南芬選礦廠精選工藝改進研究①

肖啟飛， 朱東方

（1.本溪鋼鐵（集團）有限責任公司 南芬選礦廠，遼寧 本溪117014； 2.沈陽隆基電磁科技股份有限公司，遼寧 撫順113122）

本鋼南芬選礦廠作為本鋼原料的主要供應基地之一，設計規模為年處理原礦石1 300 萬噸，主要產品為鐵精礦，產量由1944 年的39 萬噸發展到2018 年的415 萬噸。 本鋼南芬選礦廠入選礦石來自南芬露天鐵礦，近幾年由于加大了對主采場中、北部部位的推采速度，從2008 年開始紅礦和過渡類型北山礦石較多。 北山礦石基本屬于難磨難選類型，結晶粒度細，礦石相應也要細磨才能達到單體解離，球磨機磨礦能力明顯下降，嚴重影響本鋼南芬選礦廠弱磁選的生產工藝主流程。

南芬選礦廠四選作業區大選廠房內磁選柱于2006 年投入使用，是生產的關鍵設備，目前已運行13年，存在設備老化、提質幅度小等問題，制約著生產指標進一步提升，急需更新改造。

1 選礦廠磁選柱簡介及存在問題

1.1 磁選柱簡介

磁選柱是2003 年南芬選礦廠降硅提鐵工藝改造選用的新設備，四選作業區現有Φ600 mm 型磁選柱28 臺，是生產的關鍵精選設備。 該設備采用特殊的電源供電方式，使磁系在分選空間產生特殊的變換機制，對磁選礦漿進行反復多次的團聚-分散-團聚作用，能較充分地分選出常規磁選設備分選后夾雜的中、貧連生體及單體脈石。 從實踐運行看，磁選柱運行平穩可靠、操作便利，而且調節精礦品位能力非常強，是提高精礦質量的極佳設備［1］。

1.2 目前的選礦工藝

目前選礦流程中細篩篩下合格品經大筒徑磁選機濃縮后的精礦產品進入磁選柱進行精選，磁選柱精礦產品進入過濾進行脫水，溢流進入大筒磁選機進行濃縮磁選。 選廠流程見圖1。 磁選柱給礦濃度30%～50%，給礦TFe 品位大于65.50%，給礦粒度-0.074 mm粒級含量87%，排礦濃度60%～65%，排礦TFe 品位大于67.00%［2］。

圖1 南芬選礦廠工藝流程

1.3 生產中存在的問題

在磁選柱的實際生產過程中，主要存在以下問題：

1） 設備老化。 南芬選礦廠Φ600 mm 型磁選柱屬于早期第一代產品，運行時間長，設備磨損嚴重，電控系統故障頻繁，經過多次修復已無法保證設備原技術狀態，現已影響到生產的運行；設備規格小、臺時處理能力低，因此設備臺數多，無法實現自動化控制，生產運行波動大。

2） 精礦產品質量較差。 根據生產考查磁選柱提質品位較低，為0.8 個百分點，尤其是大選流程磁選柱提質僅0.57 個百分點，中礦品位高達33%，對鐵精礦質量及產量影響較大，無法達到預期的精礦指標。

2 磁懸浮精選機更新改造及試驗情況

2.1 改進概況

根據磁選柱設備發展現狀，結合南芬選礦廠的實際情況，確定采用1 臺LJC-5000 磁懸浮精選機（Φ1 400 mm）對四選作業區大選9＃系統5 臺Φ600 mm 型磁選柱進行更新改造。 設備于2019 年4 月采購到廠，2019年5 月完成設備安裝，2019 年6 月完成生產調試和試驗考察工作，全面投入生產運行，目前運行效果良好。

2.2 試驗結果

試驗地點為四選作業區大選磁選柱間，試驗時間為2019 年6 月12 日～7 月9 日。 由四選作業區和生產技術室共同組織采樣；由生產技術室試驗室進行制樣、粒度篩析和化驗分析。

對四選作業區大選新安裝的Φ1 400 mm 磁懸浮精選機給礦、磁懸浮精選機精礦和磁懸浮精選機中礦分別進行取樣，每批次取樣3 個，共計取樣26 批次，對照磁懸浮精選機技術協議中的工況條件，將4 批次不符合工況條件的數據去除，其余22 批次數據為有效數據。 試驗數據及平均數據見表1。

表1 試驗數據

磁懸浮精選機的精礦品位最高提升幅度可以達到3 個百分點，平均提升幅度為1.68 個百分點。 調試過程中保持了良好的回收率，并在節水、節能的前提下，保留了設備提品能力。

磁懸浮精選機的精礦濃度可達到60%，如果從工藝設備數量減少方面考慮，可以減少磁懸浮精選機后段濃縮磁選機，將精礦直接排走，縮短工藝流程，減輕日常維護量。 省去濃縮磁選機后，也可以節省選廠電耗、管路損耗及泵類損耗，減輕日常維護人員的工作壓力。

2.3 試驗數據分析

Φ1 400 mm 磁懸浮精選機精礦品位平均提升幅度為1.68 個百分點，精礦粒度-0.074 mm 粒級占87.19%。磁懸浮精選機中礦品位較低，磁懸浮精選機回收率較高。

采樣期間磁懸浮精選機工作狀態基本穩定，從22批次試驗數據可以看出：在給礦品位較高時，精礦提質幅度較小；給礦品位較低時，精礦提質幅度較大，有的達到3 個百分點；給礦品位在達到工序指標時，精礦提品幅度基本上在1～2 個百分點之間，精礦提質幅度高于原有的磁選柱。 處理能力可達28 ～30 t／h。 磁懸浮精選機的精礦提質能力還有提升空間。

經考查，Φ1 400 mm 磁懸浮精選機臺時處理能力與現有磁選柱相比可提高2.5～3 倍，提質幅度1.68 個百分點，中礦品位僅19.22%，提質幅度較原磁選柱提高1.1～3.02 個百分點，回收率提高0.54 個百分點。

3 LJC-5000 磁懸浮精選機簡介

本次改進采用的LJC-5000 磁懸浮精選機是沈陽隆基電磁科技股份有限公司生產的第四代電磁重選設備，主要用于磁性礦物的精選階段。 該設備具有以下優點：

1） 提品降硅。 提高精礦品位2 ～9 個百分點，降低硅、硫、磷等雜質含量。

2） 增加產能。 在不降低精礦品位的前提下，適當放粗磨礦粒度，提高產能。

3） 設備結構采用新式設計理念。 入選礦物進入設備的方式和溢流尾礦方式與傳統磁選柱和淘洗機不同，顛覆傳統設備的流體運動軌跡方式，采用四周給礦、中心溢流、微流磁控。

4） 整體運輸和安裝。 LJC-5000 磁懸浮精選機設備采用一體式結構，方便現場安裝，節省投產周期。 整套設備主要由主機、給礦箱（內部結構）、給水管、控制柜組成，給礦箱用于設備給礦，將物料給入給礦箱內，并由給礦箱將物料送入主機內部。 主機上的溢流槽主要用于排出尾礦。

5） 自動化程度高。 主機是物料的主要分選區，負責對物料進行分選。 控制柜負責勵磁供電、監控設備工作狀態、自動化控制；傳感器將探測到的信號傳遞給控制柜，控制柜根據信號進行計算并對電動閥門、磁場進行實時控制。 通過PLC 建立邏輯模型和公式實現智能控制。

4 結 論

1） 南芬選礦廠磁選柱運行時間長，設備磨損嚴重，電控系統故障頻繁，經過多次修復已無法保證設備原技術狀態，已影響到生產運行。 根據生產考查磁選柱提質品位幅度較低，僅0.57 個百分點，中礦品位高達33%，對鐵精礦質量及產量影響較大。

2） 采用沈陽隆基生產的LJC-5000 磁懸浮精選機代替現有磁選柱，臺時處理能力可提高2.5 ～3 倍，提質幅度達1.68 個百分點，中礦品位僅19.22%，提質幅度較原磁選柱提高1.1 ～3.02 個百分點，回收率提高0.54 個百分點。

3） 通過對四選作業區大選磁選柱的考察研究，不但解決了四選作業區精礦質量低的問題，同時對南芬選礦廠其它選別作業區磁選柱更新改造提供了可靠的技術依據。