李 志

(中鋼石家莊設計院有限公司礦山分院)

LJC全自動磁懸浮精選機在中鋼富全礦業(yè)提品增產改造工藝中的應用

李 志

(中鋼石家莊設計院有限公司礦山分院)

介紹了增產提品精選設備全自動磁懸浮精選機的功能、技術特點和工作方式，以及在中鋼集團富全礦業(yè)增產改造工藝中發(fā)揮的重要作用，并最終得出新型磁力重選設備全自動磁懸浮精選機是增加單位時間產量的最佳選擇，既保證了精礦品位，又提升了產量，其性能遠優(yōu)于其他同類產品。

全自動磁懸浮精選機 自動化 精礦品位 產量

我國鐵礦資源具有廣、散、小、貧、差的特點，資源儲量分布集中在遼寧、河北、四川、山西、內蒙古和山東等地，也是目前原礦產量較大的地區(qū)，鐵礦品種多為磁鐵礦，但多數(shù)礦床的原礦品位低，礦物顆粒細，有害成分含量高，且相當部分為混合型(磁鐵礦+赤鐵礦+菱鐵礦等)鐵礦石，礦石難選冶，現(xiàn)有的普通筒式磁選機已不能夠進一步提升精礦品位，尤其是當精礦中含有大量連生體的時候，精礦品位要想進一步的提升就要甩掉這一部分的連生體。

LJC全自動磁懸浮精選機是沈陽隆基電磁科技股份有限公司(以下簡稱隆基)在總結了傳統(tǒng)磁重選設備脫水槽、磁選柱、淘洗機優(yōu)缺點的基礎上最新研制開發(fā)的第四代磁重連選設備，具有處理量大、品位提升幅度大、自動化程度高、可靠性高、節(jié)能節(jié)水等優(yōu)點。

1 全自動磁懸浮精選機

1.1 功能介紹

(1)提鐵降雜。磁懸浮精選機用于磁鐵礦的粗精選作業(yè)和精選作業(yè)，品位提高幅度達2～5個百分點，可有效降低硅、硫、磷等雜質含量。

(2)提產降本。磁懸浮精選機選別過程中能夠從物料中分選出中、貧連生體，提前從粗磨精礦中提取合格最終精礦，因而可適當放粗磨礦粒度而實現(xiàn)增產，節(jié)能降耗，降低成本。如最終精礦中-0.074 mm粒級含量減少8～15個百分點，可實現(xiàn)多磨原礦，多產精礦的目的，其增產幅度可達10～20個百分點；當采用磁懸浮精選機精選不合格精礦時，若精選機選出的精礦品位不僅達到要求并有富余時，則既可提升精礦品位又可適當放粗磨礦粒度實現(xiàn)增產。

(3)精礦濃縮。磁懸浮精選機的底流精礦排礦濃度可達50%～65%，可為精礦過濾作業(yè)提供最佳的入礦濃度。

1.2 工作原理簡介

磁懸浮精選機主要由給礦槽、溢流槽、輸料管、給水管、排礦閥等組成。礦漿從上部給礦組件給入，在中心筒中上部進入磁場區(qū)域。其中，磁性礦物在循環(huán)主磁場的作用下以磁鏈的形式懸浮下行；脈石等非磁性礦物由于不受磁場力的影響，會保持原有的重力。此時，給入與礦物沉降方向相反的上升水，非磁性礦物受到的沉降力小于水的沖力，因此會上升并從設備的上部溢流出來；而磁性礦物受到的沉降力大于受到的水的沖擊力，因此會下沉并從設備的下部出口排放出來，每當一個循環(huán)主磁場周期過后，會產生一個比主磁場大2～3倍的負磁場，反向打散磁鏈，使懸浮的磁鏈進一步打散，減少夾雜，由于有反向磁場的作用，不單純的依靠切向給水打散磁鏈，所以能夠在很大程度上減少水耗。磁懸浮精選機結構見圖1。

在這類設備中，由于圓形勵磁源的物理規(guī)律，在選別筒中沿徑向磁場衰減很快，距離越遠“團聚—分散—團聚”效果越差，柱中心的磁場強度會非常低并形成空洞現(xiàn)象，幾乎沒有磁選作用，并且選別筒越大，該現(xiàn)象越嚴重，這也是目前該類設備無法實現(xiàn)大型化、工業(yè)化的關鍵技術瓶頸，而全自動磁懸浮精選機采用特殊的磁場設計理念，以及巧妙的機械結構，實現(xiàn)了設備的大型化，提高了單機的處理量。

圖1 磁懸浮精選機結構示意

全自動磁懸浮精選機采用PLC智能編程系統(tǒng)對設備中的磁場分布進行智能實時控制來達到效果最佳的磁場分布及變化情況，并通過設備上的多個傳感器監(jiān)測選礦效果以及溢流跑尾情況，系統(tǒng)信號傳遞情況見圖2。

圖2 系統(tǒng)信號傳遞過程

PLC智能系統(tǒng)通過對采集的傳感器反饋信號進行分析并做出判斷，對磁場、給水電動閥、排礦閥進行相應的全方位調節(jié)，然后再根據傳感器反饋的信號進行分析，之后發(fā)出動作信號，最終當傳感器監(jiān)測到的信號達到人為設定的選礦效果后，動作停止，并繼續(xù)對選礦情況進行監(jiān)控；若給水和給礦量發(fā)生波動導致選礦效果不佳時，系統(tǒng)根據情況自動對設備中磁場以及閥位進行調控，除變化情況超出設計范圍外，一般無需人為再次進行調節(jié)，即可自行判斷調節(jié)，使選礦設備可自動即時針對礦物情況進行調節(jié)，且該設備也能適應細粒級物料的精選。

2 中鋼集團富全礦業(yè)存在的問題及工藝改造方案

2.1 企業(yè)概況及存在的問題

中鋼集團山東富全礦業(yè)有限公司以地下鐵礦石采選為主業(yè)，屬中鋼集團下屬二級單位，公司距濟寧市區(qū)38 km，距汶上縣8 km。選礦廠的磨選系統(tǒng)處理能力為135萬t/a，精礦品位為65.5%、粒度為 -0.045 mm 95%，磁性鐵選礦回收率在96%以上。目前，選廠存在階段性精礦品位不達標，單位時間產量過低，產率較低，磨礦時間較長，球耗較大的問題。

2.2 工藝改造方案

針對選廠存在的問題，準備采用全自動磁懸浮精選機，以提高選礦廠磨選系統(tǒng)處理能力，使選礦廠原礦生產產量達到150萬t/a并降低噸耗成本。根據選礦廠現(xiàn)場布置情況，磁懸浮精選機計劃安裝在3段磁選機以南靠近3段磁選機平臺處。在磁懸浮精選機下部新裝精礦泵池，安裝2臺渣漿泵(1用1備)輸送精礦。將2段磁選機精礦通過現(xiàn)有的精礦泵泵送至磁懸浮精選機作為磁懸浮精選機給礦，磁懸浮精選機精礦通過新裝磁懸浮精選機精礦泵送至分礦箱給入過濾機脫水過濾。磁懸浮精選機尾礦產品通過磁選機掃選后掃選精礦返回3段球磨機再磨，掃選尾水分到1段、2段泵池作為流程補加水。

2.3 實現(xiàn)效果

采用全自動磁懸浮精選機，進行工藝改造后，在保證精礦品位、選礦回收率不變的前提下，選礦廠磨選系統(tǒng)要提高處理能力10個百分點以上，同時保證綜合尾礦濃度不降低。

3 全自動磁懸浮精選機應用效果及分析

3.1 具體實現(xiàn)方案

山東中鋼集團富全礦業(yè)為提高磨選系統(tǒng)臺時處理量，降低生產成本，選礦車間于2015年1月在3段磁選機后安裝LJC-6000磁懸浮精選機2臺，將3段磁選精礦給入LJC-6000磁懸浮精選機，LJC-6000磁懸浮精選機精礦為最終精礦經過濃縮磁選后過濾，尾礦進入4段磁選機進行掃選，掃選精礦進入3段球磨再磨，尾礦自流進入1段、2段泵池。LJC-6000磁懸浮精選機正常運行后，分別對LJC-6000磁懸浮精選機的原礦、精礦、尾礦及磨選總尾礦進行取樣分析，并對使用和未使用LJC-6000磁懸浮精選機2種工藝期間的選別數(shù)據和磨選處理礦量兩項指標進行統(tǒng)計對比。磨選車間改造后工藝流程見圖3。

3.2 工藝指標考查

LJC-6000磁懸浮精選機運行后，車間對礦樣進行了取樣分析，并對試驗期間的磨選處理量進行了統(tǒng)計對比。第一階段選別數(shù)據見表1。

由表1可知，同時考慮化驗室因秤不準造成的化驗誤差，LJC-6000磁懸浮精選機可提高精礦品位0.99～2.50個百分點。因第一階段試驗期間，磁選機尾礦管道流量限制，LJC-6000磁懸浮精選機給水閥門只開到15%以下，每臺用水約50 m3/h，LJC-6000磁懸浮精選機未達到最佳效果。LJC-6000磁懸浮精選機試驗期間，綜合尾礦品位沒有明顯增加，化驗室取樣化驗生產綜合尾礦磁性鐵品位約0.4%～0.8%。生產總用水量未明顯增加，尾礦濃度未明顯變化。

圖3 磨選車間改造后工藝流程

3.3 磨選系統(tǒng)處理量考查

LJC-6000磁懸浮精選機試驗期間，第一階段磨選系統(tǒng)處理能力統(tǒng)計對比結果見表2。

由表2可知，使用LJC-6000磁懸浮精選機后，磨選處理能力可提高至207.56 t/h，與原流程4—9月份磨選綜合臺時185.78 t/h相比，臺時提高了11.72個百分點。

根據第一階段的試驗情況，隆基磁懸浮精選機技術人員對設備參數(shù)進行了調整，車間對磁懸浮精選機給礦箱分礦箱和尾礦管路進行了改造，相比第一階段技術指標和提產能力第二階段有了進一步提高，第二階段技術指標數(shù)據見表3。

表1 第一階段選別數(shù)據

表2 第一階段磨選系統(tǒng)處理能力考查分析

由表3可知，LJC-6000磁懸浮精選機可提高精礦品位2.2～2.7個百分點；LJC-6000磁懸浮精選機試驗期間，綜合尾礦品位沒有明顯增加，化驗室取樣化驗生產綜合尾礦磁性鐵品位約0.4%～0.8%；LJC-6000磁懸浮精選機用水約每臺100 m3/h，生產總用水量未明顯增加，尾礦濃度為11.6%～13.0%，且沒有明顯變化。

LJC-6000磁懸浮精選機第二階段試驗期間，對磨選系統(tǒng)處理能力統(tǒng)計對比，第二階段磨選系統(tǒng)處理能力考查分析結果見表4。

表3 第二階段技術指標數(shù)據

表4 第二階段磨選系統(tǒng)處理能力考查分析結果

由表4可知，使用LJC-6000磁懸浮精選機后，磨選處理能力可提高至217.88 t/h，與原流程4—9月份磨選綜合臺時185.78 t/h相比，臺時提高了17.28個百分點。

4 經濟效益分析

全自動磁懸浮精選機對礦物采用“雙重打散+二次磁力重選”的選礦過程，可使精礦品位提高，且效果更好更穩(wěn)定。

全自動磁懸浮精選機單臺電耗為8 kWh，單臺水耗為100 m3/h，按照全年生產300 d計算，電費0.8元/kWh，水費0.3元/m3，不包括設備采購價格。運行成本年計電費9.2萬元，水費43.2萬元，(其中不包括設備用水又循環(huán)返回到系統(tǒng)中，水費取最大值)總計成本為52.4萬元；對于該選廠年處理32.84萬t鐵精粉，在保證原65%精礦品位的情況下，球磨機處理能力提高了17.28個百分點，即精礦產量年提升了5.67萬t，按照山東地區(qū)65%精礦品位價格600元/t計算，年增值3 402萬元，綜上凈利潤3 375.792萬，為企業(yè)帶來了巨大的經濟效益。

5 結 語

(1)中鋼集團山東富全礦業(yè)經工藝改造有效提高了精礦品位，提高了設備臺時處理能力，降低了3段旋流器溢流粒度，降低了磨礦壓力。可將精選階段的脈石連生體與完全解離礦石高效分離，從而提高精礦品位。尾礦主要為解離不充分的連生體，返回1段、2段再磨再選。

(2)與前幾代同類產品在工藝中比較時都有一定的產量和精礦品位的提高，但磁懸浮精選機的耗水量會降低30個百分點、耗電量降低1 kWh以上、尾礦濃度有所提高、尾礦品位進一步降低，臺時產量提高幅度達10個百分點以上，精礦指標的穩(wěn)定程度較高。從另一個角度說全自動磁懸浮精選機不是單純提高精礦品位的產品，利用磁懸浮精選機的脈石連生體與完全解離礦石高效分離的能力可改造選廠流程提高選廠臺時產量，增加經濟效益。

(3)精選機尾礦返回1段、2段泵池，尾礦返回流程對處理能力有多大影響，待磨選運行時間較長時，需繼續(xù)進行觀察試驗。目前，未發(fā)現(xiàn)各處工藝指標異常情況。

2015-07-29)

李 志(1968—)，女，工程師，050021 河北省石家莊裕華區(qū)槐安路108號。