劉安平， 衣德強(qiáng)， 張祖剛， 周 潤

(南京梅山冶金發(fā)展有限公司礦業(yè)分公司,江蘇 南京210041)

梅山鐵礦選礦原則流程為入選原礦先經(jīng)磁選、重選預(yù)先拋尾,所得粗精礦經(jīng)細(xì)碎后給入磨浮系統(tǒng),兩段閉路磨礦后-0.074 mm 粒級含量達(dá)70%左右,再經(jīng)浮選脫硫、磁選降磷、濃縮過濾脫水后得到最終鐵精礦［1-4］。 預(yù)選拋尾采用直線篩分級洗礦,分為-50+20 mm、-20+2 mm 和-2 mm 共3 個粒級,-2 mm 粒級通過Ф5 m 濃縮錐斗分為-2+0.5 mm 與-0.5 mm 粒級,2 個粒級物料分別采用不同工藝進(jìn)行選別。 多年的生產(chǎn)實踐表明,-20+2 mm 與-0.5 mm 粒級采用的工藝是合理的,而-50+20 mm 與-2+0.5 mm 粒級采用的工藝各自存在不足,本文僅對-2+0.5 mm 系統(tǒng)存在的問題進(jìn)行討論。 該粒級采用一粗一掃選別,掃選采用中磁選拋尾,尾礦鐵品位達(dá)23.00%左右,與其他各粒級尾礦鐵品位相比明顯偏高,說明采用中磁選拋尾不盡合理,大量赤鐵礦及菱鐵礦流失于尾礦中,如何回收此部分弱磁性礦物是降低該粒級尾礦品位的關(guān)健。

1 礦石性質(zhì)

梅山鐵礦為寧蕪式玢巖鐵礦,礦石中含鐵礦物主要有磁鐵礦、半假象赤鐵礦、假象赤鐵礦、菱鐵礦、黃鐵礦等；脈石礦物主要有碳酸鹽礦物、綠泥石、高嶺土、石英、方柱石、透輝石、石榴石等。 礦石呈中細(xì)粒結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)、海綿隕鐵結(jié)構(gòu)等,主要構(gòu)造有塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、斑點狀構(gòu)造、網(wǎng)脈浸染狀構(gòu)造和角礫狀構(gòu)造等。

磁鐵礦呈自形～半自形晶,粒度一般為0.05 ～0.5 mm,局部1.0～2.5 mm；假象～半假象赤鐵礦系氣液交代磁鐵礦而成,粒度一般為0.02 ～0.05 mm；菱鐵礦呈隱晶～微晶,粒度0.02 ～0.1 mm,為交代早期鐵礦物,主要是交代石榴子石；黃鐵礦呈自形晶,粒度一般為0.01～0.7 mm,呈星散狀、網(wǎng)脈狀分布于各類礦石中,也有呈塊狀、浸染狀構(gòu)成黃鐵礦礦體,常見交代假象赤鐵礦的現(xiàn)象。

隨著礦山開采向深部延伸礦石質(zhì)量逐漸變差,礦石類型更為復(fù)雜,且各類型礦石間互相穿插較為普遍,下部礦體鐵主要賦存于假象赤鐵礦、半假象赤鐵礦和菱鐵礦中,其次在磁鐵礦和鐵硅酸鹽中,TFe 品位在28%～51%之間,平均品位38.39%,S 主要賦存于黃鐵礦中,S 品位在0.02%～2.5%之間,平均品位1.62%,P主要賦存于磷灰石中,P 品位在0.05%～0.55%之間,平均品位0.27%；堿度一般0.3～0.9,平均0.65。

2 試驗研究

2.1 探索試驗

ZCLA 磁選機(jī)在其分選空間內(nèi)利用重力、磁力和離心力協(xié)同作用,對入選礦石進(jìn)行高效分選,由于其磁性產(chǎn)品排礦區(qū)沒有明顯的分選帶,所以不存在因偶爾夾帶的粗顆粒刮傷磁力分選筒的現(xiàn)象,并可在分選筒內(nèi)安裝不同類型的聚磁分選介質(zhì),提高分選磁場梯度,從而拓寬磁性微細(xì)粒級的下限,提高已經(jīng)解離的微細(xì)顆粒磁性產(chǎn)品回收率。

ZCLA 磁選機(jī)的分選過程為:待選物料通過中心給礦管徑向給入分選滾筒內(nèi)進(jìn)行分選。 磁性礦物在分選區(qū)受到磁力-重力和離心拉力的作用后緊貼著分選滾筒的筒壁,沿其旋轉(zhuǎn)方向在漂洗區(qū)運行,受到漂洗水洗滌-脫水后進(jìn)入分選區(qū),在分選區(qū)的卸礦區(qū)內(nèi)通過頂部沖洗水將該產(chǎn)品卸入磁性產(chǎn)品接礦箱中,脫離分選設(shè)備,余下的非磁性產(chǎn)物通過底部收集箱排出,整個分選過程結(jié)束。

對梅山礦業(yè)分公司-2+0.5 mm 粒級中場強(qiáng)磁選機(jī)給礦進(jìn)行了ZCLAΦ630 mm × 1 200 mm 磁選機(jī)探索試驗,獲得選礦指標(biāo)見表1。 探索試驗結(jié)果表明,除精礦品位下降1.5 個百分點外,精礦產(chǎn)率和回收率明顯提高,尾礦品位及尾礦產(chǎn)率顯著下降。 故此決定開展半工業(yè)試驗。

表1 ZCLA 磁選機(jī)探索試驗結(jié)果

2.2 半工業(yè)試驗

為了探索ZCLA 磁選機(jī)在現(xiàn)場應(yīng)用的可行性,在梅山重選作業(yè)區(qū)-2+0.5 mm 系統(tǒng)安裝1 臺ZCLAΦ950 mm × 3 800 mm 磁選機(jī)開展半工業(yè)試驗,由原來的一粗一掃流程改為一次選別流程,經(jīng)過1.5 個月分流試驗,所得現(xiàn)場半工業(yè)試驗選別指標(biāo)見表2。

表2 ZCLA 磁選機(jī)現(xiàn)場半工業(yè)試驗結(jié)果

半工業(yè)試驗結(jié)果表明,與原流程對比,精礦品位相近,精礦產(chǎn)率提高6.23 個百分點,金屬回收率提高10.23 個百分點,尾礦品位降低4.36 個百分點。

2.3 工業(yè)試驗

2.3.1 工業(yè)試驗結(jié)果

在半工業(yè)試驗基礎(chǔ)上,采購了1 臺ZCLAΦ1 200 mm × 4 800 mm 磁選機(jī)進(jìn)行工業(yè)試驗,連續(xù)運轉(zhuǎn)3 個月,所得工業(yè)試驗選別指標(biāo)見表3。

表3 ZCLA 磁選機(jī)現(xiàn)場工業(yè)試驗結(jié)果

工業(yè)試驗結(jié)果表明,對比原流程,ZCLA 精礦品位降低1.72 個百分點,產(chǎn)率提高7.24 個百分點,金屬回收率提高9.01 個百分點,尾礦品位降低2.48 個百分點,選別效率提高3.77 個百分點。 設(shè)備運行穩(wěn)定且運轉(zhuǎn)率高達(dá)99%,操作維護(hù)工作量少,在現(xiàn)場受到歡迎。ZCLA 磁選機(jī)工業(yè)試驗成功為該系統(tǒng)技術(shù)改造提供了可靠的技術(shù)支撐。

2.3.2 產(chǎn)品物相分析

ZCLA 磁選機(jī)與原流程選別各產(chǎn)品物相分析結(jié)果見表4。

表4 各產(chǎn)品鐵物相分析分析結(jié)果（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）/%

從鐵物相分析結(jié)果可以計算得出,ZCLA 尾礦磁性鐵含量0.653%,比原流程低0.204 個百分點,精礦中Fe3O4和Fe2O3回收率81.12%,比原流程高15.22個百分點,說明ZCLA 對Fe3O4和Fe2O3的回收效果較原流程好。

3 生產(chǎn)應(yīng)用

原流程采用一粗一掃選別,分別安裝4 臺Φ1 050 mm × 2 400 mm 弱磁選機(jī)和中磁選機(jī),同時還裝有1 臺弧形篩隔粗,該系統(tǒng)年處理礦量(90～95)萬噸。

改造后流程優(yōu)點為:流程簡單,取消了弧形篩,變2 次選別為1 次選別,運行更穩(wěn)定；可粗粒級入料,不堵塞,不刮壞分選筒；一次選別可以同時分選強(qiáng)磁性礦物和弱磁性礦物,得到強(qiáng)磁性和弱磁性混合精礦,回收率更高；節(jié)約用水量,ZCLA 選礦機(jī)給礦濃度45%～58%,高于普通筒式磁選機(jī)給礦濃度25%～35%,精礦濃度50%～60%；節(jié)能、環(huán)保,降低了分礦箱高度,減少了輸送泵揚程。 ZCLA 選礦機(jī)采用永磁磁系設(shè)計,處理量50～120 t/h 的設(shè)備能耗為7 kW/h 左右,僅為同等電磁設(shè)備的10%左右。 由于采用特殊的分選方式,整個分選過程在密閉空間內(nèi)進(jìn)行,使礦漿不外流,保證了生產(chǎn)場地的環(huán)境衛(wèi)生；設(shè)備臺套減少5 臺,固定資產(chǎn)投資少,運行成本更低；維護(hù)方便易損件少,設(shè)備穩(wěn)定運轉(zhuǎn)率達(dá)到95%以上,設(shè)備定期更換易損件容易。 改造完成后僅采用一次選別,僅3 臺ZCLAΦ1 200 mm ×4 800 mm 磁選機(jī)就能滿足生產(chǎn)需求。

新流程于2019 年12 月完成改造調(diào)試并投入生產(chǎn)使用,新流程數(shù)質(zhì)量流程見圖1。

改造后流程正常投入生產(chǎn)后,對新流程的生產(chǎn)指標(biāo)進(jìn)行了10 天共240 h 指標(biāo)統(tǒng)計,結(jié)果見表5。 統(tǒng)計結(jié)果表明,生產(chǎn)指標(biāo)與工業(yè)試驗指標(biāo)基本相當(dāng),全流程投入生產(chǎn)以來運行穩(wěn)定,無故障,生產(chǎn)指標(biāo)理想。

4 結(jié) 語

圖1 重選作業(yè)區(qū)-2+0.5 mm 系統(tǒng)選礦數(shù)質(zhì)量流程

表5 穩(wěn)定運行生產(chǎn)指標(biāo)統(tǒng)計

1) 梅山重選作業(yè)區(qū)-2+0.5 mm 系統(tǒng)采用ZCLA磁選機(jī)替代原有的弱磁選機(jī)、中磁選機(jī),可以獲得ZCLA 精礦平均品位54.37%、產(chǎn)率42.85%、金屬回收率64.86%、尾礦品位21.86%、選別效率45.04%的試驗指標(biāo)。 設(shè)備運行穩(wěn)定且運轉(zhuǎn)率高達(dá)99%,操作維護(hù)工作量少,極大提高了該系統(tǒng)作業(yè)回收率,降低了尾礦產(chǎn)率。

2) 工藝流程采用一次選別替代原有的一粗一掃選別,流程簡單,取消了弧形篩,運行更穩(wěn)定,設(shè)備臺套減少5 臺,固定資產(chǎn)投資少,運行成本更低,同時新流程在節(jié)能環(huán)保上具有明顯優(yōu)勢,投入運行以來體現(xiàn)了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。