一、研究的背景與問(wèn)題
隨著我國(guó)鋼鐵行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化的需求和綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展的要求，球團(tuán)礦作為高爐的優(yōu)質(zhì)原料越來(lái)越受到業(yè)界的青睞，在球團(tuán)冶煉過(guò)程中，原料鐵精粉中的硅含量對(duì)球團(tuán)質(zhì)量有著重要影響。我國(guó)鐵礦石普遍具有“貧、細(xì)、雜”的特點(diǎn)，貧鐵礦約占總儲(chǔ)量的94.6%，受礦石性質(zhì)影響鐵精粉普遍存在精礦品位低、硅含量較高的問(wèn)題。研山鐵礦屬“鞍山式”沉積變質(zhì)鐵礦床，礦石全部為貧鐵礦，磨選系統(tǒng)共有三個(gè)系列，其中Ⅰ系列為氧化礦流程，Ⅲ系列為磁鐵礦流程，Ⅱ系列為雙流程系統(tǒng)，根據(jù)采場(chǎng)供礦條件，既可以加工氧化礦，也可以加工磁鐵礦。氧化礦系列采用“階段磨礦、粗細(xì)分級(jí)、重選—強(qiáng)磁—陰離子反浮選”工藝流程，原生礦系列采用“預(yù)選拋尾、階段磨礦、階段磁選+淘洗精選”工藝流程，原生礦精礦品位可以達(dá)到66.2%以上，SiO?含量在6.5%以下。
研山鐵礦為河鋼礦業(yè)主力礦山，生產(chǎn)的鐵精粉主要為唐鋼新區(qū)供料。因鐵精粉中SiO?含量較高、粒度較粗、成球性不好，配加以后對(duì)球團(tuán)質(zhì)量影響較大，目前唐鋼新區(qū)熔劑性球團(tuán)中自產(chǎn)鐵精粉配比較低，球團(tuán)生產(chǎn)對(duì)優(yōu)質(zhì)進(jìn)口精粉資源的依賴性較大。面對(duì)這一現(xiàn)狀，為進(jìn)一步提高自產(chǎn)鐵精粉質(zhì)量，降低鐵精粉中SiO?含量，從而降低球團(tuán)生產(chǎn)對(duì)進(jìn)口鐵精粉的依賴度顯得尤為重要。自2022年1月開(kāi)始，針對(duì)低硅粉外購(gòu)形勢(shì)，為滿足集團(tuán)內(nèi)部?jī)?yōu)質(zhì)低硅鐵精粉需求，研山鐵礦開(kāi)展提鐵降硅工藝優(yōu)化研究，保證鐵精粉硅含量降低至5%以下，真正肩負(fù)起保障河鋼集團(tuán)供應(yīng)鏈安全的重要使命，實(shí)現(xiàn)集團(tuán)總體效益最大化。
提鐵降硅主要是解決貧連生體與單體礦物有效分離的技術(shù)，其他同類型選礦廠如鞍鋼各大礦山選礦廠，均結(jié)合自身礦石性質(zhì)及生產(chǎn)工藝流程開(kāi)展過(guò)相關(guān)技術(shù)研究，細(xì)篩再磨工藝、高頻振動(dòng)篩、磁選柱、淘洗機(jī)等高效選別設(shè)備均在選礦廠得到了廣泛應(yīng)用。前期針對(duì)提高精礦品位、降低硅含量的相關(guān)技術(shù)研究已經(jīng)比較成熟，但主要側(cè)重于考慮精礦質(zhì)量的提升，而對(duì)于精礦品位提高后如何降低對(duì)精礦產(chǎn)量的影響研究的還不夠深入。
二、解決問(wèn)題的思路與技術(shù)方案
為快速實(shí)現(xiàn)精礦產(chǎn)品質(zhì)量的提升，通過(guò)系統(tǒng)地開(kāi)展提鐵降硅工藝研究，充分了解現(xiàn)有生產(chǎn)模式下各種精礦產(chǎn)品礦石性質(zhì)以及精礦品位提升的可行性，結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果制定生產(chǎn)流程調(diào)試方案并開(kāi)展流程調(diào)試工作。待調(diào)整后的工藝流程穩(wěn)定后，通過(guò)進(jìn)行全流程考察，系統(tǒng)掌握調(diào)整后的生產(chǎn)工藝流程現(xiàn)狀以及流程中存在的問(wèn)題，摸清影響鐵精粉產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量提升的制約性因素并研究制定下一步優(yōu)化調(diào)整方案，減少精礦質(zhì)量波動(dòng)。在穩(wěn)定精礦質(zhì)量的同時(shí)，針對(duì)精礦品位提升對(duì)精礦產(chǎn)量造成的不利影響，本著工序服從的原則，從穩(wěn)定供礦根源處著手，從強(qiáng)化破碎管理抓起，以選礦技術(shù)優(yōu)化改造為著力點(diǎn)，開(kāi)展以穩(wěn)質(zhì)增產(chǎn)為目標(biāo)的技術(shù)優(yōu)化改造與研究，先后進(jìn)行了干選甩廢系統(tǒng)優(yōu)化改造、破碎產(chǎn)品粒度優(yōu)化研究、氧化原生分流控制技術(shù)研究、淘洗機(jī)溢流處理方式優(yōu)化改造、重選精礦淘洗精選改造等技術(shù)改造，最終形成了適合研山鐵礦生產(chǎn)應(yīng)用的提鐵降硅關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)精礦質(zhì)量與產(chǎn)量的穩(wěn)定與提升。
圖1項(xiàng)目技術(shù)方案
三、主要?jiǎng)?chuàng)新性成果
1、氧化、原生系統(tǒng)分流控制技術(shù)
通過(guò)進(jìn)行生產(chǎn)工藝調(diào)試，初步實(shí)現(xiàn)原生礦精礦中硅含量達(dá)到5%以下，但由于礦石性質(zhì)波動(dòng)，精礦質(zhì)量波動(dòng)較為頻繁。為進(jìn)一步穩(wěn)定精礦指標(biāo)，同時(shí)考慮逐步提高精礦產(chǎn)量，根據(jù)前期試驗(yàn)結(jié)果，鑒于浮選精礦硅含量較低（約2.0%左右），將部分浮選精礦分流到原生礦精礦大井，并將原生礦過(guò)濾機(jī)濾液及部分原生礦精礦直接分流到氧化礦大井，形成了用兩個(gè)區(qū)的浮選精礦調(diào)節(jié)原生礦精礦品位及含硅量，用部分原生礦淘洗機(jī)精礦調(diào)節(jié)兩個(gè)過(guò)濾濃縮池負(fù)荷的生產(chǎn)方式，實(shí)現(xiàn)了氧化、原生兩個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)量與質(zhì)量的大平衡，精礦指標(biāo)更趨于穩(wěn)定；同時(shí)，可以適當(dāng)降低原生礦系統(tǒng)磨礦細(xì)度，提高流程處理量，進(jìn)而提高高品低硅精粉產(chǎn)量。
通過(guò)細(xì)磨的手段雖有效提高了精礦品位，但對(duì)流程處理量影響較大，通過(guò)實(shí)施氧化、原生分流控制技術(shù)，磨礦細(xì)度由-200目88%-90%降低至85%-86%，因此，將部分高頻細(xì)篩篩片換回到0.12mm，磨機(jī)臺(tái)時(shí)可以提高20t/h左右。
2、淘洗機(jī)溢流并入氧化礦處理優(yōu)化改造
通過(guò)進(jìn)行氧化、原生系統(tǒng)分流控制改造后，原生礦精礦品位基本穩(wěn)定在67.5%以上、硅含量5%以下。但隨著臺(tái)時(shí)的提高，三系列循環(huán)量增大，淘洗機(jī)溢流量也相應(yīng)增大，且溢流掃選精礦品位在50%左右，大量的掃選精礦返回流程導(dǎo)致二段磨機(jī)負(fù)荷增大，磨礦效果變差。針對(duì)這一問(wèn)題，為保證精礦品位，對(duì)淘洗機(jī)溢流掃選精礦并入氧化礦系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造，新增管道將三系列淘洗機(jī)掃選精礦引到二系列精螺給礦泵池，原精礦管路保留，可實(shí)現(xiàn)掃選精礦進(jìn)入三系列原生礦流程與二系列氧化礦流程的自由切換。正常生產(chǎn)情況下，淘洗機(jī)掃選精礦進(jìn)入重選流程進(jìn)行選別，經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐，對(duì)氧化礦流程影響較小。改造后，原生礦流程循環(huán)量過(guò)大的問(wèn)題也得到了初步緩解。
3、重選精礦淘洗精選技術(shù)改造
氧化礦浮選精礦向原生礦分流后，原生礦精礦品位得到了有效提升且比較穩(wěn)定，但受礦石性質(zhì)波動(dòng)影響，氧化礦精礦品位波動(dòng)較大，且部分時(shí)段硅指標(biāo)偏高影響銷售。對(duì)此，進(jìn)行了一、二系列重選精礦的淘洗機(jī)精選試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如下：
試驗(yàn)表明，重選精礦經(jīng)過(guò)淘洗機(jī)選別后最終精礦品位可以提高至64%以上，說(shuō)明粗粒的重選精礦通過(guò)淘洗機(jī)精選后能進(jìn)一步提高品位，因此，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件進(jìn)行了重選精礦淘洗精選技術(shù)改造，改造后重精品位提高了2%左右，取得了較好效果。
四、應(yīng)用情況與效果
本項(xiàng)目通過(guò)系統(tǒng)地開(kāi)展提鐵降硅工藝技術(shù)研究，快速實(shí)現(xiàn)了精礦中硅含量的降低。在穩(wěn)定精礦質(zhì)量的同時(shí)，針對(duì)精礦品位的提升對(duì)精礦產(chǎn)量造成的不利影響，先后進(jìn)行了干選甩廢系統(tǒng)優(yōu)化改造、破碎產(chǎn)品粒度優(yōu)化研究、氧化原生分流控制技術(shù)研究、淘洗機(jī)溢流處理方式優(yōu)化改造、重選精礦淘洗精選改造等技術(shù)改造，最終形成了適合研山鐵礦生產(chǎn)應(yīng)用的提鐵降硅關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)量的穩(wěn)定與提升。研山鐵礦提鐵降硅工藝技術(shù)目前已成功應(yīng)用到研山鐵礦并取得了良好效果。從前期生產(chǎn)調(diào)試、破碎系統(tǒng)升級(jí)改造、選礦系統(tǒng)技術(shù)研究等方面提出了提鐵降硅、穩(wěn)質(zhì)增產(chǎn)技術(shù)優(yōu)化措施，已形成比較成熟的技術(shù)管理體系，對(duì)具有相似工藝流程的其他礦山具有借鑒及指導(dǎo)意義。通過(guò)開(kāi)展提鐵降硅技術(shù)研究與應(yīng)用，研山鐵礦實(shí)現(xiàn)原生礦系列精礦硅含量降至5%以下，在最初低硅精粉產(chǎn)量的基礎(chǔ)上提高了400噸/天，且通過(guò)進(jìn)行上述各項(xiàng)技術(shù)改造實(shí)現(xiàn)了氧化礦和原生礦兩個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)量和質(zhì)量的大平衡，充分釋放了產(chǎn)線生產(chǎn)能力。
