錢士湖 陸 虎 李明軍 張 偉 張貴燦 楊松付

（馬鋼(集團)控股有限公司姑山礦業(yè)公司，安徽馬鞍山243181）

粗粒預選拋尾是鐵礦山降低選礦成本的有效手段。目前，鐵礦石的磁選預先拋尾工藝有干式拋尾工藝和濕式拋尾工藝，干式拋尾粒度范圍一般較寬，上限粒度一般可在300～10 mm；濕式預選由于設(shè)備方面的原因，上限粒度通常不超過6 mm，能夠?qū)?0～0 mm物料進行濕式磁選的預選設(shè)備尚未見報道［1-2］。

ZCLA選礦機綜合了磁選機、離心選礦機、搖床等多種選礦設(shè)備的特點，是一種復合力場的永磁選礦設(shè)備，可對粒度為30～0 mm物料進行濕式預選。粗粒尾礦的及時拋出，可明顯提高入選品位，為改善最終精礦指標創(chuàng)造條件；降低后續(xù)磨選作業(yè)的處理量，可降低磨選成本；減少細粒尾礦的生產(chǎn)、處理、輸送與儲存量，可降低尾礦處理成本；所拋出的粗粒尾礦經(jīng)分級處理，有望成為建筑用碎石和建筑用沙，為企業(yè)增加利潤增長點［3-4］。

改造前，馬鋼和睦山選礦廠磨礦作業(yè)處理以高壓輥磨機開路輥壓產(chǎn)品為主的粉礦（20～0 mm），入磨前未設(shè)置磁選預先拋尾作業(yè)，這主要是由于該產(chǎn)品較潮濕，且有少量輥壓餅，礦石分散性不好，不適合采用干式磁選拋尾；同時由于沒有性能穩(wěn)定可靠的、適合20～0 mm物料分選的濕式磁選設(shè)備，導致大量已單體解離的脈石礦物進入磨礦作業(yè)［5-6］。

為了探索和睦山選礦廠磨前產(chǎn)品實現(xiàn)濕式預選的可能性，采用ZCLA選礦機對現(xiàn)場磨前產(chǎn)品進行了拋尾試驗。

1 ZCLA選礦機的結(jié)構(gòu)與分選原理

ZCLA選礦機的結(jié)構(gòu)與分選原理示意見圖1。造漿后的待選物料從給礦槽1給入分選筒2，分選筒在由磁系及固定裝置4產(chǎn)生的非均勻磁場內(nèi)（分選空間）旋轉(zhuǎn)，磁性礦物顆粒受到磁力和重力的聯(lián)合作用，吸附在分選筒的內(nèi)壁上，并隨分選筒的旋轉(zhuǎn)提升至分選筒頂部的無磁區(qū)，并在自重和卸礦水的沖刷下落入磁性礦物收集溜槽3，然后自流至磁性礦物接礦斗5；非磁性礦物顆粒則在重力分力和礦漿流的作用下沿分選筒內(nèi)壁自流至非磁性礦物接礦斗6，從而實現(xiàn)磁性礦物顆粒和非磁性礦物顆粒的分離［7］。

2 原碎礦—干式預選工藝流程與分析

和睦山選礦廠原碎礦—干拋工藝流程為三段一閉路破碎—中碎產(chǎn)品中的大塊（50～20 mm）和細碎產(chǎn)品中的塊礦（20～12 mm）分別干拋—高壓輥磨機開路破碎流程，見圖2。

礦山生產(chǎn)初期（2013年前）和睦山選礦廠所處理的礦石是以磁鐵礦為主的磁赤混合鐵礦石，因此，原設(shè)計干拋工藝為弱磁選+強磁選組合的預選工藝。2013年后，隨著赤鐵礦占比的不斷減少，強磁選作業(yè)回收赤鐵礦的意義越來越小，實際充當了磁鐵礦的掃選回收作業(yè)。

由于小塊干拋精礦開路輥壓過程會產(chǎn)生大量新的、已單體解離的脈石礦物，且細碎系統(tǒng)產(chǎn)品的-12 mm粒級中也存在已單體解離的脈石礦物。因此，入磨礦石中存在相當數(shù)量的廢石，這部分廢石進入磨選系統(tǒng)會降低磨選系統(tǒng)的效率，影響最終精礦質(zhì)量。表1為入磨粒度篩析結(jié)果。

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從表1可以看出，入磨礦石+12 mm、+5 mm粒級產(chǎn)率分別達8.43%和37.12%，顯然，常規(guī)濕式磁選設(shè)備難以處理這種粒度分布很寬的礦石；鐵僅在+12 mm粒級有富集現(xiàn)象。

3 ZCLA選礦機工業(yè)試驗

濕式粗粒預選試驗采用ZCLA950-2000型ZCLA選礦機，分選筒表面磁場強度為304 kA/m，試驗過程中可調(diào)的工藝參數(shù)分別為處理量、給礦濃度、分選筒傾角和轉(zhuǎn)速等，試驗對這些參數(shù)進行了逐一研究。

3.1 處理量試驗

對于一定規(guī)格的ZCLA選礦機來說，在其他工藝參數(shù)一定的情況下，處理量決定了料層厚度，也就必然影響分選效果。因此，進行處理量試驗很有必要。處理量試驗固定分選筒轉(zhuǎn)速為7.0 r/min、傾角為15°，給礦補加水量為150 m3/h，試驗結(jié)果見表2。

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由表2可知，在給礦品位相近的情況下，處理量增大，拋尾產(chǎn)率和精礦品位均降低，精礦鐵回收率升高，這與磁鐵礦貧連生體較少拋出有關(guān)。綜合考慮，確定后續(xù)試驗的處理量為150 t/h。

3.2 分選筒傾角試驗

對一定濃度的礦漿來說，分選筒的傾角變化會影響料漿通過分選區(qū)的時間、礦漿層的厚度、磁性物料所受到的磁場力。因此，確定分選筒的傾角很重要。分選筒傾角試驗固定分選筒轉(zhuǎn)速為7.0 r/min，處理量為150 t/h，補加水量為150 m3/h，試驗結(jié)果見表3。

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由表3可知，在給礦品位相近的情況下，分選筒傾角增大，拋尾產(chǎn)率和尾礦品位均提高，精礦鐵回收率小幅下降，這與磁場力不足以捕獲磁性礦物貧連生體有關(guān)。綜合考慮，確定后續(xù)試驗分選筒的傾角為15°。

3.3 分選筒轉(zhuǎn)速試驗

在礦漿體積相同的情況下，分選筒轉(zhuǎn)速越大，礦漿層厚度越小，越有利于磁性物料的捕獲，也有利于設(shè)備處理能力的提高；但轉(zhuǎn)速過快會縮短磁性物料通過卸礦區(qū)的時間，不利于磁性物料的充分卸落，進而影響分選效果。因此，分選筒轉(zhuǎn)速也是影響分選效果的重要工藝參數(shù)。分選筒轉(zhuǎn)速試驗固定分選筒傾角為15°，處理量為150 t/h，補加水量為150 m3/h，試驗結(jié)果見表4。

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由表4可知，在給礦品位相差不大的情況下，提高分選筒轉(zhuǎn)速，尾礦鐵品位變化不明顯，但精礦鐵品位和拋尾產(chǎn)率均上升，精礦回收率小幅下降。綜合考慮，確定后續(xù)試驗分選筒轉(zhuǎn)速為11.3 r/min。

3.4 礦漿濃度試驗

礦漿濃度的高低決定著物料的分散程度和礦漿的流速，因而，對分選效果產(chǎn)生較大的影響。礦漿濃度試驗固定分選筒傾角為15°、轉(zhuǎn)速為11.3 r/min，處理量為150 t/h，試驗結(jié)果見表5。

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由表5可知，在給礦品位相當?shù)那闆r下，降低礦漿濃度，精礦鐵品位、尾礦鐵品位和拋尾產(chǎn)率均上升，精礦鐵回收率下降，當?shù)V漿濃度為47%時，可拋出產(chǎn)率達19.73%的尾礦，精礦鐵回收率仍達93.82%。

進一步的研究表明，試驗確定條件下的精礦磁性鐵回收率高達98.65%，表明該設(shè)備對粒度為20～0 mm的磁鐵礦石具有高效拋尾效果，適用于現(xiàn)場磨選給礦的濕式預選。

4 ZCLA選礦機應用效果分析

根據(jù)工業(yè)試驗情況，在碎礦—磁選預選系統(tǒng)與磨選系統(tǒng)之間增設(shè)了ZCLA濕式粗粒預選及其配套系統(tǒng)（濕式預選設(shè)備為ZCLA950-2000型ZCLA選礦機）。從生產(chǎn)情況看，系統(tǒng)運行順暢、平穩(wěn)，ZCLA選礦機生產(chǎn)指標見表6。

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由表6可知：①給礦品位明顯升高尾礦品位僅小幅上升，表明該設(shè)備對給礦鐵品位波動的適應能力較強，系統(tǒng)具有較高的可靠性。②給礦品位從29.19%提高至37.64%，拋尾產(chǎn)率從29.72 2%顯著下降至10.93 3%，表明該設(shè)備對低品位、高廢石混入率礦石具有更高效的拋廢能力。③無論給礦鐵品位如何變化，磁性鐵回收率均高達98%以上，表明該設(shè)備能有效控制磁性鐵礦物的流失。因此，ZCLA選礦機是和睦山選礦廠磨前預選的理想設(shè)備。

5 結(jié)語

（1）馬鋼和睦山鐵礦選礦廠入選礦石為磁鐵礦石，受選礦技術(shù)與設(shè)備的制約，碎礦—干式磁選拋廢系統(tǒng)產(chǎn)品入磨前未設(shè)置預選拋廢系統(tǒng)，大量的廢石進入磨選系統(tǒng)會導致磨選及其后續(xù)系統(tǒng)負荷大、生產(chǎn)成本高、產(chǎn)生的大量細粒尾礦增大了尾礦庫的壓力、影響了最終精礦品質(zhì)的改善。

（2）采用ZCLA950-2000型ZCLA選礦機對碎礦—干式磁選拋廢系統(tǒng)產(chǎn)品（20～0 mm）進行了濕式預選拋廢工業(yè)試驗，在分選筒傾角為15°、轉(zhuǎn)速為11.3 r/min，處理量為150 t/h，分選礦漿濃度為47%情況下，處理鐵品位為34.06%的礦石，可拋出產(chǎn)率為19.73%、鐵品位為10.67%的廢石，ZCLA精礦鐵品位為39.81%、磁性鐵回收率為98.65%，入磨鐵品位提高了5.75個百分點。

（3）生產(chǎn)實踐表明，ZCLA950-2000型ZCLA選礦機處理鐵品位為29.19%～37.64%的礦石，拋尾產(chǎn)率可達10.93 3%～29.72 2%，磁性鐵回收率高達98%以上。

（4）ZCLA950-2000型ZCLA選礦機對現(xiàn)場礦石鐵品位波動的適應能力較強，對低品位、高廢石混入率礦石具有更高效的拋廢能力，能有效控制磁性鐵礦物的流失，是和睦山選礦廠磨前預選的理想設(shè)備。

（5）和睦山鐵礦選礦廠的ZCLA濕式粗粒預選及其配套系統(tǒng)運行順暢、平穩(wěn)、可靠，大量廢石的及時拋出提高了入磨品位，減少了磨選及其后續(xù)系統(tǒng)的處理量，細粒尾礦的減少減輕的尾礦庫的壓力，降低了選礦廠的生產(chǎn)成本；同時，ZCLA濕選尾礦中篩分出的塊狀廢石和粗砂可作為建筑用材出售，增加企業(yè)的銷售收入，提高企業(yè)的效益。