潘 猛 吳 紅 李保健 齊美超 石 剛

（安徽馬鋼張莊礦業(yè)有限責(zé)任公司）

尾礦是選礦過程中排出的固體廢棄物，存留少量金屬、非金屬有價礦物。尾礦堆存不僅浪費大量土地資源，而且還增加礦山投資和尾礦庫的運營成本［1-2］。目前，我國尾礦的利用率很低，礦山產(chǎn)出的尾礦占工業(yè)固體廢物的30%，但其利用率僅為7%［3-4］，變廢為寶促進礦業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展已成為當(dāng)前礦山企業(yè)提高市場競爭力的有力因素。近年來，磁鐵礦選礦工藝中干拋階段產(chǎn)生的廢石因其二氧化硅含量高、硬度大等優(yōu)勢，逐漸成為建材市場的主流產(chǎn)品。

1 張莊礦概況

張莊礦作為處理鐵礦石500 萬t/a 的新建礦山，選礦廠采用三段一閉路破碎篩分流程，將合格粒級的鐵礦石輸送至磨選系統(tǒng)，通過對篩上、篩下產(chǎn)品利用永磁干式磁選機進行兩段干拋，可得到塊尾礦（30～75 mm）、粗尾礦（0～30 mm）兩種建材產(chǎn)品（圖1）。近年生產(chǎn)中，選廠破碎系統(tǒng)按原設(shè)計兩段拋尾正常運行，2018 年塊尾產(chǎn)率10%，粗尾產(chǎn)率14.3%，入選鐵品位約32%，為恢復(fù)原礦地質(zhì)品位發(fā)揮了重要作用。由于張莊礦提升采用的是礦廢混提系統(tǒng)，2019年受井下開拓量影響，進入碎礦系統(tǒng)的廢石量突增，入選原礦鐵品位下降較為明顯，磨礦成本有所增加。為此，對當(dāng)前干拋系統(tǒng)進行優(yōu)化研究，提高干拋產(chǎn)率，增加建材銷售收益，提高入選原礦鐵品位，降低能耗［5-6］及磨礦成本。

2 CTX0816 快速磁翻轉(zhuǎn)高場強磁滾筒分選原理

CTX0816 快速磁翻轉(zhuǎn)高場強磁滾筒采用特殊的磁系設(shè)計，磁力線發(fā)生強烈排斥、擠壓和聚集，有的區(qū)域磁場強度極高，有的區(qū)域磁場強度較低，當(dāng)外筒體和內(nèi)筒體轉(zhuǎn)動時，磁性物料在短時間內(nèi)快速多次交替通過高、低場強區(qū)域，發(fā)生快速的磁翻轉(zhuǎn)和磁攪動，使夾雜在磁性物料之間的非（弱）磁性物料受到磁攪動，在離心力和重力的作用下向外層移動，而夾雜在非（弱）磁性物料之間的磁性物料由于受到強大的磁場力作用向內(nèi)層移動，從而在磁場力、重力和離心力的共同作用下實現(xiàn)磁性物料與非（弱）磁性物料的高效分選［7］（圖2）。張莊礦選礦廠將原篩下干拋生產(chǎn)系統(tǒng)中的1 臺CTDG1016 永磁干式磁滾筒替換為CTX0816快速磁翻轉(zhuǎn)高場強磁滾筒，技術(shù)性能指標(biāo)對比見表1。

3 試驗內(nèi)容

3.1 CTX0816磁滾筒最佳參數(shù)試驗

因CTX0816 磁滾筒采用360°磁系包角設(shè)計，無磁系偏角，主要靠磁場力、重力和離心力的共同作用實現(xiàn)磁性物料與非（弱）磁性物料的高效分選，生產(chǎn)過程中只需通過改變給料皮帶頻率就可實現(xiàn)對分選效果地調(diào)整。在保證給礦性質(zhì)一致的前提下，不同頻率對分選效果的影響見表2。

由表2可知，當(dāng)給礦頻率為55 Hz時，精礦品位及尾礦產(chǎn)率最高，但尾礦TFe 品位及磁性鐵損失也較多，不利于資源的最大化利用，因此CTX0816 磁滾筒最佳頻率選定為50 Hz。

3.2 CTDG1016磁滾筒最佳運行參數(shù)試驗

在保證給礦性質(zhì)一致的前提下，不同頻率、磁系偏角對分選效果的影響結(jié)果見表3。

由表3 可知，在給礦頻率為40 Hz、磁偏角295°時，分選效果指標(biāo)最好，尾礦產(chǎn)率達15.77%，磁性鐵損失在可接受的范圍之內(nèi)，因此CTDG1016 磁滾筒最佳頻率及磁偏角選定為40 Hz、295°。

3.3 CTX與CTDG磁滾筒工業(yè)對比試驗

在給礦性質(zhì)大致相同的前提下，以最佳運行參數(shù)運行CTX、CTDG 磁滾筒進行為期5d 的工業(yè)試驗，試驗結(jié)果見表4。

由表4 可知，CTX0816 快速磁翻轉(zhuǎn)高場強磁滾筒比原CTDG1016 磁滾筒干選拋廢產(chǎn)率提高2.16 個百分點，精礦TFe 品位提高0.58 個百分點，MFe 品位提高0.68 個百分點，尾礦TFe 品位降低0.95 個百分點、MFe品位降低0.76個百分點，基本達到了試驗預(yù)期目標(biāo)（尾礦產(chǎn)率提高2 個百分點，精礦TFe 品位提高0.5個百分點，尾礦TFe品位降低1個百分點）。

4 經(jīng)濟效益

目前，張莊礦篩下干拋系統(tǒng)所生產(chǎn)的粗尾礦當(dāng)?shù)劁N售均價61.62 元/t，應(yīng)用CTX0816 磁滾筒后粗尾產(chǎn)率可提高2.16 個百分點，按照500 萬t/a 提升量計算，可增加建材收益665 萬元/a，磁鐵回收率提高0.57個百分點，可多回收鐵品位66%的精礦粉0.54 萬t/a，創(chuàng)效162 萬元/a，綜合創(chuàng)效827 萬元/a，經(jīng)濟效益顯著。

5 結(jié)論

（1）張莊選廠干拋系統(tǒng)經(jīng)過改造使用CTX0816快速磁翻轉(zhuǎn)高場強磁滾筒后，其拋尾產(chǎn)率提高2.16個百分點，可達21.20%，提前拋去的脈石礦物不僅可增加建材銷售收益，降低磨選成本，還可減少進入充填系統(tǒng)的濕尾量，保障采充平衡，對穩(wěn)定500 萬t/a 大型礦山全尾充填系統(tǒng)生產(chǎn)起到至關(guān)重要的作用。

（2）應(yīng)用CTX0816 快速磁翻轉(zhuǎn)高場強磁滾筒后，磁鐵回收率可達98.70%，提高了0.57 個百分點，對同類型磁鐵礦選礦廠干拋工藝的優(yōu)化，具有積極的推廣和借鑒意義。