摘要
马坑铁矿为了扩大产能，在原三段一闭路破碎与阶段磨矿弱磁选工序间增设了高压辊磨机及其配套系统。应用实践表明，新工艺系统的增设，通过放粗中、细碎产品粒度，提高了碎矿设备处理能力，选矿厂处理能力提高1.4 倍；通过井下多出矿，多级预选，不仅每年可生产建筑砂、石料达200 万t，而且保证了入磨矿石品位，大大提高了矿岩资源的综合利用率；磨前高效预选抛废，大大减少了进入磨选系统的矿量，单系列球磨系统的精矿产能由原53.52 t/h 提高到100.47 t/h；高压辊磨机的选择性破碎，磨前粗粒湿式预先抛尾，改善了磁选效果，使铁精矿品位由改造前的63.68%提高到目前的65.42%；高压辊磨机在密闭空间内的层压粉碎不仅噪音低，而且扬尘少，改善了作业环境，减少了职业危害；铁精矿生产电耗下降4.6 kWh/t，钢球消耗下降246 g/t，节能减排成果突出。
作者及单位
余祖芳
福建马坑矿业股份有限公司引用格式
余祖芳. CLM2000×1600型高压辊磨机及其配套系统在马坑铁矿的应用[J]. 现代矿业, 2023(2):229-231.正文
马坑铁矿为大型单一磁铁矿地下开采矿山，矿石埋藏深，涌水量大，属于大水矿山，采矿成本较高。矿石类型比较复杂，有石英型磁铁矿、辉岩型磁铁矿和石榴石型磁铁矿，磁铁矿嵌布粒度粗细不一，生产合格铁精矿必须细磨，因而磨矿成本较高。
马坑铁矿于2010 年获得500 万t/a 的采矿许可，500 万t/a 采选工程设计为中冶长天国际工程有限责任公司，其选矿设计为2条250万t/a的生产线。受不良地质条件的影响，井建工程进度缓慢，不能按计划时间完成系统建设。因此，在扩建过程，结合一期100万t/a采选规模，实施300万t/a过渡期。这期间利用中冶长天国际工程有限责任公司推荐的破碎设备，自主设计250万t/a破碎生产线，合并一期100万t/a破碎生产线，形成不小于300 万t/a 的破碎能力，同时磨选系统增设处理能力为100万t/a的2个平行系列，使磨选系统形成3个平行系列，总处理能力达300万t/a，维持井建过程采矿生产能力不断增加的生产需要。
1 高压辊磨系统的研究、设计及投产2014 年马坑铁矿经过股东变更后，公司着手起动500 万t/a 选矿厂技改扩能工作，当时铁矿石市场处于低迷状态，为了适应市场，提高企业的生产效益，扩能改造时必须采用新型先进的设备和高效节能低耗的新工艺。通过考察马钢集团南山矿凹山选矿厂、厦门钨业行洛坑钨矿和福建鑫阳矿业公司等矿山应用高压辊磨机的实际效果，于2014 年10 月分别委托中钢集团安徽天源科技股份有限公司和北京矿冶研究总院对马坑铁矿开展《福建马坑铁矿石高压辊磨及磁选抛尾选矿工艺研究》和《福建马坑铁矿矿石落重试验与半自磨机选型研究》。试验结果表明，采用高压辊磨机可以达到前期投资少、后期运行费用低的效果，最终选择中钢天源科技有限责任公司推荐的高压辊磨—磁选预抛尾工艺。
2015 年委托马钢集团设计研究院有限责任公司进行设计，设计方案选择2000×1600 型高压辊磨机。利用高压辊磨，结合原有250 万t/a 破碎生产线，形成三段一闭路破碎—干抛—高压辊磨闭路破碎（湿式筛分）—磁选—阶段磨选主体选矿工艺流程（图1），该系统的生产规模为不小于600万t/a。
该生产流程于2018年建成并投产，2019年5月达到500万t/a的生产能力，最高月处理原矿达55万t，也就是说，增加高压辊磨工艺后，新选矿工艺系统的生产能力达600 万t/a 以上，铁精矿平均品位不低于65.5%。
2 高压辊磨系统的使用效果（1）提高选矿经济技术指标。2018 年5 月，高压辊磨系统正式投入运行，因此，以2015—2017 年的生产指标为高压辊磨系统投产前的指标，与2022 年前10个月的生产指标进行对比，结果见表1。（1）放粗中、细碎产品粒度，提高碎矿设备处理能力。在原破碎流程后增设高压辊磨超细碎流程，根据进入高压辊磨机的矿石粒度要求，通过放大中、细碎机排矿口尺寸，更换细碎预先检查筛分的筛网，将破碎产品粒度由-10 mm 放粗到-30 mm。随着破碎机排矿口的放大，破碎机单位时间内矿石通过量加大，提高了动、定锥衬板在使用寿命周期内的处理量；扩大筛网孔径，提高筛分机的筛分效率，减少筛上返回量，整体碎矿系统的生产能力得到大幅度的提高。破碎参数调整后，原250 万t/a 破碎系统的处理能力可提高到目前的600 万t/a，处理能力提高1.4倍。
（2）实现多级预选，提高资源利用率。以高压辊磨机为核心设备形成的新工艺使碎矿处理能力大幅度提高，为井下采矿实现矿岩混提提供了保障。马坑铁矿粗碎工段设在井下，出窿矿石块度为-250 mm，经过中、细碎碎至-30 mm，（预先检查筛分筛上经干选抛尾），碎矿最终产品由高压辊磨机闭路粉碎到-3 mm 后经湿式预选抛尾，预选精矿进入磨选系统获得最终精矿。碎矿过程中的干选尾矿用于加工建筑骨料，预选湿尾矿中的3～0.5 mm 粒级作为建筑砂料。也就是井下矿岩混提，经过粗粒干选恢复矿石的地质品位，保证入选品位的经济合理性。高压辊磨闭路辊压产品（-3 mm）湿式预选实现磨前粗粒预选抛尾，进一步提高进球磨机的矿石品位。在有效提高碎矿系统产能和改善碎矿效果的同时，提高建筑砂、石料的生产量。根据采矿提升能力，每年可生产建筑砂、石料达200 万t，有效提高了井下矿岩的资源综合利用率。
（3）实现超细碎，提高球磨机台时精矿产能。马坑铁矿选矿厂磨磁工艺为阶段磨矿阶段磁选工艺，系统3 个系列，每个系列一段均采用MQG3245 型球磨机，二段均采用MQY3245 型球磨机。通过增加高压辊磨系统实施超细碎—粗粒湿式预选，单系列球磨系统的精矿产能由原53.52 t/h 提高到100.47 t/h。这种产能的大幅度提升与铁矿石经高压辊磨机高压挤压，矿石内部产生裂缝，导致磨矿过程所需的电能降低，球磨机的磨矿效率提高有关。
（4）实现磨前预选，提高铁精矿产品质量。铁矿石经过高压辊磨机超细碎，为后期进一步实现选择性破碎创造了条件，进而提高了磨前粗粒预先抛尾效果，入磨给矿品位得到提高，减少了脉石矿物进入球磨机，避免了磨矿过程中脉石过粉碎问题，改善了磁选机的分选效果，使铁精矿品位由改造前的63.68%提高到目前的65.42%，达到稳定提高铁精矿品位的效果。进一步的研究表明，前者经过磁选—摇床重选流程仅能获得铁品位70%的高品位精矿粉，而后者则可以获得全铁品位71.5%以上的超纯精粉。
（5）改善作业环境，减少职业危害。高压辊磨机利用对辊实现层压粉碎，作业过程物料被封闭在辊子和给料装置的密闭空间内，靠静压粉碎，作业过程不会产生机械冲击和物料飞溅，设备的振动小、噪声低、不扬尘，大大改善了工作环境，为增进操作人员的身心健康提供了保证。（6）经济与环境效益。铁精矿生产电耗下降4.6 kW·h/t，钢球消耗下降246 g/t，按年生产铁精矿210万t计，年节电966万kW·h、节球516.6 t。年节电折标煤2 833.2 t，大约可减少二氧化碳排放量7 617.15 t。参考文献（略）