快速磁翻轉磁滾筒在張莊礦干拋系統中的應用研究

潘 猛 吳 紅 李保健 齊美超 石 剛

（安徽馬鋼張莊礦業有限責任公司）

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，礦山產出的尾礦占工業固體廢物的30%，但其利用率僅為7%［3-4］，變廢為寶促進礦業綠色可持續發展已成為當前礦山企業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生的廢石因其二氧化硅含量高、硬度大等優勢，逐漸成為建材市場的主流產品。

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，通過對篩上、篩下產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）兩種建材產品（圖1）。近年生產中，選廠破碎系統按原設計兩段拋尾正常運行，2018 年塊尾產率10%，粗尾產率14.3%，入選鐵品位約32%，為恢復原礦地質品位發揮了重要作用。由于張莊礦提升采用的是礦廢混提系統，2019年受井下開拓量影響，進入碎礦系統的廢石量突增，入選原礦鐵品位下降較為明顯，磨礦成本有所增加。為此，對當前干拋系統進行優化研究，提高干拋產率，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 快速磁翻轉高場強磁滾筒分選原理

CTX0816 快速磁翻轉高場強磁滾筒采用特殊的磁系設計，磁力線發生強烈排斥、擠壓和聚集，有的區域磁場強度極高，有的區域磁場強度較低，當外筒體和內筒體轉動時，磁性物料在短時間內快速多次交替通過高、低場強區域，發生快速的磁翻轉和磁攪動，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層移動，從而在磁場力、重力和離心力的共同作用下實現磁性物料與非（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系統中的1 臺CTDG1016 永磁干式磁滾筒替換為CTX0816快速磁翻轉高場強磁滾筒，技術性能指標對比見表1。

3 試驗內容

3.1 CTX0816磁滾筒最佳參數試驗

因CTX0816 磁滾筒采用360°磁系包角設計，無磁系偏角，主要靠磁場力、重力和離心力的共同作用實現磁性物料與非（弱）磁性物料的高效分選，生產過程中只需通過改變給料皮帶頻率就可實現對分選效果地調整。在保證給礦性質一致的前提下，不同頻率對分選效果的影響見表2。

由表2可知，當給礦頻率為55 Hz時，精礦品位及尾礦產率最高，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試驗

在保證給礦性質一致的前提下，不同頻率、磁系偏角對分選效果的影響結果見表3。

由表3 可知，在給礦頻率為40 Hz、磁偏角295°時，分選效果指標最好，尾礦產率達15.77%，磁性鐵損失在可接受的范圍之內，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磁滾筒工業對比試驗

在給礦性質大致相同的前提下，以最佳運行參數運行CTX、CTDG 磁滾筒進行為期5d 的工業試驗，試驗結果見表4。

由表4 可知，CTX0816 快速磁翻轉高場強磁滾筒比原CTDG1016 磁滾筒干選拋廢產率提高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，基本達到了試驗預期目標（尾礦產率提高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 經濟效益

目前，張莊礦篩下干拋系統所生產的粗尾礦當地銷售均價61.62 元/t，應用CTX0816 磁滾筒后粗尾產率可提高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，創效162 萬元/a，綜合創效827 萬元/a，經濟效益顯著。

5 結論

（1）張莊選廠干拋系統經過改造使用CTX0816快速磁翻轉高場強磁滾筒后，其拋尾產率提高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的濕尾量，保障采充平衡，對穩定500 萬t/a 大型礦山全尾充填系統生產起到至關重要的作用。

（2）應用CTX0816 快速磁翻轉高場強磁滾筒后，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化，具有積極的推廣和借鑒意義。