馬鋼南山礦凹山選廠利用磁選柱提質降雜半工業試驗

何麗萍

(安徽馬鋼工程技術集團有限公司)

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馬鋼南山礦凹山選廠利用磁選柱提質降雜半工業試驗

何麗萍

(安徽馬鋼工程技術集團有限公司)

介紹了馬鋼南山礦凹山選廠現有磨選工藝流程及利用磁選柱提質降雜半工業試驗流程，通過對比半工業試驗系統選別指標與凹選3段磨礦系統選別指標表明，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 提質降雜 半工業試驗

南山礦業公司凹山選礦廠已有50多年的生產歷史，主要處理凹山礦的鐵礦石。隨著近幾年凹山礦石產量的下降，以及接替礦山高村鐵礦的建成投產，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，選礦工藝經過不斷的技術進步和擴建改造，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。如：超細碎系統的粗精礦輸送與分配、超細碎全閉路系統的生產能力不足的問題；磨礦系統中，由于超細碎系統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，導致精礦品位波動也較大，其鐵精礦品位不能適應股份公司對高品質鐵精礦的需求。

為此，進行了提質降雜半工業試驗，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，并有效降低了雜質含量。

1 凹山選礦廠磨選工藝流程及現狀分析

1.1 凹山選礦廠磨選工藝流程

南山礦業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年經過高壓輥磨超細碎改造后，在碎礦與磨選系統之間增設了高壓輥磨超細碎—濕式篩分磁選系統，其年處理原礦量增加至700萬t[1]。南山礦業公司于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段磨選系統保持不變，2臺3段磨礦分級設備恢復用作2段磨礦分級，實現主廠房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。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 凹山選礦廠現狀分析

因公司生產計劃的需要，凹選自2012年后，原礦年處理量達750萬t以上，超過了設計處理能力，1段、2段磨機處理量與生產原礦處理量不匹配，磨礦細度達不到設計要求，凹選3段磨礦改造設計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中未達到，導致3段磨礦產品細度及最終精礦品位達不到設計要求。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、結晶粒度細，影響了鐵精礦質量。

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

2 磁選柱提質降雜半工業試驗方案及設備

2.1 半工業試驗方案

鑒于凹山選礦廠目前的實際生產情況，采用常規磁選設備(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，常規磁選設備把它們回收到磁性產品中，由于磁性夾雜的存在，使常規磁選設備磁性產品鐵品位不高，從而用單一磁選方法難以獲得高品位磁鐵礦精礦。

磁選柱作為提質降雜精選設備，已在全國大中小磁選廠得到了廣泛應用[2-5]，此次半工業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品用磁選柱精選，磁選柱的精礦產品為最終鐵精礦，磁選柱尾礦與細篩篩上產品進3段再磨。同時，半工業試驗過程中適當放寬細篩篩孔。

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。磁選柱提質降雜半工業試驗取樣流程見圖1。

圖1 磁選柱提質降雜半工業試驗取樣流程

2.2 半工業試驗設備

半工業試驗設備主要有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，FGCT-10060磁選機。半工業試驗取樣過程中對選廠生產流程平行取樣，分別對比磁選柱提質降雜工藝與現有生產3段磨選工藝選別指標。

3 半工業試驗

3.1 半工業試驗結果

半工業試驗系統選取隔渣篩篩孔為0.125 mm，原礦處理能力為1.0 t/h左右，調整磁選柱磁場強度為27.87 kA/m。在調整好所有試驗設備的工藝參數后開始磁選柱提質降雜半工業試驗，半工業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。每次取樣時監測試驗原礦的處理量。

根據現場生產情況，半工業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。試驗設備每天上午均正常運轉，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。

現有3段磨選系統與半工業試驗系統主要數據對比見圖2、圖3，3段磨選系統與半工業試驗系統鐵精礦多元素分析對比見表1。

圖2 3段磨選系統與半工業試驗系統鐵精礦全鐵品位對比圖

圖3 3段磨選系統與半工業試驗系統鐵精礦全鐵回收率對比圖

表1 3段磨選系統與半工業試驗系統鐵精礦多元素分析結果對比 %

3.2 試驗結果分析

(1)按可比條件對比半工業試驗系統選別指標與凹選3段磨礦系統選別指標，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，半工業試驗系統鐵精礦中鐵回收率基本在95%以上。

(2)半工業試驗系統鐵精礦中全鐵回收率下降的主要原因是細度問題，生產中3段磨礦系統采用高頻細篩分級，篩孔為0.1 mm，半工業試驗系統采用隔渣篩篩孔為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量的目的，但由于磁選柱的高效分選勢必導致磁選柱精選作業尾礦品位的提高。半工業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，通過取樣數據分析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MQY3 600 mm×6 000 mm球磨機處理量為0.25 t/(m3·h)，據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能力，球磨機處理能力不足導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含量較生產所得鐵精礦中的雜質含量均有所降低，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，可在一機上實現多次精選。較常規磁選設備而言，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 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，提高鐵精礦質量，降低鐵精礦中的雜質含量，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)此次半工業試驗雖然可以驗證磁選柱精選提質降雜的可行性，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，導致鐵精粉中全鐵回收率下降，后續仍需通過更加完整的工業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：科學出版社，2008.

[2] 劉秉裕.磁選柱在磁鐵礦選礦各領域的應用[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試驗[J]．金屬礦山，2004(6)：40-41,73．

[4] 于克旭．磁選柱再選工藝在板石礦業公司選礦廠的應用[J]．金屬礦山，2007(7)：61-63．

[5] 李庚輝，宋吉明，楊希恩，等．磁選柱在提質降硅工藝中的應用實踐[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。