TM系列塔磨機在某磁鐵礦鐵精粉細磨再選工藝中的應用

韓　呈　馬　超　馬明楠　張　旭

(1.中鋼集團安徽天源科技股份有限公司；2.河鋼集團礦業公司承德柏泉鐵礦;3.鞍鋼集團鞍千礦業有限責任公司)

安徽霍邱鐵礦屬于鞍山式鐵礦(沉積變質)，存儲量約為20億t以上，屬于國家大型鐵礦基地，是安徽省唯一的特大型鐵礦。整個鐵礦呈層狀，礦石以磁鐵礦和鏡鐵礦為主。磁鐵礦石廣泛分布于片巖、片麻巖層中，而鏡鐵礦分布于片巖、白云巖和大理巖中[1]。

目前，主要磁選、重選和強磁選相結合的方式可以獲得鐵品位64%以上的鐵精礦粉。同時，精礦粉中的硫、磷含量比較低，是非常優質的煉鋼資源[2]。

某磁鐵礦為了進一步提高精礦粉品位，綜合考慮增加一段磨礦工藝的能源消耗、占地面積及生產工藝流程簡化等經濟因素，選用了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塔磨機與該磁鐵礦選礦廠的鐵精粉進行了細磨再選工藝研究，以期達到降本增效的目的。

1　TM系列塔磨機工作原理

TM系列塔磨機為采用立式垂直安裝、并帶有螺旋攪拌的超細磨設備，設備占地面積較小。磨機工作時，磨礦介質依靠螺旋葉片的反螺旋作用帶動從上到下循環運動，對加入的物料進行研磨。同時，物料從磨機下部或中部給入，經研磨后合格粒級在水力分級、反螺旋攪拌的共同作用下分離出來，并通過磨機頂部溢流口流出。同時，塔磨機能有效研磨物料并避免過磨現象[3-4]。

2　TM系列塔磨機結構

TM塔磨機主要由傳動系統、筒體、螺旋攪拌器組成[5-6]，具體結構見圖1。

圖1　TM系列塔磨機結構示意

3　TM系列塔磨機在鐵精礦細磨再選工藝中的應用

3.1　鐵精粉性質

試樣取自現場磁選后的最終精礦粉，經烘干、縮分、取樣后，鐵物相分析結果見表1。采用φ200 mm標準篩對其進行粒度篩析，篩析結果見表2。

表1　鐵精粉鐵物相分析結果　%

由表1可知，鐵精粉中全鐵含量為64.14%，可回收利用的鐵礦物主要是磁性鐵礦物，其含量為54.98%，占總鐵金屬分布率的85.72%，還有部分鐵礦物以弱磁性的赤褐鐵礦及非磁性的碳酸鐵等形式存在，其含量為9.09%，占有率為14.17%，難以回收，對提高最終鐵精粉的全鐵品位較為不利。

表2　鐵精粉粒度篩析結果

由表2可知，該鐵精粉中+75 μm粒級含量占32.16%、全鐵分布率占30.38%，全鐵品位為60.59%；+45 μm粒級含量占52.26%、全鐵分布率占50.32%，全鐵品位為61.76%；-45 μm粒級含量47.74%、全鐵分布率占49.68%，全鐵品位為66.74%；綜上可見：隨著原礦礦石粒度的減小，礦石全鐵品位升高，說明原礦粗粒級中脈石含量較高，從而降低了粗粒級礦石的全鐵品位；由此可見，增加磨礦細度，可使粗粒級礦物進一步解離。

3.2　TM系列塔磨機磨礦試驗

現場取最終鐵精粉試樣(-0.074 mm 67.84%)利用TM200-0.75塔磨機進行開路細磨工業試驗，尋找適合的細磨產品粒度，利用磁選進一步提高最終鐵精礦中的鐵品位，并兼顧鐵回收率，磨礦粒度分析結果見表3，磨礦曲線見圖2。

由圖2可見，隨著磨礦細度的增加，磨礦效率減小；當磨礦時間為36.6 min時，磨礦產品-45 μm粒級含量為90%；當磨礦時間為49.7 min時，磨礦產品-45 μm粒級含量為95%。

表3　磨礦粒度分析結果

圖2　磨礦曲線

選取45 μm為參考粒級，考察塔磨機磨礦功耗，考察結果見表4、圖3。

表4　塔磨機磨礦功耗測試結果

圖3　磨礦功耗試驗結果

由表4、圖2可知，隨著磨礦細度的增加，磨礦功耗呈指數性增大；繼續提高磨礦細度，會極大的增加磨礦功耗，不符合節能降耗的生產理念。

3.3　鐵精粉磁選試驗

采用TM200-0.75塔磨機分別將鐵精粉磨至-45 μm含量占90%、95%，應用φ400 mm×300 mm濕式磁選機在不同的磁場強度下進行1次磁選試驗，試驗結果見表5。

由表5可知，隨著磨礦細度的增大，磁選精礦全鐵品位、磁性鐵品位、磁性鐵回收率升高，精礦全鐵回收率降低；隨著磁選場強的提高，精礦全鐵、磁性鐵品位降低，回收率升高，但提升效果不明顯；當磨礦細度為-45 μm 95%、磁場強度為111.46 kA/m時，可獲得全鐵品位為68.11%，磁性鐵回收率為98.43%的合格鐵精礦。

表5　磁選試驗結果

3.4　鐵精粉磨礦流程選擇

通過上述試驗可知，該鐵精粉-45 μm粒級含量為47.74%，當磨礦產品-45 μm粒級含量為95%時，通過磁選試驗方可獲得全鐵品位≥68%的合格精礦，因此可采用一段閉路—檢查分級的磨礦流程，磨礦流程見圖4。

4　結　語

(1)某磁鐵礦通過TM200-0.75塔磨機試驗可知，該鐵精粉采用一段閉路分級磨礦—一段磁選的工藝流程，在磨礦作業應用TM系列塔磨機細磨后，可獲得鐵品位為68.11%和鐵回收率為98.43%以上的鐵精粉；說明塔磨機對該選廠鐵精粉品位的提升具有非常大的作用。

圖4　磨礦流程

(2)TM200-0.75塔磨機具有節能降耗、磨礦效果好等優點，其推廣應用前景廣闊。

[1]郭先寶.霍邱鐵礦資源合理開發與環境保護[J].低碳世界，2014(11):191-192.

[2]司曉龍，嚴曉東.某磁鐵礦細磨工藝研究[J].現代礦業，2016(11):106-107.

[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.

[5]韓呈，陳來保，桂志成.TM系列大型塔磨機的研發及其在磨礦工藝中的應用[J].現代礦業，2016(9):267-268.

[6]陳來保，謝藹詳，闞延松.TM系列塔磨機在某銅礦細磨再選工藝中的應用[J].現代礦業， 2017(3):191-192.