某选矿厂破碎磨矿工艺流程考察研究_肖汉新.pdf

某选矿厂破碎磨矿工艺流程考察研究 肖汉新 1， 2 唐学飞 3 刘杰 1， 2 李艳军 1， 2 杨光 3 （1. 东北大学资源与土木工程学院， 辽宁 沈阳 110819； 2. 难采选铁矿资源高效开发利用技术国家地方联合工程研究中 心， 辽宁 沈阳 110819； 3. 鞍山钢铁集团有限公司东鞍山烧结厂， 辽宁 鞍山 114041） 摘要针对某选矿厂细碎机破碎能力有较大富余， 球磨机给矿粒度偏粗的问题， 通过降低筛板筛孔尺寸， 分 别在生产筛板 （筛孔尺寸14 mm20 mm） 与试验筛板 （筛孔尺寸10 mm40 mm） 条件下对细碎筛分作业、 球磨分级 作业进行流程考察研究。结果表明 采用试验筛板后， 细筛分级产品中-12.0 mm含量由88.09 （F9515.20 mm） 提 升至98.71 （F9510.31 mm） ； 当一段球磨处理量分别为295 t/h、 310 t/h、 和325 t/h时， 二段分级溢流中-0.074 mm粒 级含量分别由79.86增加到86.86、 77.03增加到87.68， 75.63增加到84.45。更换筛板后， 细碎筛分产品和 二段分级溢流产品的粒度均明显变细。破碎筛分流程的优化充分发挥了破碎机的破碎能力， 降低了球磨机的给矿 粒度。 关键词细碎机破碎能力筛板对比磨矿分级 中图分类号TD921.2文献标志码A文章编号1001-1250 （2019） -02-168-05 DOI10.19614/ki.jsks.201902032 Study on the Crushing and Grinding Process of a Concentrator Xiao Hanxin1， 2Tang Xuefei3Liu Jie1， 2Li Yanjun1， 2Yang Guang32 （1. School of Resources and Civil Engineering， Northeastern University， Shenyang 110819， China； 2. National-Local Joint Engineering Research Center of Refractory Iron Ore Resources Efficient Utilization Technology， Shenyang 110819， China； 3. Donganshan Sintering Plant， Anshan Mining Co.， Ansteel Group， Anshan 114041， China） AbstractAiming at the large crushing capacity of a fine crusher in a concentrator and the coarse grain size of the ball mill feed，by reducing the sieve size of sieve plate in a concentrator，the fine grinding and sieving operation，primary and secondary ball milling classification were examined under the conditions of producing sieve plate（sieve size 14 mm20 mm） and test sieve plate（sieve size 10.0 mm40 mm）respectively. The results show that the content of -12.0 mm in fine screen⁃ ing and grading products increased from 88.09（F9515.20 mm）to 98.71（F9510.31 mm） .When the first stage milling capacity is 295 t/h， 310 t/h and 325 t/h， the particle size content of -0.074 mm in the second stage graded overflow increases from 79.86 to 86.86， 77.03 to 87.68 and 75.63 to 84.45， respectively. After the sieve plate was replaced， the par⁃ ticle size of the fine screening product and the secondary graded overflow product are significantly thinner. The optimization of crushing and sieving process gives full play to the crushing ability of crusher and reduces the feed size of ball mill. KeywordsFine crusher， Crushing capacity， Sieve plate comparison， Grinding classification 收稿日期2018-12-25 基金项目国家自然科学基金项目 （编号51674066，51204035） 。 作者简介肖汉新 （1990） ， 男， 博士研究生。 总第 512 期 2019 年第 2 期 金属矿山 METAL MINE Series No. 512 February 2019 筛分作业是破碎和磨矿之间的关键环节 ［1-3］， 直 接影响到破碎、 磨矿及后续作业指标的好坏 ［4-6］。筛 分效率的高低关系到破碎产品的粒度组成、 磨机的 处理能力和系统能量的利用率 ［7-8］， 还关系到破碎机 的破碎效率， 进而影响选矿厂的生产运营成本 ［9-10］。 针对某选矿厂目前生产上采用筛孔尺寸为14 mm 20 mm的筛板， 存在细碎机破碎能力有较大富余的问 题， 本研究拟通过减小筛板筛孔孔径， 适当提高筛板 的循环负荷， 以充分发挥细碎设备的处理能力， 降低 细碎产品的粒度， 提高磨机的处理能力， 进而降低企 业的生产成本。 1试验原料与试验方法 1. 1试验原料 试验原料为某选矿厂中碎后0～75 mm的铁矿 168 ChaoXing 石。铁矿石中各矿物相对含量见表1。矿石中主要 铁矿物为赤铁矿， 其次为菱铁矿， 少量磁铁矿， 偶尔 可见黄铁矿和黄铜矿。矿石主要脉石矿物为石英， 其他脉石矿物为微晶结构的方解石、 少量的铁白云 石及其他含铁的硅酸盐矿物等。 矿石的构造类型主要为条带状构造， 其次为脉状 构造、 层状构造等。铁矿石结构主要为由风化淋滤后 交代作用形成的残余结构、 骸晶结构、 镶边结构和溶 蚀结构等， 其次为由结晶和沉淀作用形成的晶粒结 构、 自形晶结构、 半自形晶结构和他形晶结构等。 1. 2试验方法 采取现场考察的方法， 分别在生产筛板 （筛孔尺 寸14 mm20 mm） 与试验筛板 （筛孔尺寸10 mm 40 mm） 条件下， 对破碎筛分流程和磨矿分级流 程进行考察， 从而全面掌握细碎磨矿工艺各环节 具体情况， 为技术优化提供参考。选矿厂破碎筛分 工艺为三段一闭路。试验流程考察共分成2个阶段 进行， 其中， 使用生产筛板时为第一阶段， 使用试验 筛板时为第二阶段。流程考察点布置见图1。 2试验结果与分析 2. 1生产筛板作用下流程考察分析 2. 1. 1细碎筛分作业考察结果 在破碎筛分作业处理量为15 000 t/d时采用原 筛板， 对细碎筛分作业各取样点样品采用筛孔尺 寸分别为50、 20、 13.5、 12.0、 10.0、 6.0、 4.0、 2.0 mm的筛 子进行筛分， -2 mm粒级产品混匀后取400 g采用筛 孔尺寸分别为1.0、 0.45、 0.154、 0.100、 0.074 mm的套 筛进行筛分， 根据筛分结果绘制的粒度特性曲线见 图2。 从图2可以看出 取样点2和3的粒度分布比较 均匀； 取样点5的粒度集中于0.154～13.5 mm粒级， 产 率为 86.56。生产要求破碎最终产品的粒度为- 12.0 mm含量95 （F95-12.0 mm） ， 而取样点5的产品 粒度为-12.0 mm含量88.09 （F9515.20 mm） ， 低于球 磨给矿设计要求， 这导致矿石的入磨粒度偏粗。 根据图 2 试验结果， 分别以筛孔尺寸为 10.0 mm10.0 mm、 12.0 mm12.0 mm和13.5 mm13.5 mm的方孔筛为评价标准， 求得筛分作业筛子的循环 负荷和筛分效率， 如表2所示。 结果表明 以筛孔尺寸为12.0 mm的方孔筛为评 价标准时， 筛子的循环负荷为155.43、 筛分效率为 96.16； 以筛孔尺寸为13.5 mm的方孔筛为评价标准 时 ， 筛 子 的 循 环 负 荷 为 159.45 、 筛 分 效 率 为 94.78。总体上， 生产筛板的筛分效率较高， 满足筛 分作业要求； 筛子的循环负荷略高， 但满足筛子生产 能力要求。 以12.0 mm12.0 mm方孔筛为评价标准， 计算 得到细碎筛分作业的数量流程， 如图3所示。 2. 1. 2球磨分级作业粒度考察结果 在一段球磨给矿浓度85～86， 一次分级旋流 器给矿浓度79～81、 工作压力0.04～0.06 MPa， 二 次分级旋流器给矿浓度60～66、 工作压力0.08～ 0.12 MPa， 二段球磨给矿浓度78～79条件下， 改变 一段球磨处理量， 考察一段球磨排矿、 一段分级溢流 2019年第2期肖汉新等 某选矿厂破碎磨矿工艺流程考察研究 169 ChaoXing 和二段分级溢流产品的粒度分布情况， 结果如图4 所示。 结果表明， 随着一段球磨处理量的增加， 一段球 磨排矿、 一段分级溢流和二段分级溢流的粒度组成变 粗。当一段球磨处理量由295 t/h增加至310 t/h， 一段 球磨排矿和一段分级溢流中粗粒级含量增加幅度较 大， 继续增加球磨处理量至325 t/h， 其产品粒度组成 变化不大。与此同时， 当一段球磨处理量由295 t/h增 加至325 t/h， 二段分级溢流产品粒度组成略呈粗化趋 势， -0.074 mm粒度含量由79.86降至75.63， 但其 粒度分布曲线近似。这说明一段球磨给矿处理量增 量对一段球磨排矿和一段分级溢流产品的粒度影响 相对较大， 而对二段分级溢流产品的粒度影响较小。 通过对二段分级作业以及二段球磨作业考察分析可 知， 二段细磨作业可弱化一段球磨给矿处理量增量对 整个磨矿分级流程的不利影响。总体上， 随着一段球 磨处理量的增加， 二段分级溢流粒度组成变粗。 2. 2试验筛板作用下流程考察分析 2. 2. 1细碎筛分作业考察结果 在破碎筛分作业矿石处理量为15 000 t/d时， 采用试验筛板， 对细碎筛分作业各个取样点产品 采用筛孔尺寸分别为50、 20、 13.5、 12.0、 10.0、 6.0、 4.0、 2.0 mm的筛子进行筛分， -2 mm粒级产品混匀后取 400 g 采用筛孔尺寸分别为 1.0、 0.45、 0.154、 0.100、 0.074 mm的套筛进行筛分， 根据筛分结果绘制的粒 度特性曲线见图5。 从图5可以看出 取样点2和取样点3的粒度分 布比较均匀； 取样点 5 的粒度集中于 0.1～12 mm 粒 级， 产率为84.52。生产要求破碎产品的粒度为- 12.0 mm含量95 （F95-12.0 mm） ， 取样点5的产品粒 度-12.0 mm含量为98.71 （F9510.31 mm） ， 超过了破 碎最终产品粒度 （球磨给矿） -12.0 mm占95以上的 预期目标。 根据图 5 试验结果， 以筛孔尺寸分别为 10.0 mm10.0 mm 和 12.0 mm12.0 mm 的方孔筛为评 价标准， 求得筛分作业筛子的循环负荷和筛分效 率， 结果如表3所示。 结果表明 以筛孔尺寸为12.0 mm的方孔筛为评 价标准时， 筛子的循环负荷为207.25、 筛分效率为 80.75； 以筛孔尺寸为10.0 mm的方孔筛为评价标准 时 ， 筛 子 的 筛 分 效 率 为 89.69 、 循 环 负 荷 为 240.96。与采用现场生产筛板时相比， 筛分效率分 金属矿山2019年第2期总第512期 170 ChaoXing ［1］ ［2］ ［3］ ［4］ ［5］ 结果表明 当一段球磨处理量由295 t/h增加至 310 t/h时， 一段球磨排矿、 一段分级溢流和二段分级 溢流产品的粒度组成变化不大， 继续增加球磨处理 能力至325 t/h， 一段球磨排矿、 一段分级溢流粒度有 所降低； 同时， 随着一段球磨处理量的增加， 二段分 级溢流产品粒度组成略呈粗化趋势， -0.074 mm粒度 含量降低变化。由此说明球磨给矿处理量增量对球 磨排矿和一段分级溢流产品的粒度影响相对较小， 而对二段分级溢流-0.074 mm的产品粒度影响较大。 3结论 （1） 细碎筛分流程考察结果表明， 以筛孔尺寸为 12.0 mm的方孔筛为评价标准时， 在生产筛板 （筛孔 尺寸14 mm20 mm） 条件下， 细筛分级产品-12.0 mm 含量为88.09 （F9515.20 mm） ， 原矿入磨粒度偏粗； 更换试验筛板 （筛孔尺寸10 mm40 mm） 后， 细筛分 级产品-12.0 mm含量为98.71 （F9510.31 mm） ， 原矿 入磨粒度明显变细。 （2） 通过破碎筛板筛孔尺寸的优化， 细碎筛分 产品中-12.0 mm粒级的含量提高了10.62， 二段分 级溢流产品中-0.074 mm粒级的含量提高了7.82～ 8.82， 为选矿厂破碎筛分流程的优化提供了技术 资料。 参 考 文 献 现代铁矿石选矿 编委会.现代铁矿石选矿 ［M］ . 合肥 中国科 学技术大学出版社， 2009140， 228-230. Editorial Board of Modern Mineral Processing of Iron Ores. Modern Mineral Processing of Iron Ores ［M］ . Hefei University of Science and Technology China Press， 2009140， 228-230. 段希祥.碎矿与磨矿 ［M］ .北京冶金工业出版社， 2006 3-4. Duan Xixiang. Crushing and Grinding［M］ . BeijingMetallurgical Industry Press， 20063-4. 解钊， 裴得金， 郭伟， 等. 甲玛多金属矿碎磨特性与碎磨过 程能量分布规律的优化研究 ［J］ . 中国矿业， 2014 （S） 276-280. Xie Zhao，Pei Dejin，Guo Wei，et al. The optimization study of crushing-grinding character sand energy distribution regularities in Jiama Multi-Metal Mine［J］ . China Mining Magazine，2014（S） 276-280. 杨钊雄. 凡口铅锌矿碎矿粒度最佳化与破碎流程优化研究 ［D］ . 长沙中南大学， 2005. Yang Zhaoxiong. Optimization of Crushing Granularity and Optimi⁃ zation of Crushing Process in Fankou Lead Zinc Mine ［D］ . Chang⁃ sha Central South University， 2005. 郭灵敏， 陈雯， 杨光， 等. 东鞍山烧结厂碎磨设备大型化后 流程考查及分析 ［J］ . 矿冶工程， 2016， 36 （1） 44-48. Guo Lingmin，Chen Wen，Yang Guang，et al. Flowsheet ua⁃ tion for Donganshan Sintering Plant installed with upsized crushers and mills ［J］ . Mining and Metallurgical Engineering， 2016， 36 （1） 别降低了 8.02 （针对-10.0 mm） 和 15.41 （针对-12.0 mm） 个百分点， 循环负荷分别提高了51.82 （针对-12.0 mm） 和75.02 （针对-10.0 mm） 个百分点。 以12.0 mm12.0 mm方孔筛为评价标准， 计算 得到细碎筛分作业的数量流程如图6所示。 2. 2. 2球磨-分级作业粒度考察结果 在一次球磨给矿浓度86～87， 一次分级旋流 器给矿浓度77～83、 工作压力0.04～0.06 MPa， 二 次分级旋流器给矿浓度58～63、 工作压力0.08～ 0.12 MPa， 二次球磨给矿浓度79～81条件下， 改变 一段球磨处理量， 考察了一段球磨排矿、 一段分级溢 流和二段分级溢流产品的粒度分布情况， 结果如图7 所示。 2019年第2期肖汉新等 某选矿厂破碎磨矿工艺流程考察研究 171 ChaoXing 44-48. 黄灿辉. 云南某磷矿破碎改造方案探讨 ［J］ . 化工矿物与加工， 2016 （5） 56-58. Huang Canhui. Approach for phosphate crushing updating program in Yunnan ［J］ . Industrial Minerals Processing， 2016 （5） 56-58. 王宏勋. 降低破碎与磨矿能量消耗的途径 ［J］ . 金属矿山， 1983 （8） 29-33. Wang Hongxun. Application of MMD high efficiency crusher in mining industry ［J］ . Metal Mine， 1983 （8） 29-33. 李超杰， 慕园园. 巴润矿业公司破碎-筛分流程存在的问题及对 策研究 ［J］ . 矿山机械， 2016 （8） 91-93. Li Chaojie，Mu Yuanyuan. Problems and countermeasures of the breaking-screening process of Barrun mining company ［J］ . 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