一、研究的背景與問題
隨著我國鋼鐵行業(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，球團礦作為高爐的優(yōu)質(zhì)原料越來越受到業(yè)界的青睞，在球團冶煉過程中，原料鐵精粉中的硅含量對球團質(zhì)量有著重要影響。我國鐵礦石普遍具有“貧、細、雜”的特點，貧鐵礦約占總儲量的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、粗細分級、重選—強磁—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，配加以后對球團質(zhì)量影響較大，目前唐鋼新區(qū)熔劑性球團中自產(chǎn)鐵精粉配比較低，球團生產(chǎn)對優(yōu)質(zhì)進口精粉資源的依賴性較大。面對這一現(xiàn)狀，為進一步提高自產(chǎn)鐵精粉質(zhì)量，降低鐵精粉中SiO?含量，從而降低球團生產(chǎn)對進口鐵精粉的依賴度顯得尤為重要。自2022年1月開始，針對低硅粉外購形勢，為滿足集團內(nèi)部優(yōu)質(zhì)低硅鐵精粉需求，研山鐵礦開展提鐵降硅工藝優(yōu)化研究，保證鐵精粉硅含量降低至5%以下，真正肩負起保障河鋼集團供應(yīng)鏈安全的重要使命，實現(xiàn)集團總體效益最大化。
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)工藝流程開展過相關(guān)技術(shù)研究，細篩再磨工藝、高頻振動篩、磁選柱、淘洗機等高效選別設(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，而對于精礦品位提高后如何降低對精礦產(chǎn)量的影響研究的還不夠深入。
二、解決問題的思路與技術(shù)方案
為快速實現(xiàn)精礦產(chǎn)品質(zhì)量的提升，通過系統(tǒng)地開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)合試驗結(jié)果制定生產(chǎn)流程調(diào)試方案并開展流程調(diào)試工作。待調(diào)整后的工藝流程穩(wěn)定后，通過進行全流程考察，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。在穩(wěn)定精礦質(zhì)量的同時，針對精礦品位提升對精礦產(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，從強化破碎管理抓起，以選礦技術(shù)優(yōu)化改造為著力點，開展以穩(wěn)質(zhì)增產(chǎn)為目標的技術(shù)優(yōu)化改造與研究，先后進行了干選甩廢系統(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)，進而實現(xiàn)精礦質(zhì)量與產(chǎn)量的穩(wěn)定與提升。
圖1項目技術(shù)方案
三、主要創(chuàng)新性成果
1、氧化、原生系統(tǒng)分流控制技術(shù)
通過進行生產(chǎn)工藝調(diào)試，初步實現(xiàn)原生礦精礦中硅含量達到5%以下，但由于礦石性質(zhì)波動，精礦質(zhì)量波動較為頻繁。為進一步穩(wěn)定精礦指標，同時考慮逐步提高精礦產(chǎn)量，根據(jù)前期試驗結(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，并將原生礦過濾機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精礦調(diào)節(jié)兩個過濾濃縮池負荷的生產(chǎn)方式，實現(xiàn)了氧化、原生兩個系統(tǒng)產(chǎn)量與質(zhì)量的大平衡，精礦指標更趨于穩(wěn)定；同時，可以適當降低原生礦系統(tǒng)磨礦細度，提高流程處理量，進而提高高品低硅精粉產(chǎn)量。
通過細磨的手段雖有效提高了精礦品位，但對流程處理量影響較大，通過實施氧化、原生分流控制技術(shù)，磨礦細度由-200目88%-90%降低至85%-86%，因此，將部分高頻細篩篩片換回到0.12mm，磨機臺時可以提高20t/h左右。
2、淘洗機溢流并入氧化礦處理優(yōu)化改造
通過進行氧化、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。但隨著臺時的提高，三系列循環(huán)量增大，淘洗機溢流量也相應(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)致二段磨機負荷增大，磨礦效果變差。針對這一問題，為保證精礦品位，對淘洗機溢流掃選精礦并入氧化礦系統(tǒng)進行優(yōu)化改造，新增管道將三系列淘洗機掃選精礦引到二系列精螺給礦泵池，原精礦管路保留，可實現(xiàn)掃選精礦進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，淘洗機掃選精礦進入重選流程進行選別，經(jīng)生產(chǎn)實踐，對氧化礦流程影響較小。改造后，原生礦流程循環(huán)量過大的問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)波動影響，氧化礦精礦品位波動較大，且部分時段硅指標偏高影響銷售。對此，進行了一、二系列重選精礦的淘洗機精選試驗，試驗結(jié)果如下：
試驗表明，重選精礦經(jīng)過淘洗機選別后最終精礦品位可以提高至64%以上，說明粗粒的重選精礦通過淘洗機精選后能進一步提高品位，因此，根據(jù)現(xiàn)場條件進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
本項目通過系統(tǒng)地開展提鐵降硅工藝技術(shù)研究，快速實現(xiàn)了精礦中硅含量的降低。在穩(wěn)定精礦質(zhì)量的同時，針對精礦品位的提升對精礦產(chǎn)量造成的不利影響，先后進行了干選甩廢系統(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)，進而實現(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。通過開展提鐵降硅技術(shù)研究與應(yīng)用，研山鐵礦實現(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，且通過進行上述各項技術(shù)改造實現(xiàn)了氧化礦和原生礦兩個生產(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。
