磁鐵礦選礦廠節(jié)能降耗的途徑
目前我國已進(jìn)入了節(jié)能型社會(huì)，而且能源成本愈來愈高，這就要求礦山企業(yè)根據(jù)自身不同條件，從細(xì)微處人手，找出節(jié)能降耗的關(guān)鍵點(diǎn)，實(shí)施相應(yīng)節(jié)能技術(shù)和措施，降本增效。
選礦過程包括破碎、磨礦、選別、濃縮、過濾、物料輸送等多個(gè)環(huán)節(jié)，如何在保證選礦技術(shù)指標(biāo)的前提下，最大限度地降低選礦成本，節(jié)能降耗是選礦企業(yè)面臨的主要問題。
1、多碎少磨，確定合理的入磨粒度
選礦廠礦物加工過程中60%左右的能耗消耗于礦石的碎磨作業(yè)中。生產(chǎn)實(shí)踐證明，選礦廠碎磨作業(yè)能耗分配為：破碎20%~30%，磨礦70%~80%。因此選礦節(jié)能首先要在碎磨階段下功夫。我國大部分礦山均屬于正在生產(chǎn)的選廠，破碎磨礦設(shè)備已基本固定，設(shè)備改造相對(duì)較困難，因此如何在破碎和磨礦能力平衡上下功夫，這就要求在保證破碎能力的基礎(chǔ)上，合理調(diào)整各段破碎機(jī)的排礦口，充分發(fā)揮破碎系統(tǒng)的綜合能力，使破碎系統(tǒng)的最終粒度尺下降，減少磨礦段的壓力，增加磨礦效率，從而提高選礦廠的整體能力。
對(duì)于新建礦山，應(yīng)充分考慮“多碎少磨”的因素，設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)實(shí)際情況，在技術(shù)合理的基礎(chǔ)上，適當(dāng)擴(kuò)大破碎能力的設(shè)計(jì)，合理減小破碎粒度，從而降低選廠能耗。
2、通過試驗(yàn)和現(xiàn)場測試，確定合理的干選指標(biāo)
磁鐵礦選礦廠礦石人磨前的預(yù)選，是選礦廠節(jié)能降耗的主要突破口。但由于近幾年鐵精粉價(jià)格波動(dòng)較大，選礦廠作為市場競爭的參與者，要根據(jù)市場價(jià)格和礦石的具體性質(zhì)，隨時(shí)調(diào)整入磨前礦石干選指標(biāo)，做到合理甩出廢石，達(dá)到選礦廠利潤的最大化。
2.1、調(diào)整干選分料板高度
分料隔板高度直接影響著磁滑輪的選別效果，分料隔板過低，使極貧磁鐵礦塊得不到較好的回收，降低了礦石資源的利用率；分料隔板過高，脈石礦物拋出不徹底，影響磁滑輪的選別效果。根據(jù)具體情況適當(dāng)調(diào)整干選分料板高度，使干選既能保證一定的拋尾比例，又能使非磁性礦物得到較好的拋出。
2.2、調(diào)整干選分料板與磁滾筒的距離
分料板與磁滾筒的距離是預(yù)選工藝中一個(gè)重要的參數(shù)，分料隔板距離越小，貧磁鐵礦塊得不到較好的回收，降低了礦石資源的利用率；分料隔板距離越大，脈石礦物得不到較好的分離，人磨品位下降，不利于磨選效率的發(fā)揮。根據(jù)礦石性質(zhì)及時(shí)調(diào)整分料板與滾筒的距離，使脈石得到充分的拋出，同時(shí)保證磁性產(chǎn)品的充分回收，保證干選精礦的回收率。
2.3、增加料層平料器，盡量使干選料層薄而均勻
磁滑輪是永磁干選設(shè)備，距離筒表面越遠(yuǎn)，磁力衰減得越厲害，料流過厚會(huì)造成磁性顆粒與非磁性顆粒相互夾雜，影響礦石的分選效果，若能實(shí)現(xiàn)顆粒在皮帶上單層分布最為理想。要求在干選前增加料層平料器，盡量利用皮帶的有效寬度，使干選料層薄而均勻，保證干選效果。
2.4、粉礦濕式預(yù)選
礦石預(yù)選中的干選工藝，一方面受礦石料層的影響，另一方面由于干選礦物料料層的夾雜，礦石中的廢石不能被充分脫除。根據(jù)推算，即使干選效果良好，仍有約1/3已單體解離的廢石不能分選出來。近年來，由于釹鐵硼高磁能磁性材料的應(yīng)用，成功研制了濕式預(yù)選磁選機(jī)，磁選機(jī)分選區(qū)表面磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到0.3T以上，可以處理15~Omm的礦石，為磁鐵礦石預(yù)選工藝的優(yōu)化提供了設(shè)備條件。
超細(xì)碎—濕式磁選拋尾工藝即是將礦石細(xì)碎至5mm或3mm以下，然后用永磁中場強(qiáng)磁選機(jī)進(jìn)行濕式磁選拋尾。該工藝對(duì)于節(jié)能降耗、有效利用極貧鐵礦石和提高最終鐵精礦質(zhì)量具有特別重要的意義。馬鋼高村鐵礦為了開發(fā)利用品位20%以下鐵礦石，試驗(yàn)采用高壓輥磨機(jī)將礦石細(xì)碎至3mm以下，中場強(qiáng)濕式磁選拋除60%左右粗粒尾礦，將人磨物料的鐵品位提高至40%左右，經(jīng)再磨再選后獲最終鐵精礦。建龍礦業(yè)的寬城鐵礦的柱磨機(jī)、山東萊蕪鐵礦等的錘碎機(jī)，均可使人選物料的粒度降至-5mm占80%以上，可拋除產(chǎn)率30%~40%的粗粒尾礦。
3、改善磨礦分級(jí)選別參數(shù)，提高磨礦效率
3.1、磨礦濃度
磨礦濃度的高低，與所磨物料的性質(zhì)有關(guān)，給礦粒度大、礦石硬度高及密度大的物料，磨礦濃度應(yīng)高些。反之應(yīng)適當(dāng)降低磨礦濃度。一般一段磨礦濃度為75%~82%，二段磨礦濃度為65%~72%。
對(duì)于選礦廠來說，由于有原礦物料的加入，通過水量調(diào)整和加強(qiáng)分級(jí)機(jī)操作，一段磨礦能較好保證，但對(duì)于第二段磨礦，由于物料一般來自粗磁選精礦，要求加強(qiáng)粗磁選的操作，并使用沉沒式加長螺旋分級(jí)機(jī)作為二段給料濃縮設(shè)備，提高二段磨礦濃度，從而提高磨礦效率。
3.2、制定合理的加球制度
鋼球?qū)δC(jī)的生產(chǎn)率產(chǎn)生較大的影響，球徑的選擇直接關(guān)系到磨礦的效率，選擇介質(zhì)的大小應(yīng)根據(jù)物料的性質(zhì)、粒度等來決定。合理的加球制度包括加球量、球徑大小以及加球的間隔時(shí)間，它與磨礦物料的粒度、硬度、濃度有關(guān)。多個(gè)選礦廠的實(shí)踐證明，段希祥教授推導(dǎo)的球徑半理論公式計(jì)算較合適。
3.3、提高分級(jí)效率，增加選礦廠生產(chǎn)能力
為了既得到合適粒度又避免礦石過磨，與分級(jí)設(shè)備組成閉路磨礦系統(tǒng)。分級(jí)作業(yè)對(duì)磨選生產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)能降耗起著關(guān)鍵的作用。
一段磨礦采用格子型球磨機(jī)（處理能力大）還是使用溢流型球磨機(jī)（處理能力小），以及使用螺旋分級(jí)機(jī)還是旋流器與之配套，應(yīng)把分級(jí)效率和磨礦能力結(jié)合起來考慮。
二段磨礦如果設(shè)計(jì)分級(jí)粒度-200目在80%~90%，分級(jí)設(shè)備可考慮采用旋流器或細(xì)篩，或者把兩種分級(jí)設(shè)備結(jié)合起來使用，即磨礦產(chǎn)品給旋流器，旋流器溢流給入細(xì)篩再控制分級(jí)。
4、推廣新設(shè)備、優(yōu)化選礦工藝流程
(1)磁選柱以“提質(zhì)、降雜、節(jié)能、降耗、增產(chǎn)、增效”的特點(diǎn)，迅速被推廣應(yīng)用，磁選柱超強(qiáng)的提前提取磁鐵礦單體顆粒的功能有利于減輕二、三段磨礦負(fù)荷，降低磨礦分級(jí)能耗。
(2)比較高頻振網(wǎng)篩、德瑞克高頻細(xì)篩和原尼龍細(xì)篩，其振動(dòng)強(qiáng)度提高1~2倍，其高頻率、低振幅的工作特點(diǎn)，有利于降低礦漿表面張力，既有利于細(xì)粒透篩，又有利于密度大顆粒透篩。生產(chǎn)實(shí)踐證明，高頻振網(wǎng)篩質(zhì)效率可達(dá)35%~45%，較普通振動(dòng)篩提高20%以上，有利于提前分出合格粒級(jí)，減少細(xì)粒物料返回再磨，從而降低磨礦能耗。
(3)磁場篩選機(jī)與常規(guī)磁選機(jī)相比，可以避免磁性產(chǎn)品中夾雜非磁性物，更能有效清除磁性產(chǎn)品中的連生體，與磁團(tuán)聚重選法相比，該方法即使是微弱磁化形成的鏈狀磁聚體，其鏈長也很容易超過入篩物料中最大單顆粒直徑的許多倍，與單顆粒脈石沉降速度的差異大，所以比磁團(tuán)聚重選法有效分選粒度范圍更寬的物料，進(jìn)一步提高分選效率。減少磁鐵礦單體的再磨。
(4)陶瓷過濾機(jī)是目前細(xì)粒礦物脫水作業(yè)的先進(jìn)設(shè)備。它具有濾板強(qiáng)度高，耐磨、耐腐蝕、壽命長、微孔無變形，尤其是以高真空、低能耗、全自動(dòng)、高效率、高分離精度顯著優(yōu)點(diǎn)，節(jié)電量是普通過濾機(jī)的2/3，節(jié)能效果十分明顯。
(5)高效節(jié)能破碎機(jī)的應(yīng)用有利于“多碎少磨、節(jié)能降耗”。目前美卓礦機(jī)生產(chǎn)的GP、HP系列圓錐破碎機(jī)、山特維克S型和H型圓錐破碎機(jī)以及俄羅斯“米哈諾布爾”科技有限公司研制的GYP系列慣性破碎機(jī)在我國已普遍使用，他們以破碎能力大、破碎粒度細(xì)等優(yōu)良的性能越來越贏得用戶的認(rèn)可。
5、合理選擇工藝流程和設(shè)備配置，為節(jié)能降耗創(chuàng)造條件
(1)合理的碎磨、分級(jí)、選別工藝設(shè)備配置，一方面要滿足工藝流程的需要，另外還要通過充分的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，充分利用自然地形，減少物料倒運(yùn)的次數(shù)，利用物流倒運(yùn)的勢能，為節(jié)能降耗創(chuàng)造良好的條件。
(2)能拋早拋是磁選廠節(jié)能降耗，提高經(jīng)濟(jì)效益的有效工藝。細(xì)碎產(chǎn)品干拋—階段磨選—細(xì)篩分級(jí)—強(qiáng)磁掃選工藝流程具有技術(shù)先進(jìn)，設(shè)備能量利用率高，生產(chǎn)穩(wěn)定，選礦效率高，對(duì)礦石性質(zhì)適用性強(qiáng)，生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。
(3)推進(jìn)“以碎代磨”工藝路線的實(shí)施，將破碎最終產(chǎn)品粒度降至10mm以下，是降低磨礦能耗，提高整體效率的有效途徑。
(4)生產(chǎn)規(guī)?；?，設(shè)備大型化可以大大提高設(shè)備效率，降低消耗，同時(shí)方便管理，有利于自動(dòng)化控制，提高效率。
(5)合理確定尾礦排放濃度，降低能耗。合理提高尾礦排放濃度，可以減小尾礦輸送量，降低尾礦輸送電耗和尾礦管路投資，提高循環(huán)水的利用率。對(duì)于東北地區(qū)冰凍期，還可以延長尾礦庫的使用年限和使用效果。目前我國選礦廠尾礦輸送濃度普遍較低，在有條件的選礦廠可以考慮增加濃縮設(shè)備或?qū)υ瓭饪s池進(jìn)行改造，提高尾礦排放濃度。
6、新型材料的推廣應(yīng)用
超高分子量聚乙烯、復(fù)合增強(qiáng)材料管道的問世，給礦山尾礦、精礦高濃度輸送提供了專用耐磨管道。它具有極高的抗滑動(dòng)摩擦能力，其耐磨性是碳鋼的6倍以上；輕質(zhì)性，單位管長僅為鋼管重量的1/8；抗沖擊性；抗老化性；耐低溫性；潤滑性；經(jīng)濟(jì)性等特點(diǎn)，充分展現(xiàn)出“節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、高效”的優(yōu)越性。稀土含油尼龍襯板、超高襯板、鑄石板等廣泛用于料倉、漏斗、流槽內(nèi)，既耐磨又經(jīng)濟(jì)。陶瓷耐磨內(nèi)襯鋼管，具有耐磨性能好、耐腐蝕、耐沖刷、耐高溫、使用年限長。耐磨橡膠襯板，聚氨脂振動(dòng)篩網(wǎng)等都為選礦廠節(jié)能降耗探索出了新的思路。
7、選礦自動(dòng)化
選礦自動(dòng)化對(duì)穩(wěn)定選礦生產(chǎn)過程，提高選礦技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，改善操作條件，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和保障安全生產(chǎn)具有重要作用。通過近幾年的生產(chǎn)實(shí)踐，自動(dòng)化成功應(yīng)用的企業(yè)，磨礦效率提高大約5%~10%，能耗降低6%~15%。目前選礦自動(dòng)化越來越被選礦企業(yè)所接受。
8、結(jié)語
節(jié)能降耗是選礦企業(yè)一項(xiàng)長期而艱巨的任務(wù)。深挖節(jié)能潛力，不斷開發(fā)和應(yīng)用節(jié)能新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備，加強(qiáng)生產(chǎn)和設(shè)備管理，降低成本。根據(jù)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求，探討節(jié)能降耗的新舉措。另外要加強(qiáng)企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營管理，在各方面進(jìn)行全面創(chuàng)新，以創(chuàng)新求生存求發(fā)展。
