某磁鐵礦細磨工藝試驗

司曉龍 嚴曉東

(中鋼集團安徽天源科技股份有限公司)

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某磁鐵礦細磨工藝試驗

司曉龍 嚴曉東

(中鋼集團安徽天源科技股份有限公司)

安徽某磁鐵礦礦石結晶粒度細，以磁鐵礦為主，現場采用1次濕式粗粒預選—2段閉路磨礦—1次弱磁選后粗精礦再磨—3次弱磁選的階段磨選流程，僅能獲得鐵品位為63.04%的精礦。為了提高最終鐵精礦品位，采用TM200-1.5型塔磨機替代球磨機對現有工藝中再磨再選工序進行了優化流程試驗研究。試驗結果表明：通過使用塔磨機能達到-45 μm 95%以上的礦石細度，配合2段磁選工藝流程，可獲得全鐵品位為65.60%、回收率為90.08%，磁性鐵品位為65.14%、回收率為93.04%的合格精礦；使用塔磨機流程具有更加簡潔、生產成本低的特點，同時精礦品質更高。

磁鐵礦 塔磨機 細磨

在我國，優質礦產資源嚴重短缺，貧、細、雜是我國金屬礦產資源的共同特點，其中復雜難選鐵礦占我國鐵礦資源儲量的20%～25%[1]，這類礦石具有典型的難磨難選的特點，然而巨大的市場需求與選礦新工藝、新設備的快速研發又給這些復雜難選礦石的有效回收帶來了可能。高效節能和短流程的理念正逐步成為選礦科技工作者追求的目標[2]，傳統球磨機超細磨礦的實踐表明：當磨礦細度-75 μm粒級含量占80%時，能量的消耗開始呈指數增長[3]，而增加磨礦段數又會受到場地、生產成本等多方面的制約，這些因素必然導致選礦成本的大幅提高[4]，所以優化磨礦作業及選別流程以達到降本增效的目的已成當下流行趨勢。為此，試驗將采用中鋼集團安徽天源科技股份有限公司自主研發生產的TM200-1.5塔磨機對安徽某磁鐵礦選礦廠的選礦工藝進行優化試驗研究，以期達到降本增效的目的。

1 TM系列塔磨機簡介

中鋼集團安徽天源科技股份有限公司依托前身為原冶金部馬鞍山礦山研究院選礦設備研究所，通過近10 a的研究，成功研制了TM系列塔磨機并獲得了多項國家發明專利。

TM系列塔磨機是由頂部豎直安裝的電機驅動，由中部傳動軸和下部螺旋攪拌器組成運動結構，下部筒體和中上部傳動支架為固定支撐結構。研磨倉內懸掛一套雙螺旋攪拌軸，通過安裝在磨機頂部的主電機進行驅動。螺旋的攪拌帶動研磨倉內的磨球運動，磨球之間的撞擊和摩擦作用將所研磨的物料進行破碎，其具體結構見圖1。

圖1 TM系列塔磨機結構示意

1—電機；2—聯軸器；3—減速機；4—聯軸器；5—軸承座；6—軸套座；7—攪拌器聯軸器；8—葉片1；9—溢流出礦口；10—進礦口；11—葉片2；12—筒體排空口

TM系列塔磨機適用于黑色金屬、有色金屬、非金屬礦石的再磨作業，也可用于2段磨礦、精礦再磨、尾礦再磨等回路中。該設備與傳統球磨機相比，主要具有以下特點：

(1)高效節能。與球磨機相比，節能達到20%～30%，傳統球磨機的粉磨作用力依賴重力，大部分輸入能量消耗于聲、發熱和振動，實際磨礦能量只占輸入能量的5%左右，而塔磨機粉磨物料時主要以表面磨剝為主，物料隨粒度直徑的減小，裂縫減少，利用沖擊方法粉磨物料時粒度越細越難，而利用表面磨剝方法是最有效的方法。

(2)振動小、噪音低。塔磨機粉碎介質為有序運動，使得無效碰撞減少，無效功耗降低，塔磨機主要利用摩擦磨礦而且筒體固定不動，從而減少了噪音、振動和發熱。

(3)結構簡單，操作維護方便，占地面積小。由于塔磨機具有塔式結構，需要的安裝面積很小，且塔磨機具有動載荷低、振動小、內部結構處于靜平衡狀態，所以基礎簡單、安裝周期短、設備的安全性好，費用低、操作維護簡單。

(4)易損件壽命長、更換方便。

2 試樣性質

取現場2段閉路磨礦(-75 μm含量67%)1次弱磁選后的粗精礦進行細磨工業試驗。試驗的目的是尋找粗精礦適合的細磨產品粒度，提高最終精礦品位及磁性鐵礦回收率。對粗精礦進行鐵物相分析、粒度分析，分析結果見表1、表2。

表1 粗精礦鐵物相分析結果 %

由表1可知，磁性鐵分布率為95.85%，赤褐鐵占3.14%，磁選工藝宜采用弱磁選。

表2 粗精礦粒度分析結果

由表2可知，經過2段球磨磁選后的粗精礦的粒級主要集中在-45 μm，含量為41.20%，該粒級中全鐵含量較高為61.99%，表明細顆粒磁鐵礦與脈石礦物得到了有效分離，并通過磁選得到了一定的富集；+45 μm粒級含量為58.80%，該粒級中全鐵含量較低為45.02%，表明該粒級中脈石礦物與磁鐵礦連生體還占有一定比例，該粒級物料需要通過細磨才能完成磁鐵礦與脈石礦物的進一步分離，從而提高最終鐵精礦品位。

3 塔磨機試驗結果及分析

3.1 塔磨機磨礦曲線試驗

采用TM200-1.5型塔磨機對該礦石進行磨礦曲線試驗，其中磨礦濃度為60%，研磨介質填充率為30%，最終磨礦試驗結果見圖2。

圖2 TM系列塔磨機磨礦曲線

由圖2可見，當給礦粒度-75 μm粒級含量≥60%時，產品粒度-45 μm粒級含量≥90%，所需的磨礦時間約為14 min。

3.2 TM系列塔磨機磨礦細度試驗

通過1次弱磁選判斷能否獲得合格精礦的關鍵是磨礦細度的合理選擇。試驗在固定弱磁選磁場強度為79.55 kA/m的條件下，考察不同磨礦細度對選別指標的影響，試驗結果見表3。

表3 不同磨礦細度磁選試驗結果 %

由表3可知，在79.55 kA/m的磁選磁場強度條件下，隨磨礦細度的增加，精礦鐵品位增大，說明細磨促進了鐵礦物的單體解離，有利于鐵的回收，但隨著磨礦細度進一步的增大，鐵品位提高幅度較小，且鐵回收率下降，說明部分磁性礦物由于磁場強度過低或礦泥的夾雜而進入尾礦，故磨礦粒度不宜過細，磨礦細度選擇-45 μm 90%～95%較合適；當磨礦細度達到-45 μm 95%時的精礦品位為63.05%，仍不能達到提高最終精礦品位的目的。

3.3 粗精礦2段開路磁選試驗

為了進一步提高精礦鐵品位，擬采用2段磁選工藝，磁選設備為φ400mm×300mm濕式圓筒電磁磁選機，1段磁選磁場強度為79.55kA/m，2段磁選磁場強度為63.64kA/m。分別對粗精礦的2種磨礦細度進行磁選試驗。試驗結果見表4。

表4 2段磁選試驗結果 %

由表4可知，采用2段磁選工藝可明顯提高最終的精礦鐵品位，并隨著磨礦細度的增大，精礦鐵品位提高；當磨礦細度達到-45 μm 95%時，粗選磁場強度為79.55 kA/m，精選磁場強度為63.64 kA/m，可獲得全鐵品位為65.60%，磁性鐵品位為65.14%，精礦全鐵總回收率為90.08%，磁性鐵總回收率為93.04%的合格鐵精礦。

4 結 語

安徽某鐵礦為高品位磁鐵礦，1次磁選粗精礦采用塔磨—2次弱磁選流程就能有效回收鐵礦物，不但精簡了選別流程，而且達到了降本增效的目的；不同磨礦粒度磁選試驗與粗精礦的全鐵粒度分析結果表明，當磨礦細度為-45 μm 90%～95%時，才能獲得高品位的鐵精礦；通過對1次磁選粗精礦采用塔磨—2次弱磁選流程分選后，獲得了全鐵品位為65.60%，磁性鐵品位為65.14%，全鐵回收率為90.08%，磁性鐵回收率為93.04%的合格精礦。

[1] 曹新元，呂古賢，朱裕生.我國主要金屬礦產資源及區域分布特點[J].資源：產業，2004，6(4):20-22.

[2] 范素月，張銅川，鄧包磊.用CH-CXJ63型淘洗磁選機優化某選鐵工藝試驗[J].金屬礦山，2014，43(1):56-59.

[3] 莫列爾S，王純萍.總體平衡模型在塔磨機超細磨中的應用[J].國外金屬礦選礦，1994(5):10-17.

[4] 張建康，陳麗媛.某細粒鐵礦石細磨工藝試驗研究[J].礦業工程，2015，13(1):24-26.

2016-09-10)

司曉龍(1993—)，男，助理工程師，341000 安徽省馬鞍山市雨山區紅旗南路51號。