某大型磁鐵礦選礦廠設計優(yōu)化實踐

彭　成　姚俊元　景　巍

(河鋼集團礦業(yè)有限公司田興鐵礦)

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某大型磁鐵礦選礦廠設計優(yōu)化實踐

彭成姚俊元景巍

(河鋼集團礦業(yè)有限公司田興鐵礦)

摘要結(jié)合某大型選礦廠的初步設計，通過對類似選礦廠的考察，本著布局緊湊，節(jié)省占地面積，多碎少磨，能拋早拋，流程順行的原則，在保障工藝可行的基礎(chǔ)上，對總平面布置、工藝流程等方面進行了設計優(yōu)化。按優(yōu)化后的設計方案進行投資建廠，工藝流程更合理、高效、順暢，投資更省、運行成本更低。

關(guān)鍵詞選礦廠設計平面布置工藝流程優(yōu)化

大型選礦廠普遍采用國內(nèi)外先進的技術(shù)和設備，實現(xiàn)生產(chǎn)與管理系統(tǒng)的自動化、數(shù)字化[1]，努力通過引進先進技術(shù)降低基建投資與后期運行成本。因此，選礦廠設計階段的優(yōu)化工作尤為重要。本文結(jié)合某大型選礦廠的初步設計，介紹了選礦廠區(qū)的總平面布置、選礦工藝等方面的優(yōu)化情況，為類似選礦廠的建設提供參考。

1工程概況

某大型鐵礦床屬鞍山式沉積變質(zhì)型地下磁鐵礦床，區(qū)內(nèi)礦石低硫磷、呈酸性，平均鐵品位28.29%。選礦廠設計處理能力為2 000萬t/a，采用單一磁選流程進行選別，鐵精礦全鐵品位不小于66%。

選礦廠主要車間有中碎車間、篩分車間、干選車間、中間儲礦堆、高壓輥磨車間、濕式篩分車間、廢石倉、主廠房、過濾車間、轉(zhuǎn)運站等。選礦廠為平地建廠，考慮各車間盡量集中布置，功能分區(qū)清晰明確，便于統(tǒng)一管理。破碎、篩分車間在選礦廠區(qū)西面集中布置，主廠房、過濾車間在東面集中布置。

2總平面布置優(yōu)化

總平面設計在整個工程設計中起著關(guān)鍵作用，涉及因素很多，由廠區(qū)地質(zhì)地形條件、生產(chǎn)工藝流程、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、外部協(xié)作條件、設備的裝備水平、管理水平等諸多條件決定[2]。該項目設計的原則是在滿足選礦工藝要求的前提下，充分做到布局緊湊、功能分區(qū)合理、物流運輸短捷順暢、建構(gòu)筑物造型協(xié)調(diào)美觀，兼顧安全、防火、環(huán)保等要求，同時根據(jù)自然地形條件，減少土石方工程量，節(jié)省用地和投資。

2.1原設計的總平面布置

生產(chǎn)工藝流程是總平面布置的基礎(chǔ)，該選礦廠以主井井塔樓為起點，由南向北依次布置原礦緩沖倉、破碎車間、篩分車間、干選車間，然后由北向南依次布置中間儲礦堆、高壓輥磨車間、主廠房、過濾車間，泵站、檢修設施、庫房、辦公樓等公輔設施在流程線兩側(cè)穿插布置。原選礦廠的總平面布置見圖1。

圖1　原設計總平面布置

1—采礦井口區(qū)；2—原礦緩沖倉；3—中碎車間；4—篩分車間；5—干選車間；6—中間儲礦堆；7—高壓輥磨車間；8—濕式預選車間；9—主廠房；10—過濾車間；11—濃縮池；12—循環(huán)水泵站；13—總砂泵站；14—庫房；15—選礦辦公區(qū)；16—綜合辦公區(qū)；17—停車場

2.2優(yōu)化后的總平面布置

總平面布置的優(yōu)化以節(jié)省投資、降低成本為思路進行。通過調(diào)整篩分車間的結(jié)構(gòu)與設備布置，將干選車間并入篩分車間；中間儲礦堆由南北向布置改為東西向布置，并以此為轉(zhuǎn)折點，向南出料；取消中間儲礦堆與高壓輥磨車間之間的轉(zhuǎn)運站，在保證皮帶角度與提升高度的前提下，盡量使各車間廠房緊湊。優(yōu)化后的選礦廠總平面布置見圖2。

圖2　優(yōu)化后的選礦廠總平面布置

1—采礦井口區(qū)；2—原礦緩沖倉；3—中細碎車間；4—篩分干選車間；5—中間儲礦堆；6—高壓輥磨車間；7—濕式篩分車間；8—主廠房；9—過濾車間；10—濃縮池；11—循環(huán)水泵站；12—總砂泵站；13—庫房；14—辦公區(qū)

選礦廠的總平面布置優(yōu)化后，減少了單獨的干選車間及1個轉(zhuǎn)運站，廠區(qū)總長度縮短約80m，節(jié)省征地約35 840m2。

3工藝流程優(yōu)化

3.1原設計工藝流程

原礦在井下粗碎至250～0mm后提升至地面，閉路中碎至50～0mm后干選拋廢，干選精礦給入高壓輥磨機(邊料返回)，輥磨產(chǎn)品大粒度濕式預選精礦經(jīng)主廠房兩階段磨礦弱磁選、淘洗磁選機精選后給入精礦濃縮池，濃縮后的精礦在過濾車間過濾。

3.2工藝流程優(yōu)化

由于高壓輥磨破碎為“層壓破碎”，設備具有破碎效率高、生產(chǎn)能力大、能量利用率高、產(chǎn)品粒度細、易從解離面破碎等特點，因而能有效降低碎磨能耗、提高入磨量、改善選別指標[3]。兄弟礦山的生產(chǎn)實踐表明，高壓輥磨機用于超細碎作業(yè)效果較好，適宜的給礦粒度為25～0mm左右、產(chǎn)品粒度為4～0mm左右。因此，現(xiàn)場宜增設細碎作業(yè)，將高壓輥磨機給礦粒度降低至20～0mm，高壓輥磨機通過閉路破碎將產(chǎn)品粒度降低至3～0mm。這一工藝流程的優(yōu)化有助于提高濕式粗粒拋尾量，減少入磨量、提高入磨品位，實現(xiàn)多碎少磨、提前拋尾的目標。

精礦濃縮作業(yè)是為了給過濾作業(yè)提供適宜濃度的礦漿，設計過濾作業(yè)的給礦濃度為50%～60%，而淘洗磁選機精礦濃度最高可達70%，超過過濾作業(yè)的濃度要求，因此無需精礦濃縮作業(yè)。

3.3優(yōu)化后的工藝流程

通過上述工藝優(yōu)化，確定的最終工藝流程為原礦在井下粗碎至250～0mm后提升至地面，經(jīng)2段1閉路破碎至20～0mm后干選拋廢，儲存在中間儲礦堆的干選精礦給入高壓輥磨機閉路破碎(濕式篩分，篩孔寬3mm)，輥磨產(chǎn)品送主廠房濕式粗粒預選，粗精礦經(jīng)兩階段磨礦弱磁選、淘洗磁選機精選后送過濾車間過濾。

4結(jié)語

某大型磁鐵礦選礦廠的設計優(yōu)化汲取了兄弟礦山的成功經(jīng)驗、充分利用了設備自身的優(yōu)良性能，因而設計優(yōu)化是成功的。這些優(yōu)化既有利于減少礦山的投資，又有利于降低選礦廠的生產(chǎn)成本。

參考文獻

[1]褚凡，王占樓，張蕾，等.PLC技術(shù)在北洺河鐵礦選礦廠的應用[J].金屬礦山，2007(7):57-60.

[2]來欣捧.現(xiàn)代化選礦廠總平面布置優(yōu)化與景觀設計[J].中國礦山工程，2015(3):41-45.

[3]魏煥民，劉桂林，趙崢崢，等.研山鐵礦高壓輥磨機工藝參數(shù)優(yōu)化實驗[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2013(10):156-157.

(收稿日期2016-04-05)

彭成(1987—)，男，助理工程師，063700 河北省唐山市灤縣響嘡鎮(zhèn)。