梅山鐵礦降磷磁選工藝技術優化及生產實踐

歐張文

（南京寶地梅山產城發展有限公司礦業分公司）

梅山鐵礦為巖漿后期陸相火山—熱液侵入型鐵礦床，賦存于輝石閃長玢巖和安山巖侵入接觸帶中，礦物組成復雜，結構構造多樣，礦石中含有硫、磷等對鋼鐵冶煉有害的雜質。原礦中主要鐵礦物為磁鐵礦、假象半假象赤鐵礦、赤鐵礦和菱鐵礦，含有少量的黃鐵礦、褐鐵礦和含鐵硅酸鹽礦物，菱鐵礦與菱鎂礦存在完全類質同象，屬于復雜難選混合鐵礦石［1-4］。

梅山鐵礦選礦工藝流程為原礦經二段中碎、磁重預選拋尾，獲得粗精礦經細碎后給入兩段閉路連續磨礦、磨礦粒度-0.074 mm占比約65%，再經浮選脫硫、弱磁選—強磁選降磷，將弱磁粗選、弱磁掃選、強磁粗選、強磁掃選4種精礦合并為最終精礦，過濾脫水后為鐵精礦產品。

1 生產現狀

1.1 生產工藝流程

梅山降磷磁選處理的是浮選脫硫后尾礦，采用二段弱磁、二段強磁進行選別，磨礦產品經浮選脫硫后作為弱磁給礦進入弱磁粗選，弱磁粗選精礦進入精礦大井濃縮，弱磁粗選尾礦進入弱磁掃選，弱磁掃選精礦進入精礦大井濃縮，弱磁掃選尾礦進入中礦大井濃縮，濃縮后用泵送入高頻細篩進行隔渣，篩下進入強磁粗選，篩上為尾礦渣，強磁粗選精礦進入精礦大井濃縮，強磁粗選尾礦進入強磁掃選，強磁掃選精礦進入精礦大井，強磁掃選尾礦為最終尾礦。降磷作業由弱磁工序和強磁工序組成，弱磁精礦和強磁精礦合并成降磷精礦，弱磁尾礦經中礦大井濃縮后作為強磁作業的給礦。

弱磁給礦濃度控制在25%～35%，強磁作業前進行隔渣處理，細篩篩網孔徑1.00 mm，強磁給礦濃度控制在25%～35%。激磁電流根據含磷及鐵精礦品位要求進行調整，弱磁粗選、掃選精礦混合成弱磁精礦，強磁粗選、掃選精礦混合成強磁精礦，弱磁精礦與強磁精礦匯總生產為TFe品位約57%，SiO2＜6.0%的鐵精礦產品。生產工藝流程見圖1。

1.2 主要設備及參數

ZCS-1500×4500順流型永磁筒式磁選機結構及性能參數見表1，FMVSK2020復振隔渣篩結構及性能參數見表2，SSS-Ⅱ-1750強磁粗選高梯度磁選機結構及參數見表3，SLon-2500強磁掃選高梯度磁選機結構及參數見表4。

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2 技術改造和主要技術指標

2.1 流程考察

在5個球磨系列連續運行的情況下，對降磷選別系統所有產品進行取樣，考查系統整體選別指標，為后續設備技術改造、工藝流程優化、提高金屬回收率和降低鐵精礦雜質含量提供可靠依據。強磁粗選采用SSS-Ⅱ-1750高梯度磁選機，運行電流600 A，對應磁場強度224 kA/m。強磁掃選采用SLon-2500立環脈動高梯度磁選機［5］，運行電流300 A，對應磁場強度240 kA/m。考察試驗指標見表5、表6。

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由表5、表6可知，降磷磁選選別系統弱磁選別段，弱磁粗選精礦和弱磁掃選精礦匯總成弱磁精礦，弱磁精礦全鐵品位62.98%，Fe3O4含量49.80%，Fe3O4占比79.07%，SiO2含量2.71%，精礦產率52.08%，精礦回收率70.02%。

生產現場使用的FMVSK2020a313復振隔渣篩篩孔為1.0 mm，篩上隔渣全鐵品位26.39%，Fe3O4含量1.56%，隔渣產率7.73%。篩上隔渣礦物的含鐵品位偏高，影響系統金屬回收率，特別是在生產過程中篩面給礦不均勻出現跑漿，造成金屬流失。

強磁粗選給礦全鐵品位29.86%，強磁粗選精礦全鐵品位47.40%，SiO2含量8.17%，產率9.68%，回收率9.79%。強磁掃選精礦全鐵品位34.33%，SiO2含量15.36%，產率9.40%，回收率6.89%。

降磷磁選系統強磁選別段精礦產率19.08%，精礦回收率16.68%。強磁選別段主要回收低磁性礦物高到12.53%，增加了0.55個百分點。強磁掃選給礦Fe2CO3含量12.08%，強磁掃選精礦Fe2CO3含量提高到14.59%，增加了2.51個百分點。

2.2 隔渣篩技術改造

針對FMVSK2020a313復振隔渣篩出現的篩面跑漿造成金屬流失的問題，使用負傾角1028高頻振動細篩（圖2）進行更新改造，同時可優化篩孔尺寸，將現使用的1.0 mm篩孔優化到0.5 mm，實現在強磁選別前將1.0～0.5 mm粒級低品位砂石提前分離，降低強磁選別系統生產運行負荷，提高強磁生產選別精度。Fe2O3，強磁粗選給礦Fe2O3含量14.21%，強磁粗選精礦Fe2O3含量提高到28.64%，增加了14.43個百分點。強磁掃選給礦Fe2O3含量9.55%，強磁掃選精礦Fe2O3含量提高到17.24%，增加了7.69個百分點。

對于弱磁性礦物Fe2CO3選別效果，強磁粗選SSS-Ⅱ-1750高梯度磁選機磁場強度0.28 T，強磁掃選SLon-2500立環脈動高梯度磁選機場強0.30 T，在運行背景磁場強度接近的情況下，強磁掃選SLon-2500立環脈動高梯度磁選機比強磁粗選SSS-Ⅱ-1750高梯度磁選機選別效果明顯要好，強磁粗選給礦Fe2CO3含量11.98%，強磁粗選精礦Fe2CO3含量提

2.3 強磁機掃選技術改造

為改善降磷強磁選別效果，對強磁掃選1#磁選機介質盒和上鐵芯進行更新改造，對比考察1#和2#強磁機生產指標，指標見表7。

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由表7可知，1#強磁粗選效果略好于2#強磁粗選，其精礦品位和產率略高。1#強磁掃選更換介質盒和上鐵芯后，強磁掃選1#機精礦產率高出2#機14.49個百分點，同時掃選精礦品位下降3.92個百分點。

1#，2#強磁掃選選別效果對降磷精礦影響分析結果見表8。

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由表8可知，更換新介質盒和鐵芯后，在相同激磁電流下，綜合精礦產率和回收率大幅提高，但1#強磁掃選精礦品位比2#下降3.92個百分點，最終降磷精礦品位會低于57%。為使強磁掃選精礦品位基本相近，建議在生產時1#強磁掃選激磁電流比2#強磁掃選低100～200 A，或把1#強磁掃選的脈動沖程增大以減少精礦中的夾雜。

分析1#、2#強磁掃選作業選別精度，見表9。

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由表9可知，1#強磁掃選作業精礦產率50.64%、金屬回收率63.87%、選別效率23.21%，分別比2#強磁掃選作業精礦產率高21.34個百分點、金屬回收率高23.64個百分點、選別效率高3.45個百分點。說明1#強磁掃選更換介質盒和上鐵芯大修后，其設備狀態和功能得到明顯改善，設備狀態優于2#強磁掃選機。

2.4 各精礦SiO2含量分布

針對鐵精礦含SiO2指標波動，分析弱磁精礦、強磁粗選精礦、強磁掃選精礦和降磷精礦SiO2分布情況，見表10。

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由表10可知，強磁粗選精礦和掃選精礦產率低，SiO2含量高，特別是強磁掃選精礦產率僅9.40%，但SiO2貢獻達37.76%。

對弱磁精礦、強磁粗選精礦和強磁掃選精礦分別使用磁感應強度160、480 kA/m的磁塊進行精選試驗，試驗結果見表11。

由表11可知，將各產品精礦夾雜Fe和SiO2含量與降磷尾礦進行對比（Fe含量19.83%、SiO2含量27.85%），弱磁精礦夾雜Fe含量低、SiO2含量高，推測弱磁精礦夾雜主要以脈石為主。強磁粗選精礦夾雜Fe和SiO2含量與降磷尾礦保持一致，強磁掃選精礦中Fe含量高、SiO2含量低，表明強磁掃選精礦夾雜以連生體礦物為主。

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根據磁選試驗研究，開展弱磁精礦提質降雜和強磁掃選精礦對比分析，結果見表12和表13。

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由表12、表13可知，對強磁掃選精礦使用磁感應強度480 kA/m磁塊手選，其手選精礦中+0.074 mm粒級產品Fe和SiO2含量基本不變，說明強磁掃選中SiO2主要以連生體形式存在，僅通過高磁場對強磁掃選精礦進行精選提質降雜效果不明顯，需要進行精礦再磨選別試驗研究其降硅的效果。好，強磁粗選給礦Fe2CO3含量為11.98%，強磁粗選精礦Fe2CO3含量提高到12.53%，增加了0.55個百分點。強磁掃選給礦Fe2CO3含量為12.08%，強磁掃選精礦Fe2CO3含量提高到14.59%，增加了2.51個百分點。

3 結論

（1）梅山鐵礦強磁選別隔渣采用負傾角1028高頻振動細篩改造，將篩孔尺寸由1.0 mm優化為0.5 mm，實現在強磁選別前將1.0～0.5 mm粒級低品位砂石提前分離，降低強磁選別系統生產負荷，提高強磁選別精度。

（2）在生產過程中設備磁感應強度接近的情況下，強磁掃選SLon-2500立環脈動高梯度磁選機比強磁粗選SSS-Ⅱ-1750高梯度磁選機選別效果明顯要

（3）強磁機更換新介質盒和鐵芯后，選別指標明顯改善，1#強磁掃選更換介質盒和上鐵芯后，強磁掃選1#機精礦產率高出2#機14.49個百分點，同時掃選精礦品位下降3.92個百分點。

（4）從各精礦中SiO2含量可知，強磁粗選精礦和掃選精礦產率低，SiO2含量高，特別是強磁掃選精礦產率僅9.40%，但SiO2貢獻達37.76%。弱磁精礦夾雜主要以脈石為主，強磁粗選精礦夾雜Fe和SiO2含量與降磷尾礦保持一致。強磁掃選精礦Fe含量高、SiO2含量低，強磁掃選精礦夾雜以連生體礦物為主。通過高磁場對強磁掃選精礦進行精選提質降雜效果不明顯，需要進行精礦再磨，試驗研究其降硅的效果。