某铁矿选厂改扩建方案探讨

谭燕葵

(中国瑞林工程技术有限公司)

某铁矿选厂改扩建方案探讨

谭燕葵

(中国瑞林工程技术有限公司)

某铁矿选厂为将处理能力由80万t/a提升为120万t/a，针对该选矿厂生产现状及选厂厂房布置情况，以节约投资成本、减少停产时间、缩短施工工期及优化工艺流程为原则，对选厂进行了改扩建方案探讨。经对比分析，最终改扩建最佳方案确定为：将原选厂处理能力提升改造为105万t/a，新建一个处理量15万t/a的小选厂的组合模式进行改扩建。改扩建后，由于厂房生产车间布置集中，顺畅合理，既节省了占地面积，又降低了基建投资，经济效益显著。

铁矿选矿厂 改扩建 处理能力 工艺流程 生产设备

随着市场经济的快速发展，越来越多的矿山为增加经济效益将采、选规模扩大。为此，以一个正在运行选厂的改扩建为例，从改扩建的工艺流程、设备选择和配置、场地利用和厂房布置、新老系统的衔接等几个方面探讨了选矿厂的扩建方案，并确定了合理的改扩建方案。

1 原矿性质

该选厂矿区内地形起伏较大，沟谷纵横，山体基本东西走向，最低标高159.63 m，最高标高北部的帽子栋531.90 m，区内相对高差372.27 m，矿区处于山间小盆地之中，属低山丘陵地貌，侵蚀基准面高程约160 m。

该铁矿石中金属矿物主要为磁铁矿，少量磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、赤铁矿、褐铁矿、闪锌矿和方铅矿等。脉石矿物主要有透辉石、石榴子石、透闪石-阳起石、角闪石、方解石，次为云母、石英、符山石、长石等矿物。次生矿物有绿泥石、绿帘石、蛇纹石、滑石、孔雀石、绿高岭石等。矿石主要呈他形—半自形晶粒状结构，其次为半自形—自形晶粒状结构、隐晶胶状结构、嵌晶包含结构、骸晶结构及压碎结构等。矿石主要呈块状、角砾状、条带状构造，次为肾球状、浸染状、皮壳状、细脉构造。共生组合类型主要为透辉石-磁铁矿型，石榴子石-磁铁矿型，透辉石、石榴子石-磁铁矿型，透闪石(阳起石)-磁铁矿型。

2 选矿厂现状及存在的问题

原选矿场地紧邻采矿场地，在采矿场地西侧，由中间矿仓、中细碎车间、干式磁选车间、筛分车间、粉矿仓、主厂房、精矿仓、选厂办公室、制样室、选厂变电站等组成。选矿主要车间连接呈“L”型布置，竖向标高中间矿仓、中细碎车间、筛分车间平基标高205.0 m，粉矿仓194.0 m，主厂房平基标高188.0～172.0 m，分5个台阶，精矿仓平基标高为172.0 m，选厂变电站188.0 m，选厂办公室181.0 m。

原选厂(80万t/a)生产工艺流程比较成熟，生产指标稳定。其选矿工艺流程(见图1)采用3段1闭路(粗碎设在井下)碎矿流程，闭路筛筛上产物(60～12 mm)进干式磁选后返回细碎，筛下产品(-12 mm)进入磨矿；磨选工艺为阶段磨矿阶段选别，1段磨矿产品(-0.074 mm 50%)经粗磁选后抛尾，粗磁精矿再磨后经1段精选后抛尾，粗精矿进高频细筛筛分，筛上产物返回再磨，筛下产物经2段磁选精选得到精矿，精矿经1段脱水得到铁精粉。

图1 原选厂(80万t/a)选矿工艺流程

原选厂自2008年建成投产以来，运行畅通，但每年的雨季，井下开采的矿石含水含泥量很大，矿石经常堵死在中间矿仓，致使整个碎矿系统不能运行；但到了干燥季节，整个选厂碎矿车间内粉尘很大，除尘设备均不起作用；选别段选用的高频细筛 GPS(SB)-6 使用不畅，若原矿品位不大于25%时尚可使用，若原矿品位大于25%，便不能使用，且筛分效率很低，只有44%；另外，部分设备能力不足，由于原矿品位有所下降，无法达到设计生产指标要求。

3 扩建方案探讨及结果

为扩大处理能力，全面提升选矿装备水平，降低单位能耗，提高生产指标，对选厂进行了合理的改造方案。

3.1 改造方案

根据井建专业提供的主、副井改造措施和系统可知，矿山120万t/a的提升能力必须以主井提升达到105万t/a和副井提升达到15万t/a的组合模式才能实现。主井矿石提升经过井下破碎，出矿块度可控制在-210 mm，主井提升出来的105 万t/a矿石可通过改造原选厂，使其满足其处理能力。但副井产出的矿石在井下难以进行破碎，需提升至地面后使用粗碎机进行破碎，如何处理该部分矿石，特进行了以下3个方案的比较。

(1)方案1。副井产出的矿石经地面粗碎后采用汽车或高倾角胶带运至原选厂中间矿仓，进入原选厂的碎矿系统。故需对原选厂碎矿设施进行改造，主厂房增加1个磨选系列等改造，但此方案改造工程量大，停产时间长，将严重影响选厂的正常生产。

(2)方案2。利用矿山现有的业主自建的试验厂处理副井产出的矿石。但由于试验厂与副井相距较远，必须用汽车将矿石运至试验厂；虽然试验厂有处理15万t/a的磨选能力，但碎矿系统却不能满足要求，必须改造或新建。为了使流程畅通和得到合格的碎矿产品，试验厂的碎矿系统采用了3段1闭路外加洗矿进行配置。此方案的矿石和废石均需用汽车运输，运行成本较高，且安全系数低。

(3)方案3。在原选厂东侧(副井西侧)新建一个小选厂，小选厂的碎矿系统采用3段1闭路外加洗矿进行配置，磨磁车间在原选厂的主厂房东侧进行扩建，并与原选厂共用精矿脱水车间。

经比较，按方案3布置，车间集中且管理方便，运行成本低，最终确定改扩建按方案3进行改造，即主井出矿105万t/a通过改造原选厂来完成，副井出矿15万t/a通过新建小选厂来完成。

3.2 工艺流程改造

为使整个碎矿系统畅通，在中碎前增设了洗矿系统，闭路筛分改为双层湿式洗矿筛，对筛中产物(5～12 mm)设置了干式磁选，即由原来的1次干式磁选(筛上产物)改成2次干选，磨选流程保持不变。扩建改造后工艺流程见图2。

图2 扩建改造后选厂(105万t/a)工艺流程

新建小选厂碎矿工艺流程为3段1闭路流程，筛分采用湿筛，破碎最终产品经1段干选后进入磨矿。磨选脱水流程与原选厂磨选脱水流程一致。其选矿工艺流程见图3。

图3 新建小选厂选矿工艺流程

3.3 改造后工艺设备选择方案

针对一期选厂改扩建和新建小选厂的特点，在核实各设备生产能力的基础上，在充分利用现有设备的基础上，对生产中能力偏紧或不能满足扩建要求的设备进行更换或新增。

由于原80万t/a选厂破碎筛分系统设备具有一定的富余能力，流程中增加1段干式磁选抛废，整个选厂处理原矿能力大幅提高。改造前1段干抛废石产率约13%，改造后2段干抛废石总产率约为30%，当处理规模从80万t/a扩至105万t/a时，进入磨选系统的矿石量实际增加很少，由于高频细筛更换为进口设备，磨选能力略有提高，因此能满足规模要求。该选厂只需进行中碎机、3号胶带的更换和第2段干选抛废作业的改造。中碎机原采用GP100S型，现更换为GP200S型；脱水车间原有3台GPT20-4盘式过滤机，能力不能满足120万t/a的处理量，现增加2台以满足设计需要。除此之外，因原GPS(SB)-6高频细筛的筛分效率太低，现改用2SG48-60W-5STK德瑞克高频振动细筛。另外为解决雨季矿石含泥多的问题，增加了一套洗矿系统和湿筛所需的配套设备，其他设备均沿用原有的。

新建小选厂处理规模为15万t/a，考虑到将来整个选厂的生产规模将达到150万t/a，由于改造后原选厂为105万t/a，小选厂能力应达到45万t/a，应业主要求，小选厂设备选择以45万t/a的规模选择。为节省投资，同时考虑到原选厂原有中碎机GP100S仍可满足小选厂的中碎处理能力，故在小选厂设计中仍保留使用，其他磨磁设备按45万t/a选择。

3.4 改造效果

改造后原选厂除增设了洗矿系统配置(位于主井的东侧)和选厂试化验室(位于精矿脱水车间东侧)外，其他厂房均沿用原选厂的；新建小选厂现位于原选厂主厂房的东南侧，为便于集中管理操作，将粗碎车间、中细碎车间、筛分车间、磨磁车间等主要厂房集中布置在一起；粗碎车间布置在出矿口副井旁边。小选厂的脱水与原选厂合并，在原有脱水车间的基础上进行扩建。改扩建后选厂厂区平面布置见图4。

图4 改扩建后选厂厂区平面布置

4 结 语

某选厂为将处理能力由80万t/a提升为120万t/a，从改扩建的工艺流程、设备选择和配置、场地利用和厂房布置、新老系统的衔接等几个方面探讨了该选矿厂的扩建方案。经比较，确定改扩建的最佳方案为主井105万t/a通过改造原选厂来完成，副井15万t/a通过新建小选厂来完成，为其他选矿厂改扩建提供了参考借鉴。

2015-02-16)

谭燕葵(1980—)，女，工程师，330031 江西省南昌市红谷滩新区前湖大道888号。