張祖剛 劉安平 衣德強(qiáng)

(南京梅山冶金發(fā)展有限公司礦業(yè)分公司)

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梅山鐵礦弱磁工藝現(xiàn)狀分析及改造實(shí)踐

張祖剛 劉安平 衣德強(qiáng)

(南京梅山冶金發(fā)展有限公司礦業(yè)分公司)

針對(duì)梅山鐵礦降磷弱磁工藝存在的問題，為提高弱磁機(jī)的選別精度，開展了礦石性質(zhì)和選別指標(biāo)考查，進(jìn)行了不同規(guī)格筒式弱磁選機(jī)試驗(yàn)，采用ZCS1545順流型永磁筒式磁選機(jī)對(duì)弱磁工藝流程進(jìn)行了大型化改造。生產(chǎn)取樣對(duì)比考查結(jié)果表明：采用ZCS1545順流型永磁筒式磁選機(jī)可獲得精礦品位和回收率雙提高的選別指標(biāo)，弱磁精礦鐵品位提高了3.15個(gè)百分點(diǎn)，鐵回收率提高了1.48個(gè)百分點(diǎn)。

弱磁機(jī) 大型化 回收率 選別指標(biāo)

梅山鐵礦的礦體集中、儲(chǔ)量大、品位高、自熔性好，有用礦物主要有磁鐵礦、赤鐵礦和菱鐵礦，但含有硫、磷鋼鐵冶煉的有害雜質(zhì)，屬難選的混合鐵礦石[1-2]。選礦廠采用磁選重選預(yù)選工藝拋尾，得到的預(yù)選精礦經(jīng)細(xì)碎篩分和2段閉路磨礦分級(jí)后，2次分級(jí)溢流用反浮選法脫硫，對(duì)選硫后的槽底鐵精礦采用弱磁和強(qiáng)磁降磷工藝進(jìn)行提鐵降磷，得到鐵品位高于57%的最終鐵精礦。隨著井下原礦開采深度的下降和進(jìn)入礦體邊部，嵌布粒度變細(xì)，礦物組分發(fā)生變化，導(dǎo)致弱磁機(jī)的精礦品位下降，回收率不高。因此，提高弱磁機(jī)的選別精度，以利弱磁性礦物的多回收顯得尤為重要[3-4]。

1 礦石性質(zhì)與工藝流程

1.1 弱磁給礦礦石性質(zhì)

梅山鐵礦反浮選脫硫后的槽底鐵精礦(即弱磁給礦)的粒度分析表明，-0.074 mm粒級(jí)的含量在65%左右。弱磁給礦中主要鐵礦物為磁鐵礦、假象赤鐵礦、半假象赤鐵礦、赤鐵礦和菱鐵礦，含有少量的黃鐵礦、褐鐵礦和硅酸鐵。弱磁給礦多元素分析結(jié)果見表1，弱磁給礦鐵物相分析結(jié)果見表2。

表1 弱磁給礦多元素分析結(jié)果 %

由表1可知，弱磁給礦鐵品位不高，雜質(zhì)主要有SiO2和CaO，S、P品位也較高。

表2 弱磁給礦鐵物相分析結(jié)果 %

由表2可知，給礦中鐵主要集中在磁鐵礦、赤鐵礦和菱鐵礦中，占比為96.83%；其中磁鐵礦回收容易，赤鐵礦和菱鐵礦由于磁性很弱，菱鐵礦中含有鐵白云石品位低且與赤鐵礦緊密共生，赤鐵礦和菱鐵礦分離回收難度大。

1.2 弱磁選工藝流程

梅山選礦降磷系統(tǒng)包括弱磁和強(qiáng)磁兩種工藝，分別選出其中的強(qiáng)磁性鐵礦物和弱磁性鐵礦物。弱磁工藝采用弱磁粗選和弱磁掃選，共配置8個(gè)系列16臺(tái)CTSφ1 050 mm×2 400 mm筒式磁選機(jī)，粗選精礦和掃選精礦合并作為弱磁精礦，弱磁掃選尾礦經(jīng)φ50 m濃縮池濃縮后，經(jīng)強(qiáng)磁選選別回收弱磁性礦物。弱磁工藝流程見圖1。

圖1 梅山鐵礦弱磁選工藝流程

2 弱磁選存在的問題

弱磁選工藝生產(chǎn)過程中存在以下問題：

(1)由于φ1 050 mm×2 400 mm弱磁機(jī)處理能力小、設(shè)備臺(tái)套多，生產(chǎn)中礦漿量分配不均勻，槽體經(jīng)常漫礦，導(dǎo)致選別不穩(wěn)定，產(chǎn)品指標(biāo)波動(dòng)大，弱磁精礦中脈石夾雜，精礦品位降低，影響后道強(qiáng)磁工序?qū)θ醮判缘V物的回收量。

(2)采用槽體底部閘閥調(diào)節(jié)液面的結(jié)構(gòu)形式，現(xiàn)場工人操作不方便，造成磁選機(jī)液位不穩(wěn)定，降低了選別精度。

(3)在排尾過程中，礦漿中產(chǎn)生向下的流體力，部分強(qiáng)磁性礦物尚未吸附即被帶入尾礦中，造成尾礦中磁鐵礦含量高，尾礦鐵品位高。

(4)由于梅山鐵礦磨礦產(chǎn)品粒度較粗，-0.074 mm粒級(jí)含量僅在65%左右，φ1 050 mm×2 400 mm弱磁選機(jī)筒徑偏小，分選帶短，磁場梯度和磁場深度不足，對(duì)粒度較粗的強(qiáng)磁性礦物回收效果不好，部分可選金屬流失，金屬回收率低，且易造成強(qiáng)磁機(jī)介質(zhì)盒堵塞，影響強(qiáng)磁選別效果和選別精度。

對(duì)原流程弱磁尾礦取樣進(jìn)行鐵物相分析，分析結(jié)果見表3。

表3 弱磁尾礦鐵物相分析結(jié)果 %

由表3可知，弱磁尾礦中磁鐵礦鐵品位為4.29%，進(jìn)入強(qiáng)磁機(jī)容易附著在介質(zhì)棒上難以卸礦，造成介質(zhì)盒堵塞影響選別指標(biāo)，提高弱磁精礦品位和充分回收弱磁性礦物以減少弱磁尾礦中磁鐵礦含量是弱磁選的主要方向。

3 弱磁選改造方案與指標(biāo)對(duì)比

3.1 弱磁選改造方案

為提高弱磁選效果，針對(duì)原弱磁選存在的弱磁精礦品位低，弱磁性礦物回收率不高，弱磁尾礦中磁鐵礦含量偏高等問題，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較，決定選用目前規(guī)格最大的順流型CTS1545永磁筒式磁選機(jī)。該磁選機(jī)筒體直徑為1 500 mm，長度為 4 500 mm，干礦處理量達(dá)130～250 t/h，礦漿通過量達(dá)380 m3/h以上，分選帶長且具有較高的磁場梯度和磁場深度。弱磁選工藝保持弱磁1粗1掃工藝流程，使用4個(gè)系列8臺(tái)大型CTS1545磁選機(jī)代替8個(gè)系列16臺(tái)CTS1024永磁筒式磁選機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造。設(shè)計(jì)工藝數(shù)質(zhì)量流程見圖2。

圖2 設(shè)計(jì)工藝數(shù)質(zhì)量流程

3.2 弱磁選改造指標(biāo)對(duì)比

CTS1545大型弱磁機(jī)安裝1個(gè)系列后，與CTS1024永磁筒式磁選系列立即進(jìn)行了指標(biāo)對(duì)比，現(xiàn)場平行取樣對(duì)比，給礦量按照設(shè)備額定處理量3∶1控制，粗選磁場強(qiáng)度為159.23 kA/m，掃選磁場強(qiáng)度為238.85 kA/m，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 2種弱磁機(jī)選別指標(biāo)對(duì)比 %

產(chǎn)品名稱CTS1545鐵品位鐵回收率產(chǎn)率CTS1024鐵品位鐵回收率產(chǎn)率給礦46．6846．21粗選精礦64．0866．3348．3263．2761．6245．00粗選尾礦30．4132．25掃選精礦47．072．502．4844．655．735．94掃選尾礦29．5730．75綜合精礦63．2568．8350．8060．1067．3550．40

由表4可知，在弱磁精礦產(chǎn)率相近的情況下，CTS1545系列弱磁選綜合精礦鐵品位為63.25%，較CTS1024系列提高3.15個(gè)百分點(diǎn)，粗選精礦產(chǎn)率高達(dá)48.32%，掃選精礦品位為47.07%，說明掃選精礦中雜質(zhì)含量低，選別精度高；CTS1024弱磁機(jī)粗選精礦鐵品位、產(chǎn)率偏低，掃選精礦產(chǎn)率較高且鐵品位只有44.65%，說明在掃選過程中，CTS1024弱磁機(jī)選別精度低，精礦中含有低品位夾雜物較多，影響弱磁綜合精礦鐵品位。

由于順流型CTS1545永磁筒式磁選機(jī)采用自動(dòng)調(diào)節(jié)液面的結(jié)構(gòu)形式，底部尾礦出口不需要調(diào)節(jié)閥門，液面自動(dòng)保持在適當(dāng)?shù)母叨?，方便職工操作調(diào)節(jié)，使得CTS1545弱磁系列的金屬回收率達(dá)到68.83%，較CTS1024弱磁系列提高1.48個(gè)百分點(diǎn)。指標(biāo)對(duì)比表明，CTS1545弱磁機(jī)的選別精度和金屬回收率都優(yōu)于CTS1024弱磁機(jī)，且達(dá)到了技術(shù)改造的設(shè)計(jì)指標(biāo)。

4 結(jié) 語

(1)梅山鐵礦弱磁選工藝流程考查對(duì)比表明，梅山鐵礦選礦廠采用CTS1545順流型永磁筒式磁選機(jī)大型化改造后，有利于充分選別回收強(qiáng)磁性鐵礦物，弱磁系統(tǒng)可獲得精礦鐵品位和回收率雙提高的選別指標(biāo)。

(2)順流型CTS1545永磁筒式磁選機(jī)采用自動(dòng)調(diào)節(jié)液面的結(jié)構(gòu)形式，底部尾礦出口不需要調(diào)節(jié)閥門，液面自動(dòng)保持在適當(dāng)?shù)母叨龋唵慰煽坑欣谶h(yuǎn)程集中管理和操作，可有效降低崗位勞動(dòng)強(qiáng)度，減少備件材料消耗，具有節(jié)能降本效應(yīng)。

(3)順流型CTS1545永磁筒式磁選機(jī)具有分選帶長且較高的磁場梯度和磁場深度，在弱磁精礦產(chǎn)率相近的情況下，CTS1545弱磁機(jī)粗掃選綜合精礦鐵品位為63.25%，較CTS1024弱磁機(jī)精礦鐵品位提高3.15個(gè)百分點(diǎn)，在精礦品位達(dá)到57%的情況下，有益于強(qiáng)磁機(jī)多回收低品位的弱磁性礦物。

(4)建議后期深入研究礦石性質(zhì)和礦物解離度、磨礦細(xì)度之間的相關(guān)關(guān)系，適時(shí)調(diào)整工藝參數(shù)，以改善選別指標(biāo)，進(jìn)一步降低鐵精礦中的硫、磷有害雜質(zhì)含量和提高金屬回收率。

[1] 胡義明．梅山鐵礦鐵精礦降硅選礦試驗(yàn)[J].金屬礦山，2013(8)：47-52．

[2] 楊 龍．鐵精礦選礦降磷工藝優(yōu)化研究[D].西安：西安建筑科技大學(xué)，2003：50-52．

[3] 南京梅山冶金發(fā)展有限公司.一種鐵礦石提鐵降硅工藝：中國，201510432703.6[P].2015-07-22.

[4] 牛福生，張晉霞，劉淑賢，等.鐵礦石選礦技術(shù)[M].北京:冶金工業(yè)出版社：60-72．

2016-09-10)

張祖剛(1970—)，男，高級(jí)工程師，210041 江蘇省南京市雨花區(qū)西善橋。