第３ｌ卷第２期　２０１１年０４月　矿　冶　工　程　ＭＩＮＩＮＧ　ＡＮＤ　ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　Ｖｏ１．３１№２　Ａｐｒｉｌ　２０１１　

某铬铁矿选厂的工艺设备升级改造①　

孙竞，张志荣　

（洒泉钢铁集团有限责任公司，甘肃嘉峪关７３５１００）　

摘要：对某铬铁矿选厂的选别流程及设备进行了考查，论述了块矿和碎矿重介质选矿、粉矿螺旋溜槽选矿以及尾矿处理工艺中　存在的设备制约因素。依据已有工艺技术装备的性能，通过适当的技术改造，实现了生产能力的升级。改造后生产工艺合理，系统　能力匹配、均衡，最终产品产量及质量均迅速达到了预期日标，满足了后续生产工序的需求。　关键词：铬铁矿；重介质选；工艺设备；升级改造　中图分类号：ＴＤ９２２　文献标识码：Ａ　文章编号：０２５３—６０９９（２０１１）０２—００３９—０３　

Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ　Ｕｐｇｒａｄｅ　ｏｆ　ａ　Ｃｈｒｏｍｉｔｅ　Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ　

ＳＵＮ　Ｊｉｎｇ，ＺＨＡＮＧ　Ｚｈｉ—ｒｏｎｇ　

（Ｊｉｕｑｕａｎ　Ｉｒｏｎ＆Ｓｔｅｅｌ（Ｇｒｏｕｐ）Ｃｏ　Ｌｔｄ，Ｊｉａｙｕｇｕａｎｇ　７３５１００，Ｇａｎｓｕ，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｅｎｅｆｉｃｉａｔｉｏｎ　ｆｌｏｗｓｈｅｅｔ　ａｎｄ　ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ　ｏｆ　ａ　ｃｈｒｏｍｉｔｅ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ　ｗｅｒｅ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ，ａｎｄ　ｓｏｍｅ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ—ｄｅ—　ｐｅｎｄｅｎｔ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｆｏｒ　ｈｅａｖｙ　ｍｅｄｉｕｍ　ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍａｓｓｉｖｅ　ａｎｄ　ｃｒｕｓｈｅｄ　ｏｒｅｓ，ｓｐｉｒａｌ　ｃｈｕｔｅ　ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｆｉｎｅ　ｏｒｅ，ａｎｄ　ｔａｉｌｉｎｇｓ　ｄｉｓｐｏｓａｌ　ｗｅｒｅ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ，ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｒｅｎｏｖａｔｉｏｎ　

ｗａｓ　ａｐｐｌｉｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｗａｓ　ｕｐｇｒａｄｅｄ．Ａｆｔｅｒ　ｔｈｅ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｐａｒｔｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｗｈｏｌｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｒｅ　ｍａｔｃｈｉｎｇ　ａｎｄ　ｂａｌａｎｃｅ　ｉｎ　ｃａｐａｃｉｔｙ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ　ａｎｄ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　ｆｉｎａｌ　ｐｒｏｄｕｃｔｓ　ｃａｎ　ａｃｈｉｅｖｅ　ｔｈｅ　ａｎｔｉｃｉｐａｔｅｄ　ｔａｒ—　ｇｅｔ　ａｎｄ　ｍｅｅｔ　ｔｈｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅ　ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｈｒｏｍｉｔｅ；ｈｅａｖｙ　ｍｅｄｉｕｍ　ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ；ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ　ｆａｃｉｌｉｔｙ；ｕｐｇｒａｄｅ　ａｎｄ　ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　

某铬铁矿选厂自投产后，由于原料条件的变化，造　

成实际生产中的流程工艺参数、作业技术指标及各系　

统作业量与设计偏差较大，工艺故障频繁、作业率低、　

回收率低，综合产品产量与质量无法满足后续工序生　

产需求，影响到企业整体经济效益。因此，根据变化的　原料条件，考查由此而产生的工艺现状及设备缺陷，重　

点分析生产制约因素。在此基础上最大程度的发挥已　

有工艺设备潜能，进行必要和适当的工艺设备升级改　

造，实现对生产过程的有效控制，以提升最终产品产量　

与质量。　

１　系统工艺流程及设备考查　

１．１　工艺流程　该选矿厂处理来自矿【ＩＩ的铬铁矿石，原设计规模　为９０万吨／年。工艺流程为：原矿（一１００　ｍｍ）破碎后　原矿卸料到原料堆，经皮带送料至湿式双层筛，筛分为　

一１００＋２０　ｍｍ块矿、一２０＋２　ｍｍ碎矿和一２　ｍｍ粉矿　后块矿重介质选别，碎矿重介质选别、球磨后会同粉矿　进入螺旋溜槽重选，最终产品为一１００＋２０　ｍｍ块精矿　

和一２　ｍｍ粉精矿。＋２　ｍｍ废石进入废石收集系统外　

运，一２　ｍｍ尾矿经沉淀池处理后泵送至尾矿坝。　

１．２工艺设备考查结果分析　

根据实际原料条件，对现有生产工艺设备进行全　面考查，以深入掌握各作业运行情况，对存在问题的作　

业重点分析，找到问题的原因所在。　

１）系统实际原矿处理能力。由于投产后自产井　

下原矿供应量严重不足，且品位较低，为保证后续工序　

生产需要，该厂被迫频繁交替处理不同来源、低品位的　

露采原矿及外购矿。实际原矿（一１００　ｌｎｍ）处理量与　

最大设计参数对比见表１。　

表１　实际原矿处理量与设计参数对比　

项目　原矿／（ｔ．处理ｈ－Ｉ量）原矿Ｃ／ｒ２％０　位综　懈选厂　率　

①收稿日期：２０１０—１０．２８　作者简介：孙竞（１９７０一），男，陕西西安人，工程师，工商管理硕士，主要从事选矿机械设备研发与管理工作。

　矿冶工程　第３１卷　

由表１可见，虽然实际处理原矿量并未达到最大　

设计能力，但是湿式双层筛已运行在满负荷状态下，而　且筛下的块矿仓、碎矿仓和粉矿箱均未设置一定的缓　

冲能力，任何选别系统的过负荷或者是工艺设备故障　

均导致供料停止或全厂停机，使选厂作业率受到很大　的影响。因此，提升湿式双层筛能力并设置相应的缓　冲能力，保证各系统生产的均衡性是提高原矿处理能　力的必要措施。　

２）块矿系统生产能力分析。原矿中铬矿和混合　脉石密度各为４．１和３．０　ｇ／ｅｍ　，属易重选分离的矿　

石，故采用重介质选是较好的方法。块矿（一１００＋２０　ｍｍ）重介质选别采用重力式转鼓分选器，重介质操作　

密度设定为３．６　ｔ／ｍ　。根据台时量测试结果，其实际　生产能力与设计参数对比见表２。　

表２块矿处理量与设计参数对比　

由表２可见，块矿在分选过程中，由于在分选器中　

浮出的废石达到了２１　ｔ／ｈ，已超过设备最大设计能力　２０　ｔ／ｈ，若增加供料将造成分选器堵料或降低成品质　量（废石无法全部浮出）。因此对应于低品位原块矿，　

块矿重力分选器的废石是制约生产能力提升的瓶颈所　在。同时，分选后的块矿与废石在同一个脱介筛上脱　

介，由于筛上废石也运行在超负荷状态下，重介质不能　完全从废石上冲洗回收，造成重介质损耗过大。所以，　

对块矿重力式转鼓分选器以及脱介筛进行升级改造是　提高块矿产率、降低重介质消耗的关键。　

３）碎矿及球磨系统生产能力分析。碎矿（一２０＋　２　ｍｍ）的重介质选别采用离心式旋流分选器，重介质　操作密度设定为３．３　ｔ／ｍ　。同样根据台时量测试结　果，其实际生产能力与设计参数对比见表３。　

表３碎矿球磨系统处理量与设计参数对比　表３数据仅在试生产期间获得。实际生产中，由　

于对碎矿重介质系统无法进行有效控制与操作，且重　

介质消耗极高，生产成本高，在进行多次尝试后，被迫　取消碎矿重介质分选工艺，所有碎矿不经选别全部送　球磨。生产试验表明，限于球磨机处理能力，在降低碎　

矿人料尺寸至一１０＋２　ｍｍ后，球磨机有能力进行３０　ｔ／ｈ未经选别的碎矿磨矿。就选矿厂整体而言，将　

一２Ｏ＋１０　ｍｍ碎矿分配到块矿系统中选别，无疑进一　步降低了整体原矿处理能力。因此对于较低品位的原　矿，要提升生产能力，需要真正解决碎矿不能有效选别　的问题。　４）螺旋溜槽与尾矿处理能力分析。来自湿式双　

层筛下的粉矿会同球磨后的粉矿（一２　ｍｍ），共同进入　螺旋溜槽选别回路，由一次粗选、两次精选、一次扫选　

组成，根据密度计及流量计测试计算结果，其实际生产　能力与设计参数对比见表４。　

表４螺旋溜槽与尾矿处理量与设计参数对比　

流程考查结果表明，粗选和精选螺旋溜槽的生产　能力足够，其给矿浓度适宜。但是扫选螺旋溜槽的设　

置与数量不能满足低品位粉矿的选别，其给矿浓度达　到５５％以上。过高的作业浓度使矿物难以获得充分　

有效的分选；而且矿浆容易在槽面上淤积，影响分选效　果。结果是扫选精矿的品位有些偏低，低于１６％，使　部分尾矿混入中矿重新回到精选流程，一方面易加重　

精选螺旋溜槽负荷，造成分选效果差；另一方面给获得　高质量粉精矿增加了难度。因此，对应于低品位的原　

矿，需要增加扫选螺旋溜槽的台数，降低扫螺的给矿浓　度，以提高螺旋溜槽的分选效果。　低品位原矿的生产，使粉矿尾矿的产生量大大超　过了尾矿设施的设计处理能力，表现为沉淀池严重超　

负荷，同时尾矿泵组根本无法将全部尾矿泵送至２　ｋｍ　外的尾矿坝。为了避免沉淀池与尾矿管出现堵塞故　

障，只有降低供料负荷，并间歇作业。为保证选厂正常　连续作业，作为临时处理措施，将扫选后的尾矿经特设　

在粉矿堆场一角的水力旋流器进行脱砂（底流）后在现　场临时堆存，然后汽车转运；造成现场操作环境恶劣，到　

处积水，粉精矿也易于受到污染。仅水力旋流器溢流回　

水进入沉淀池处理后泵送至尾矿坝。因此，应考虑选择　第２期　孙竞等：某铬铁矿选厂的工艺设备升级改造　４１　

适宜的工艺方案对过量的粉矿尾矿进行现场处理。　

２工艺设备升级改造方案　

由以上工艺设备考查分析结果可知，原料条件的　

变化造成了整个系统的工艺流程不均衡、设备操作困　难。要提高产品产量和质量，必须对各系统进行工艺　设备升级改造。本着经济适用的原则，对已有工艺设　

备升级改造，以优化工艺流程，使该选厂具备１８０　ｔ／ｈ　生产能力，即年处理１３０万吨原矿。　

２．１改造后工艺流程　依据以上所制定的选厂各系统改造方案，改造后　工艺流程如图１所示。　

一１００ｍｍ原矿　

块精矿　废石　

图１改造后工艺流程　尾矿　粉精矿　

２．２各系统设备升级改造方案　１）提高上料能力及各系统的缓冲能力。经核算，　

上料皮带驱动装置能力足够，需增加一个湿式双层筛，　其下分别增设块矿仓、碎矿仓和粉矿箱各一个，同样按　照一１００＋２０　ｍｍ块矿、一２０＋２　ｍｍ碎矿和一２　ｍｍ粉　矿进行原矿筛分，使综合处理原矿达到最大２００　ｔ／ｈ　

的能力。同时新增的块矿和碎矿仓设溢流装置，在块　矿或碎矿任一系统出现故障时，通过溢流装置将原矿　卸至现场，从而保证其他系统持续作业，以提高选厂的　

作业率。　２）提升块矿选别系统能力。置换一台重力式转　鼓分选器，使块矿处理能力达到６０～８０　ｔ／ｈ。新增一　台脱介筛用于废石的脱介，保留原脱介筛仅用于块精　

矿的脱介。同时，由于块矿系统分选器能力提升，重介　质用量增加，新增一台磁选机以保证重介质的回收能　

力与效率。　３）改造碎矿重介质系统。由于利用现有条件不　

能很好解决碎矿旋流器分选问题，经试验采用原块矿　重力式转鼓分选器，对４～２０　ｍｍ的碎矿具有一定的　选别能力，从而可利用置换下的重力式转鼓分选器对　

碎矿进行选别，以达到提升碎矿供料能力并降低球磨　机负荷的目的。　４）提高扫选螺旋溜槽能力。新增部分扫选螺旋　

溜槽，通过降低给矿浓度来保证扫选的分选效果；同时　对于处理不同低品位的原矿，可以调整扫选螺旋溜槽　

来控制中矿循环量可能产生的波动，保证粗选、精选螺　旋溜槽分选效果。　５）尾矿处理系统。增设水力旋流器和单层湿式　振动筛各一台，用于对螺旋溜槽选别后的尾矿进行处　理，即水力旋流器底流由单层湿式振动筛筛分出粉矿　尾矿中的大颗粒（＋０．５　ｍｍ）固体物，会同块矿、碎矿　

系统的废石由皮带输送至废石收集系统，筛下物同旋　流器溢流均送人沉淀池处理后泵至尾矿坝。相应提高　

尾矿泵组能力，其中最后一台泵采用变频调速控制，可　根据尾矿浓度实时调整速度，保持泵送压力稳定，避免　尾矿管堵料。　

３结　语　

２００９年受金融危机影响，该选矿厂停产半年。利　

用这段时间，根据制定的方案，进行了相应的工艺设备　升级改造。实践表明，改造后生产工艺合理，各系统能　力匹配、均衡，最终产品产量及质量均达到了预期目　

标，满足了后续生产工序的需求。　

（上接第３８页）　［５］　李海普，蒋玉仁，胡岳华，等．变性淀粉在铝硅矿物浮选分离中的　作用机理［Ｊ］．中国有色金属学报，２００１，ｌ１（４）：６９７—７０２．　［６］　熊道陵，胡岳华，贸治国，等．有机抑制剂在硫化矿浮选中抑制砷　黄铁矿的研究进展［Ｊ］．矿冶工程，２００４（２）：４２—４４．　［７］　熊道陵，胡岳华，覃文庆．一种新型有机抑制剂对铁闪锌矿与毒　砂浮选分离的影响研究［Ｊ］．矿冶工程，２００６，２６（３）：２３—２６．　［８］　董宏军，陈荩，毛钷凡．金属离子对红柱石的吸附与活化［Ｊ］．　有色金属，１９９６，４８（２）：３５—３９．　［９］　张剑锋，胡岳华，邱冠周．浮选有机抑制剂研究的进展［Ｊ］．有色　矿冶，２０００，１６（２）：１４一ｌ７．　［１０］　董宏军，陈荩，毛钜凡．金属离子对蓝晶石可浮性的影响及机　理研究［Ｊ］．非金属矿，１９９６（１）：２７—２９．