姑山赤铁精矿配入磁铁精矿生产球团研究及实践

王荣林 王 欢

(安徽马钢矿业资源集团姑山矿业有限公司)

赤铁精矿配入以磁铁精矿为主要原料的球团生产过程中，容易引起球团矿产量和质量指标的波动[1-2]。但随着钢铁工业和烧结球团技术的迅速发展，越来越多的钢企出于成本和球团需求上升等考虑，在球团矿生产过程中配加一定比例的赤铁精粉。磁铁精粉和赤铁精粉混合生产球团的研究和应用也越来越多[3-6]。姑山矿精矿包括白象山精矿、和睦山精矿、姑山精矿3个品种，姑山精矿属于赤铁精矿，年产约7万t，铁品位57%～58%，SiO2含量12%左右，一直用于马钢烧结生产，配比不到3%。由于易产生黏性大引起的给料困难、与其他原料相比主要成分偏差大、难以混匀、占用堆料场地和混匀配料矿槽、运输组织困难等问题，姑山精矿给马钢烧结生产带来了较大的影响。因此，研究姑山精矿与白象山精矿、和睦山精矿混匀配矿使用于球团生产，既符合“精矿适用于球团”的工艺原则，也是适应球团工艺和市场发展的更好选择。

1 精矿性质

铁精矿主要化学成分见表1，铁精矿粒度组成和比表面积见表2。

表1 铁精矿主要化学成分分析结果 %

由表1可知，和睦山精矿和白象山精矿为品位较高的磁铁精矿，两者中的SiO2含量相对较低，但CaO、MgO和S含量相对较高；姑山精矿FeO含量低、烧失不高，是一种以赤铁矿为主的精矿，其铁品位仅57.69%，SiO2含量高达10.92%，且磷含量达0.33%，作为球团原料时需要控制用量。

由表2可知，和睦山精矿2#和白象山精矿1#、2#的-0.074 mm粒级含量均大于90%，仅和睦山精矿1#的-0.074 mm粒级含量在82.3%，姑山精矿-0.074 mm的粒级含量为71.5%，偏粗。从粒度特性来看，均基本满足球团生产需要。

表2 铁精矿粒度组成和比表面积

2 混匀配矿研究

将姑山精矿、和睦山精矿和白象山精矿按表3比例进行混匀，并加水调制成浓度为60%的矿浆；在U型搅拌槽中充分搅拌12 min，倒入方形容器中静置、排出部分上清液后，晾干备用。球团精矿配比见表3。

表3 球团精矿配比 %

根据各矿的比例和化学成分计算得6种球团精的主要化学成分，结果见表4。其中，球团精1#、2#、4#、5#、6#的全铁品位均高于65%；球团精3#的品位略低于65%，基本能够满足生产对球团原料的品质要求。

表4 球团精化学成分计算结果 %

图1所示为姑山精矿配比与球团精TFe品位的关系，经线性拟合可知，姑山精矿配比每提高1%，球团精TFe品位下降0.074个百分点；在试验原料成分条件下，当球团精中的姑山精矿配比约为13.3%时，球团精TFe品位为65%。

图1 姑山精矿配比与球团精TFe品位的关系

3 混匀配矿实践

3.1 混匀配矿量

将目标设定为球团精TFe品位≥65.2%，姑山精混入量≥6.5万t。表5为考虑白象山精矿、和睦山精矿品位和产量波动，配矿条件选择最低生产指标，姑山精矿混入量为8.54 t/h，则每年可混入姑山精矿量6.76万t。

表5 球团精矿配比指标

3.2 混匀配矿方案选择

(1)方案一。姑山精矿由主厂房溜槽分别配入和睦山精矿和白象山精矿，赤铁矿球磨系统正常2系列生产，姑山精矿量约36 t/h，若减少处理量，姑山精矿量8.45 t/h组织生产，则每月完成5 417 t生产任务，球磨系统开机时间为26.43 d。此方案的优点是不需要过滤和二次造浆，缺点为球磨开机时间长，成本高，生产组织困难。

(2)方案二。姑山精矿二次造浆后配入和睦山精矿和白象山精矿，赤铁矿球磨系统正常2系列生产，姑山精矿量约36 t/h，不减少处理量，则每月完成5 417 t生产任务，球磨系统开机时间为6.27 d。此方案的优点是球磨开机时间短，生产组织方便，计量方便；缺点为姑山精矿需要二次造浆，增加成本。

综合考虑优缺点以及方案二全部在主场外进行施工不会影响生产，且投资少见效快，所以选择方案二进行实施。

3.3 混匀配矿方案实施

利用姑山精矿过滤厂房备用料仓建给料漏斗，姑山精矿配入量设计15 t/h，姑山精矿密度4.3 t/m3，漏斗设计存料时间为8 h，漏斗体积则为27 m3，具体尺寸为上口400 cm×400 cm，高250 cm，下口80 cm×80 cm；漏斗下方采用圆盘给料机，圆盘给料机选用型号为DK1000，其处理能力1.8～16.7 t/h，保证姑山精矿均匀给到皮带上，皮带机宽500 mm，长6 500 mm；厂房外建1个泵池二次造浆，泵池设计造浆浓度40%～50%，需要补水量15～22.5 m3/h，矿浆量为18.5～26 m3/h，泵池大小设计400 cm×400 cm×400 cm；造浆后姑山精矿输送选用泵型为40ZJ-17型渣浆泵2台(1用1备)。额定清水性能：扬程9.1～44.6 m，流量4.5～23.4 m3/h，电机功率7.5 kW。用泵将姑山精矿输送至和睦山精矿浓密机或白象山精矿浓密机，混匀后浓缩过滤形成球团精矿。配矿流程见图2。

图2 球团精矿配矿设备联系图

改造实施完成后，现场进行工业试验，对配矿质量进行跟踪控制。工业试验期间，球团精矿样最高铁品位为66.34%，最低铁品位为65.30%，铁品位均在65.20%以上。

4 结 论

(1)从化学组成看，和睦山精矿为高品位磁铁精矿TFe≥66%，但硫含量偏高，平均0.25%；白象山精矿为高品位磁铁精矿TFe≥65.5%，但MgO含量偏高，平均1.6%；姑山精矿属赤铁矿，高硅高磷矿，二氧化硅含量10.92%，磷含量0.33%，作为球团原料时需要控制用量。

(2)从粒度特性看，白象山精矿与和睦山精矿-0.074 mm粒级含量大于80%，姑山精矿-0.074 mm含量71.5%，均基本满足球团生产需要。

(3)姑山精矿配入对球团精的品位影响较大。姑山精矿配比每提高1%，球团精TFe品位下降0.074个百分点；当球团精中的姑山精矿配比约为13.3%时，球团精TFe品位为65%，继续提高姑山精矿配比将导致球团精TFe品位低于65%。

(4)实施姑山精矿二次造浆后配入和睦山精矿和白象山精矿方案，生产组织方便，每年可混入姑山精矿6.76万t，球团精样铁品位均在65.20%以上，满足球团精生产要求。