摘要：介绍了鞍钢大孤山选矿厂采用优化水力旋流器主要参数提高生产能力的工业试验结果。工业试验研究结果表明，大孤山磁选车间水力旋流器参数优化后，一段水力旋流器溢流粒度平均为61．50％-200目，比优化前提高了8．33个百分点；二段水力旋流器溢流粒度平均为90．08％-200目，比优化前提高3．58个百分点；一段球磨机台时处理能力由原来的128t提高至132t。

 

    关键词：磁选厂  水力旋流器优化

 

Abstract：The paper describes the results of the industrial test made in Dagushan Concentrator of Anshan Steel on improving the production capacity by optimizing the cyclone parameter. After the parameter optimization of the hydrocyclone in the magnetic separation workshop, the overflow of the primary cyclones was raised to 61.50%-200 mesh on average, an increase of 8. 33 percentage points and of the secondary cyclones, 90.08%-200 mesh, an increase of 3.58 percentage points, leading to an increase in the unit/hour capacity of the primary ball mill to 132 t from the original 128 t, an evident effect.

Keywords：Magnetic separation workshop, Hydrocyclone, Optimization

 

    大孤山选矿厂磁选车间2004年至2005年初进行了提质新工艺流程改造，改造后的磁选车间采用的是阶段磨矿-磁选-细筛再磨工艺流程，经过一段时间的生产调试，已取得了原矿品位32．25％、精矿品位67．38％、尾矿品位9．53％、精矿产率39．65％、金属回收率82．28％的选矿技术指标，但一段球磨机台时处理量较低，只达到128t／h。通过对磨矿分级作业考查分析结果表明，其主要原因是由于分级设备水力旋流器的工艺参数、设备结构参数、操作参数等没有调整到适应相对较高球磨机台时处理量的最佳值，在一段球磨机台时处理量提高时，水力旋流器溢流粒度变粗，影响整个流程的顺行，使得最终精矿质量达标困难。为此，进行了在优化调整水力旋流器参数的条件下，提高一段球磨机台时处理量的工业试验。经过长时间的条件试验研究，基本摸清了水力旋流器主要参数对磨矿分级溢流粒度的影响关系，最终在满足大孤山选矿厂磁选车间工艺流程对磨矿分级溢流要求的前提下，将一段球磨机台时处理量提高至132t。

 

   流程改造后大孤山选矿厂磁选车间一段磨矿分级作业共6个系统，二段磨矿分级作业共4个系统，一、二段磨矿分级设备为3对2配置，各系统一段磨矿为1台φ3600mm×6000mm溢流型球磨机与1台φ500mm×8分级旋流器组成闭路磨矿，二段磨矿分级设备也采用同样型号球磨机与分级旋流器，一段磁选设备采用φ1200mm×3200mm永磁磁选机。磨矿分级作业及与其密切相关的一次磁选作业的工艺流程见图1。

 

 

 

    将磁选车间一段球磨机台时处理量设定为132t/h，一段分级旋流器每系统运转2台，其溢流管直径180mm，沉砂口直径为80mm。比较当一段分级旋流器压力值分别设定为0．04MPa和0．045MPa时的一段磨矿分级作业状况。平均值比较结果见表l。

    从表1可见，当一段球磨机台时处理量为132t，一段分级压力值设定为0．045MPa时，一段分级旋流器溢流粒度-200目含量平均为58．00％，较压力值为0．04MPa时提高4．83个百分点，返砂比平均为2．03倍，较压力值为0．04MPa时提高0．45倍；分级效率平均为42．68％，较压力值为0．04MPa时提高2．28个百分点；旋沉作业产率为69％，较压力值为0．04MPa时增加9个百分点。这说明了在台时处理量提高的情况下，提高一段分级旋流器压力有利于提高一段磨矿分级效果。

 

 

    将磁选车间一段球磨机台时处理量设定为132 t，其它一、二段磨矿分级作业工艺参数等均相同，比较当二段分级旋流器压力值分别设定为0．15MPa和0．18MPa时的二段磨矿分级作业状况(二段分级旋流器每系统运转3台，其溢流管直径为160 mm，沉砂口直径为80mm)。平均值比较结果见表2。

    从表2可见，当一段球磨机台时处理量提高到132t时，二段分级旋流器压力设定为0．18MPa时，二段旋溢流粒度-200目含量较0．15MPa时提高幅度不大，只提高1．50个百分点，分级效率还出现了大幅度下降。但从分级旋流器给矿、沉砂、溢流浓度来看，当压力设定为0．18MPa时的分级旋流器给矿量明显高于压力设定为0．15MPa时，这说明二段分级旋流器给矿量受-磁精分量影响较大；另外从二段旋流器沉砂量看，在压力设定为0．18MPa时，旋沉作业产率较压力值为0．15MPa时高4个百分点，这一部分量返回一次磁选作业也增加了二段分级旋流器的给矿量。在这种情况下，压力设定为0．18MPa时二段分级旋流器溢流粒度-200目含量仍有所增加，说明提高二段旋流器工作压力有利于改善其旋溢粒度指标。

 

 

 

    (1)一段分级旋流器。将磁选车间一段球磨机台时处理量设定为132t，当一段磨矿分级作业其它工艺参数、设备结构参数等均相同时，比较一段分级旋流器溢流管直径分别为φ160mm与φ180mm的两个一段磨矿分级系统的磨矿分级效果(一段分级旋流器每系统运转2台)。平均比较结果见表3。

 

    从表3可见，当其它一段磨矿分级作业参数均相同，一段分级旋流器溢流管直径为φ160mm时，一次溢流粒度提高3个百分点，分级效率提高1．89个百分点。说明适当缩小一段分级旋流器溢流管直径有利于提高一段分级旋流器溢流粒度。

 

    (2)二段分级旋流器。将磁选车间一段球磨机台时处理量设定为129t，当一、二段磨矿分级及一磁作业其它工艺参数、设备结构参数等均相同时，比较二段分级旋流器溢流管直径分别为φ140mm与φ160mm的两个二段分级旋流器的旋溢粒度(二段分级旋流器每系统运转3台)。平均值比较结果见表4。

    从表4可见，当二段分级旋流器溢流管直径由φ160mm更换为φ140mm时，二段分级旋流器溢流粒度明显变细，-200目含量增加了2．67个百分点，说明了在相同给矿压力的情况下，适当缩小二段分级旋流器溢流管直径可以提高二段分级旋流器溢流粒度。

 

 

    将磁选车间一段球磨机台时处理量设定为132t，当一、二段磨矿分级及一磁作业其它工艺参数、设备结构参数等均相同时，比较溢流管直径为φ140mm、沉砂口直径为φ75mm与溢流管直径为φ160mm、沉砂El直径为φ80mm的两种二段分级旋流器的旋溢粒度(二段分级旋流器每系统运转3台)。平均值比较结果见表5。

    从表5可见，溢流管φ140mm、沉砂口为φ75mm组合的二段分级旋流器的分级效果好于溢流管西160mm、沉砂口φ80mm组合的二段分级旋流器，二段分级旋流器溢流-200目含量提高1．25个百分点。

 

 

    将一段球磨机台时处理量设定为132t，当一、二段磨矿分级及一磁作业其它工艺参数、设备结构参数均相同时，比较溢流管直径为φ140mm、沉砂管直径为φ75mm、二段分级旋流器分别运转3台和4台时的二旋溢粒度。平均值比较结果见表6。

    从表6可见，当一段球磨机台时处理量设定为132t时，运转4台溢流管直径为西140mm、沉砂管直径为西75mm的二段分级旋流器较运转3台同样规格的二段分级旋流器的分级效果好，二段分级旋流器溢流-200目含量提高2．75个百分点，而且二段分级旋流器工作压力较低。

 

 

    参数优化调整前后的一、二段磨矿分级作业、一磁作业状况平均值比较结果见表7、表8、表9。

    通过对一、二段分级旋流器主要自控参数、结构参数的优化调整试验，以及二段分级旋流器开动台数的比较试验，在一段球磨机台时处理量设定为132t时，根据生产现场的具体实际情况调整确定分级旋流器的最佳自控参数、结构参数等。具体调整措施是：

 

    (1)一段分级旋流器压力值保证设定在0．04～0．045MPa范围内。可以在保证一段分级旋流器溢流粒度达标的前提下，尽量设定较低压力值；当一段分级旋流器溢流粒度变粗的情况下，适当提高一段分级旋流器压力值。一段分级旋流器每系统运转2台，其溢流管直径为160mm或180mm，沉砂管直径为80mm。

 

    (2)二段分级旋流器压力值保证设定在0．15～0．18MPa范围内。可以在保证二段分级旋流器溢流粒度达标的前提下，尽量设定较低压力值；在二段分级旋流器溢流粒度变粗的情况下，适当提高二段分级旋流器压力值。根据一磁精分量情况，在二段分级旋流器处理量较小时单系统运转3台分级旋流器，当二段分级旋流器处理量较大时单系统运转4台分级旋流器。二段分级旋流器均开动分级效果较好的溢流管直径为φ140mm、沉砂口直径为φ75mm的分级旋流器组。

 

    从表7、表8、表9可见，在一、二段磨矿分级作业的工艺操作等参数优化调整后，一段分级旋流器溢流粒度平均为-200目占61．50％，比优化调整前提高了8．33个百分点；分级效率平均为41．40％，较优化调整前提高1个百分点；返砂比平均为1．97倍，较优化调整前提高了0．39倍；新生-200目级别利用系数达到了1．247t/(m³·h)，较优化调整前提高了0．215t/(m³·h)。二段分级旋流器溢流粒度-200目占90．08％，比优化调整前提高了3．58个百分点；分级效率平均为38．34％，较优化调整前提高4．20个百分点。一磁抛尾量达到了42．47％，较参数优化调整前提高了5．13个百分点，接近本工艺流程单系统工业试验水平。

 

 

    按磁选车间球磨作业率年平均值为96．42％计算，一段球磨机处理量由128t／h提高至132t/h，年多处理原矿为19．77万t，可年多生产精矿7．56万t。本项目成功实施后可每年为大孤山选厂增加销售收入4 495．18万元，可每年为大孤山选厂多创利润2381．4万元。

 

 

    (1)本工业试验研究结果表明，在一定的分级旋流器压力参数范围内，提高压力值有利于提高一、二段分级旋流器溢流粒度；在分级旋流器处理量一定时，适当缩小旋流器溢流管直径尺寸有利于提高一、二段分级旋流器溢流粒度；在分级旋流器处理量提高时，增加旋流器开动台数可以提高分级旋流器溢流粒度。

 

    (2)本工业试验研究通过优化调整磨矿分级作业的工艺参数、操作参数、设备结构参数等措施，在保持一、二段磨矿分级作业稳定运转的前提下，将一段球磨机台时处理量由原来的128t提高至132t。试验研究结果表明，在一段球磨给矿产品粒度组成、原矿可选性等与参数优化调整前相近的条件下，一、二段磨矿分级作业各项技术指标明显好于参数优化调整前各项指标。参数优化调整后，一段分级旋流器溢流粒度平均为-200目占61．50％，比优化调整前提高了8．33个百分点；二段分级旋流器溢流-200目占90．08％，比优化调整前提高了3．58个百分点，且现场主要技术指标精矿品位等保持了原有水平。特别是一磁作业抛尾量提高幅度较大，达到了42．47％，较参数优化调整前提高了5．13个百分点，接近本工艺流程单系统工业试验水平，改善了后续作业条件，减轻了后续作业负担，有利于整个流程的运行。

 

    (3)由于参数优化后指标均明显好于优化前，特别是二段分级旋流器溢流粒度达到-200目占90％以上的较好指标，为后续选别作业进一步提高质量、降低尾矿品位创造了有利条件，具有明显的推广价值。因此，通过这次试验研究取得的最佳工艺参数和结构参数，可以在磁选车间一、二段磨矿分级作业推广应用。

 

    (4)通过本次试验研究，取得了在提高台时处理量3．13％的条件下，磨矿分级作业各项指标大幅度提升的显著效果。在确保最终产品铁精矿质量稳定的条件下，球磨机台时处理量由128t提高至132 t(湿量)，预计大孤山选厂可年多处理原矿19．77万 t，年多产铁精矿7．56万t，年增加销售收入4495．18万元，年多创利润2381．4万元。

 

参考文献[1]  王建中．水力旋流器分级在尖山选厂的应用研究[J]．金属矿山．2004(1)：71-72．