碎机总通过量为665t，满足流程要求。
    （3）为降低产尘点，单独设计筛分间，以提高除尘效率，改善工作环境。
    （4）1号转运站厂房南侧新建一座30m×12m×14.9m筛分厂房及18m×7.5m×18m筛分矿仓。利用现有筛分仓作为HP500短头粗型圆锥粉碎机的给料缓冲仓。
    （5）筛分作业将原来3台ZSGB2148重型振动筛更换成2台2YK2665圆振筛，总筛分面积应满足下式F=Qz/（φρVK1K2K3K4K5K6K7K8），式中：F为振动筛筛分面积，m2；Qz为振动筛的总处理量，取858t/h；φ为有效筛分面积系数，双层筛下层筛面取0.6；ρ为物料松散密度，取2.2t/m3；V为单位筛分面积平均容积处理量，筛孔为14mm时取21.7m3/（m2.h）；K1为给矿中细粒影响系数，当小于6mm占30%时取0.8；K2为给矿中粗粒影响系数，当大于12mm占50%时取1.18；K3为筛分效率系数，当E=85%时取1.87；K4为物料种类和颗粒形状系数，取1.0；K5为物料湿度影响系数，干料时取1.0；K6为筛分方法影响系数，干筛时取1.0；K7为筛子运动参数系数，取0.7；K8为筛面种类和筛孔形状系数，橡胶网、长方形孔时取1.0.则筛分总面积计算结果为24.24m2.1台2YK2665
    圆振筛的有效筛分面积为16.5m2，2台设施完全能够满足粉碎系统的生产要求。
    （6）建设2座φ8m×16m圆筒形粉矿仓，解决磨机均匀给料问题。
    4　革新效果
    4.1　粉碎产品粒度的改善革新后减少了1台圆锥粉碎机和1台振动筛，单独设立筛分间，减少了2个产尘点。细碎能力由165万t/a提高到200万t/a，实现了上下工序相配，产品粒度-12mm提高到80%～85%.革新前后粉碎产品筛析情况。
  可知，革新后粉碎产品+2目的含量降低了41.08%，-2+16目粒级的含量提高了21.13%，而-16+200目粒级和-200目粒级分别提高了15.6%和4.35%.粉碎产品中细粒级的增加，提高了球磨机的台时能力，平均台时由原来的43.5t提高到50t. 4.2　经济效益通过革新，减少了备品备件的消耗和维修工作量。与革新前相比，每年增产铁精粉8.5万t以上，按实际完成的吨精矿利润178.8元/t计算，年增利润1519.8万元。粉碎工序增加设施负荷435W，负荷率85%，作业率68.56%，电单价0.5元/（kW.h），粉碎工序年增加电费支出为111万元，则每年可节约成本1400余万元。
    5　结束语
    通过对粉碎工艺的革新，使得粉碎与磨选生产能力相适应，粉碎产品粒度的降低提高了球磨机的处理量，增加了铁精粉的产量，为企业创造了显著的经济效益，同时减少了粉尘的产生，改善了环境，并提高了安全性。