何麗萍

(安徽馬鋼工程技術(shù)集團有限公司)

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馬鋼南山礦凹山選廠利用磁選柱提質(zhì)降雜半工業(yè)試驗

何麗萍

(安徽馬鋼工程技術(shù)集團有限公司)

介紹了馬鋼南山礦凹山選廠現(xiàn)有磨選工藝流程及利用磁選柱提質(zhì)降雜半工業(yè)試驗流程，通過對比半工業(yè)試驗系統(tǒng)選別指標(biāo)與凹選3段磨礦系統(tǒng)選別指標(biāo)表明，在控制三磁精細度為-0.125 mm時，磁選柱精選可將鐵精礦全鐵品位由62.5%～63%提高到64.0%～65.5%，即可使鐵精礦品位提高1.5～2.5個百分點，并可有效降低鐵精礦中的雜質(zhì)含量，其中Al2O3含量可降至2%以下，SiO2含量可降至6%以下，K2O、Na2O含量均明顯下降。

磁選柱 提質(zhì)降雜 半工業(yè)試驗

南山礦業(yè)公司凹山選礦廠已有50多年的生產(chǎn)歷史，主要處理凹山礦的鐵礦石。隨著近幾年凹山礦石產(chǎn)量的下降，以及接替礦山高村鐵礦的建成投產(chǎn)，凹山選礦廠開始處理凹山鐵礦和高村鐵礦的混合礦石，其礦石中主要有用鐵礦物為磁鐵礦，選礦工藝經(jīng)過不斷的技術(shù)進步和擴建改造，綜合處理能力達700萬t/a。

隨著凹山資源枯竭，高村礦石進入凹選的比例增加。高村礦相對于凹山礦鐵品位低，一般在19%左右，且高村礦部分礦石嵌布粒度較細，礦石難磨難選，部分需要細磨深選，才能獲得合格品位的鐵精礦。同時，凹山選礦廠在幾次改擴建工程中，由于受到地形地物的限制，工藝上也存在一些問題制約著生產(chǎn)。如：超細碎系統(tǒng)的粗精礦輸送與分配、超細碎全閉路系統(tǒng)的生產(chǎn)能力不足的問題；磨礦系統(tǒng)中，由于超細碎系統(tǒng)的粗精礦與原礦混磨，造成1段磨礦效率低，2段、3段磨礦負荷較大，導(dǎo)致精礦品位波動也較大，其鐵精礦品位不能適應(yīng)股份公司對高品質(zhì)鐵精礦的需求。

為此，進行了提質(zhì)降雜半工業(yè)試驗，試驗采用磁選柱精選，在控制三磁精的細度為-0.125 mm時，磁選柱精選可將鐵精礦的全鐵品位由62.5%～63%提高到64%～65.5%，即可使鐵精礦品位提高1.5～2.5個百分點，并有效降低了雜質(zhì)含量。

1 凹山選礦廠磨選工藝流程及現(xiàn)狀分析

1.1 凹山選礦廠磨選工藝流程

南山礦業(yè)公司凹山選礦廠原處理礦量500萬t/a，采用的工藝流程為3段1閉路破碎—階段磨選—中礦再磨再選流程。2007年經(jīng)過高壓輥磨超細碎改造后，在碎礦與磨選系統(tǒng)之間增設(shè)了高壓輥磨超細碎—濕式篩分磁選系統(tǒng)，其年處理原礦量增加至700萬t[1]。南山礦業(yè)公司于2010年2月下旬針對凹選3段磨礦能力嚴重不足的問題，對凹選3段磨礦進行了改造，改造后1段、2段磨選系統(tǒng)保持不變，2臺3段磨礦分級設(shè)備恢復(fù)用作2段磨礦分級，實現(xiàn)主廠房1段、2段磨礦一對一配置，利用重選廠房新建3段磨礦細篩磁選系統(tǒng)。3段磁選后的精礦通過德瑞克細篩(篩孔0.1 mm)篩分，篩下磁選獲得合格精礦，篩上濃縮磁選后進入3段球磨機閉路磨礦，再磨再選。

凹山選礦廠現(xiàn)有磨選工藝流程為3段1閉路破碎—高壓輥磨機超細碎—濕式篩分磁選粗粒拋尾—粗精礦階段磨礦—階段磁選—細篩再磨再選。主廠房1段、2段磨選采用階段磨選，1段磨機為MQG2736球磨機，1段分級為2FG-20φ2 000 mm高堰式雙螺旋分級機，1段磨礦分級溢流給入10臺CTN-1030磁選機拋尾，粗精礦自流到2段磨礦分級；2段磨機為MQY2736球磨機，2段分級為2FC-20φ2 000 mm沉沒式雙螺旋分級機，2段磨礦分級溢流給入CTB-1021磁選機進行2段、3段磁選拋尾；三磁粗精礦自流到3段磨礦廠房的重精泵池，通過150ZJ-I-A65渣漿泵輸送給入φ2 000 mm八流礦漿分配器，分配到細篩的8個五流礦漿分配器，礦漿給入8臺細篩分級；篩上自流到2臺NCT-1230濃縮磁選機脫水后，自流到2臺MQY3 600 mm×6 000 mm溢流型球磨機磨礦，磨機排礦自流到磨礦排礦泵池，用150/100D-AH渣漿泵輸送返回八流礦漿分配器閉路磨礦，篩下-0.074 mm粒級占92%自流到CTB-1230磁選機進行4段磁選拋尾，精礦自流到精礦泵池。

1.2 凹山選礦廠現(xiàn)狀分析

因公司生產(chǎn)計劃的需要，凹選自2012年后，原礦年處理量達750萬t以上，超過了設(shè)計處理能力，1段、2段磨機處理量與生產(chǎn)原礦處理量不匹配，磨礦細度達不到設(shè)計要求，凹選3段磨礦改造設(shè)計1段磨礦細度為-0.074 mm 55%，2段磨礦細度為-0.074 mm 85%，但在凹選的實際生產(chǎn)中未達到，導(dǎo)致3段磨礦產(chǎn)品細度及最終精礦品位達不到設(shè)計要求。同時，由于凹選處理原礦中高村采場礦石所占比例逐年上升，高村礦石與凹山礦石相比品位低、結(jié)晶粒度細，影響了鐵精礦質(zhì)量。

2014年為應(yīng)對嚴峻市場形勢，股份公司按照“精料降本”的原則，對南山礦業(yè)公司鐵精礦質(zhì)量提出更高要求，如何有效解決凹山選廠產(chǎn)能與質(zhì)量矛盾問題，提高鐵精礦質(zhì)量是馬鋼南山礦業(yè)公司急需解決的問題。

2 磁選柱提質(zhì)降雜半工業(yè)試驗方案及設(shè)備

2.1 半工業(yè)試驗方案

鑒于凹山選礦廠目前的實際生產(chǎn)情況，采用常規(guī)磁選設(shè)備(筒式磁選機)不能有效提高鐵精礦全鐵品位。磨礦細度偏粗，礦石不能有效單體解離，磁鐵礦與脈石的連生體的磁化率仍屬強磁性礦物的范疇，常規(guī)磁選設(shè)備把它們回收到磁性產(chǎn)品中，由于磁性夾雜的存在，使常規(guī)磁選設(shè)備磁性產(chǎn)品鐵品位不高，從而用單一磁選方法難以獲得高品位磁鐵礦精礦。

磁選柱作為提質(zhì)降雜精選設(shè)備，已在全國大中小磁選廠得到了廣泛應(yīng)用[2-5]，此次半工業(yè)試驗采用磁選柱精選工藝。試驗原礦為三磁粗精礦，主要試驗方案為細篩篩下產(chǎn)品用磁選柱精選，磁選柱的精礦產(chǎn)品為最終鐵精礦，磁選柱尾礦與細篩篩上產(chǎn)品進3段再磨。同時，半工業(yè)試驗過程中適當(dāng)放寬細篩篩孔。

采用磁選柱精選的試驗工藝為：三磁粗精礦礦漿從三磁粗精泵出口管路開DN100支管引出(管路設(shè)置閘閥控制引流量，同時安裝DN100管道脫磁器)，自流至NCT-600 mm×900 mm濃縮磁選機脫水；濃縮磁選精礦自流到隔渣篩，篩孔為0.125 mm，篩下自流到φ1 000 mm攪拌桶，攪拌5 min，自流到磁選柱選別；磁選柱精礦自流到精礦泵池，尾礦與篩上一起自流到NCT-1 000 mm×1 000 mm濃縮磁選機脫水；濃縮磁選精礦自流給入MQY900 mm×1 800 mm 試驗球磨機，磨礦產(chǎn)品自流到FGCT-10060試驗磁選機磁選拋尾，磁選精礦利用ZB50渣漿泵輸送返回到攪拌桶，尾礦自流到尾礦溜槽。磁選柱提質(zhì)降雜半工業(yè)試驗取樣流程見圖1。

圖1 磁選柱提質(zhì)降雜半工業(yè)試驗取樣流程

2.2 半工業(yè)試驗設(shè)備

半工業(yè)試驗設(shè)備主要有φ600 mm×900 mm濃縮磁選機，2 000 mm×2 000 mm細篩，沈陽華大φ400 mm磁選柱，φ1 000 mm×1 000 mm濃縮磁選機，MQY900 mm×1 800 mm球磨機，F(xiàn)GCT-10060磁選機。半工業(yè)試驗取樣過程中對選廠生產(chǎn)流程平行取樣，分別對比磁選柱提質(zhì)降雜工藝與現(xiàn)有生產(chǎn)3段磨選工藝選別指標(biāo)。

3 半工業(yè)試驗

3.1 半工業(yè)試驗結(jié)果

半工業(yè)試驗系統(tǒng)選取隔渣篩篩孔為0.125 mm，原礦處理能力為1.0 t/h左右，調(diào)整磁選柱磁場強度為27.87 kA/m。在調(diào)整好所有試驗設(shè)備的工藝參數(shù)后開始磁選柱提質(zhì)降雜半工業(yè)試驗，半工業(yè)試驗按取樣流程及取樣工作安排對各個點進行取樣，并測定其濃度、粒度及全鐵品位。每次取樣時監(jiān)測試驗原礦的處理量。

根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)情況，半工業(yè)試驗時間安排在下午，每天取樣兩批，具體取樣時間分別為13:00～14:00，15:00～16:00。試驗設(shè)備每天上午均正常運轉(zhuǎn)，每批取樣前確認具備取樣條件后開始取樣，每隔20 min取樣1次，2個樣合并作為一批樣。

現(xiàn)有3段磨選系統(tǒng)與半工業(yè)試驗系統(tǒng)主要數(shù)據(jù)對比見圖2、圖3，3段磨選系統(tǒng)與半工業(yè)試驗系統(tǒng)鐵精礦多元素分析對比見表1。

圖2 3段磨選系統(tǒng)與半工業(yè)試驗系統(tǒng)鐵精礦全鐵品位對比圖

圖3 3段磨選系統(tǒng)與半工業(yè)試驗系統(tǒng)鐵精礦全鐵回收率對比圖

表1 3段磨選系統(tǒng)與半工業(yè)試驗系統(tǒng)鐵精礦多元素分析結(jié)果對比 %

3.2 試驗結(jié)果分析

(1)按可比條件對比半工業(yè)試驗系統(tǒng)選別指標(biāo)與凹選3段磨礦系統(tǒng)選別指標(biāo)，采用磁選柱精選，凹山選廠處理高村采場鐵礦石時，可將鐵精礦的全鐵品位由62.5%～63%提高到64.05%～65.5%，即可使鐵精礦全鐵品位提高1.5～2.5個百分點。鐵精礦中鐵回收率下降0.6～5.0個百分點，半工業(yè)試驗系統(tǒng)鐵精礦中鐵回收率基本在95%以上。

(2)半工業(yè)試驗系統(tǒng)鐵精礦中全鐵回收率下降的主要原因是細度問題，生產(chǎn)中3段磨礦系統(tǒng)采用高頻細篩分級，篩孔為0.1 mm，半工業(yè)試驗系統(tǒng)采用隔渣篩篩孔為0.125 mm，在采用磁選柱精選條件下，放粗給礦細度仍然可以起到提高鐵精粉質(zhì)量的目的，但由于磁選柱的高效分選勢必導(dǎo)致磁選柱精選作業(yè)尾礦品位的提高。半工業(yè)試驗中隔渣篩篩上及磁選柱尾礦通過濃縮磁選后進入MQY900 mm×1 800 mm球磨機再磨，通過取樣數(shù)據(jù)分析5批試驗中進入試驗球磨機的礦量依次為0.43、0.21、0.25、0.46、0.18 t/h。3段磨礦系統(tǒng)MQY3 600 mm×6 000 mm球磨機處理量為0.25 t/(m3·h)，據(jù)此計算出在控制磨礦細度為-0.074 mm 85%時，MQY900 mm×1 800 mm球磨機處理量應(yīng)為0.11 t/h。由此可見，試驗過程中磨機給礦量遠遠超出其生產(chǎn)能力，球磨機處理能力不足導(dǎo)致磨礦細度滿足不了試驗要求，從而引起磁選拋尾尾礦品位上升，鐵精粉中鐵回收率下降。

(3)利用磁選柱進行精選時，所得鐵精礦中的雜質(zhì)含量較生產(chǎn)所得鐵精礦中的雜質(zhì)含量均有所降低，其中Al2O3含量可降至2%以下，SiO2含量可降至6%以下，K2O、Na2O含量均明顯下降。

(4)磁選柱分選過程包括磁聚合-分散-磁聚合多次反復(fù)，可在一機上實現(xiàn)多次精選。較常規(guī)磁選設(shè)備而言，磁選柱精選有利于分選出三磁精中夾帶的單體脈石及中、貧連生體。因此，采用磁選柱精選可以獲得高品位的鐵精礦。

4 結(jié) 論

(1)在控制三磁精的細度為-0.125 mm時，磁選柱精選可以將鐵精礦的全鐵品位由62.5%～63%提高到64.0%～65.5%，可使鐵精礦品位提高1.5～2.5個百分點。

(2)采用磁選柱精選，可有效分選出三磁精中夾帶的單體脈石及中、貧連生體，提高鐵精礦質(zhì)量，降低鐵精礦中的雜質(zhì)含量，其中Al2O3含量可降至2%以下，SiO2含量可降至6%以下，K2O、Na2O含量均明顯下降。

(3)此次半工業(yè)試驗雖然可以驗證磁選柱精選提質(zhì)降雜的可行性，但由于球磨機選型的疏忽，所選球磨機能力不足，磨礦細度不能滿足試驗要求，導(dǎo)致鐵精粉中全鐵回收率下降，后續(xù)仍需通過更加完整的工業(yè)試驗驗證該流程分選選別的可行性。

[1] 王運敏，田嘉印，王化軍，等.中國黑色金屬礦選礦實踐[M].北京：科學(xué)出版社，2008.

[2] 劉秉裕.磁選柱在磁鐵礦選礦各領(lǐng)域的應(yīng)用[J].金屬礦山，2000(S)，215-216.

[3] 趙言勤，段其福．本鋼鐵精礦用磁選柱降硅提鐵的工業(yè)試驗[J]．金屬礦山，2004(6)：40-41,73．

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[5] 李庚輝，宋吉明，楊希恩，等．磁選柱在提質(zhì)降硅工藝中的應(yīng)用實踐[J]．礦山機械，2006(4)：161-162．

2016-10-25)

何麗萍(1983—)，女，工程師，碩士，243000 安徽省馬鞍山市。