弓長嶺選礦廠粗精礦攪拌磨再磨技術研究*

杜艷清 李 宏 余 瑩 王家奇 高 鵬 余建文3

（1.鞍鋼集團弓長嶺礦業公司選礦廠；2.東北大學資源與土木工程學院；3.難采選鐵礦資源高效開發利用技術國家地方聯合工程研究中心）

磨礦產品質量的好壞直接影響選別指標的高低。近年來，攪拌磨機裝備研發得到了迅速發展，并廣泛應用于冶金、礦業、非金屬礦物材料等領域，是一種高效節能的細磨設備［1-2］。與傳統球磨機相比，攪拌磨產品粒度分布均勻，磨礦效率更高，可節約能耗30%以上［3-7］。目前，弓長嶺選礦廠一選車間選礦工藝流程為階段球磨階段分選三段閉路流程，流程長，指標波動大。為此，在試驗室條件下采用攪拌磨代替二、三段球磨進行再磨技術研究，以期為工業流程改造提供技術支撐。

1 試驗原料與方法

1.1 試驗原料

試驗原料為弓長嶺一選廠一段磁選粗精礦。原料化學成分分析結果見表1。

由表1可知，試驗樣品全鐵品位48.12%，主要雜質組分為SiO2和CaO，含量分別為28.93%和4.99%；有害元素P、S含量較低，分別為0.030%和0.068%。

為進一步了解樣品中鐵的分布規律，對樣品進行了篩分，并化驗各粒級產品的鐵品位，結果見表2。

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由表2可知，該樣品細度為-0.074mm粒級占59.21%，其中-0.038 mm粒級產率為34.88%。鐵在不同粒級中的分布不均勻，主要分布于-0.038mm粒級中，分布率為43.57%。

1.2 試驗方法與設備

原料經SLJM-2L型攪拌磨磨礦后，采用RK/CRSφ400×300弱磁選機（磁場強度79.62 kA/m）進行分選，得到磁選精礦和尾礦，分別稱重并化驗全鐵品位，計算不同磨礦條件下鐵的回收率，并作為評價指標之一，試驗流程見圖1。

2 試驗結果與分析

2.1 不同球徑陶瓷球的攪拌器轉速條件試驗

在充填率75%、料球比0.8、磨礦濃度60%、磨礦時間5 min的條件下，進行不同球徑陶瓷球的攪拌轉速試驗。

2.1.13mm陶瓷球的攪拌器轉速試驗

固定陶瓷球尺寸3 mm，考察攪拌器轉速對磁選指標的影響，試驗結果見圖2。

由圖2可見，當攪拌器轉速由650 r/min增大到1050 r/min時，弱磁精礦鐵品位由57.29%增加到61.33%，鐵回收率由96.54%下降到94.87%；當攪拌器轉速由950 r/min增加到1050 r/min時，弱磁精礦鐵品位增加速率明顯降低，只增加了0.44個百分點，同時鐵回收率下降速率加快，下降了0.87個百分點；因此，選擇攪拌軸轉速950 r/min為宜。

2.1.24mm陶瓷球的攪拌器轉速試驗

固定陶瓷球尺寸為4 mm，考察攪拌器轉速對磁選指標的影響，試驗結果見圖3。

由圖3可見，當攪拌器轉速由550 r/min上升到950 r/min時，弱磁精礦鐵品位由57.68%上升至61.21%，鐵回收率由96.24%下降到94.74%；當攪拌器轉速由900 r/min增加到950 r/min時，弱磁精礦鐵品位上升速率減緩，上升了0.13個百分點，鐵回收率下降速率加快，降低了0.67個百分點；因此，適宜的攪拌軸轉速為900 r/min。

2.1.35mm陶瓷球的攪拌器轉速試驗

固定陶瓷球尺寸為5 mm，考察攪拌器轉速對磁選指標的影響，試驗結果見圖4。

由圖4可見，當攪拌器轉速由450 r/min上升到850 r/min時，弱磁精礦鐵品位由58.32%上升至62.92%，鐵回收率由95.70%下降到94.37%；當攪拌器轉速達到850 r/min后，弱磁精礦鐵品位依然上升，但此時鐵回收率下降速率較大，若繼續增大攪拌器轉速會使鐵回收率過低；因此，適宜的攪拌軸轉速為850 r/min。

2.1.46mm陶瓷球的攪拌器轉速試驗

固定陶瓷球尺寸為6 mm，考察攪拌器轉速對磁選指標的影響，試驗結果見圖5。

由圖5可見，當攪拌器轉速由350 r/min上升到750 r/min時，弱磁精礦鐵品位由56.94%上升至62.87%，鐵回收率由95.57%下降到94.38%；當攪拌器轉速達到750 r/min后，弱磁精礦鐵品位依然上升，但鐵回收率下降速率很大，若繼續增大攪拌器轉速會使鐵回收率降低；因此，適宜的攪拌軸轉速為750 r/min。

2.1.57mm陶瓷球的攪拌器轉速試驗

固定陶瓷球尺寸為7 mm，考察攪拌器轉速對磁選指標的影響，試驗結果見圖6。

由圖6可見，當攪拌器轉速由350 r/min增大到700 r/min時，弱磁精礦鐵品位由57.74%增加到63.73%，鐵回收率由95.39%下降到95.03%；當攪拌器轉速由650 r/min增加到700 r/min時，弱磁精礦鐵品位增加速率明顯降低，增加0.30個百分點，鐵回收率下降速率升高；因此，適宜的攪拌軸轉速為650 r/min。

2.1.6不同球徑最佳攪拌器轉速對比分析

針對不同球徑陶瓷球的最佳轉速對磁選效果進行綜合對比分析，結果見圖7。

由圖7可見，對比不同介質尺寸中最佳條件可知，介質尺寸為3 mm和4 mm時，雖然鐵回收率高，但精礦鐵品位低；當介質尺寸為5，6，7 mm時，介質尺寸為7 mm條件下的弱磁精礦鐵品位和鐵回收率均為最高；因此，確定適宜的介質尺寸為7 mm。

2.2 介質充填率條件試驗

在磨礦濃度60%、料球比0.8、介質尺寸7 mm、攪拌器轉速650 r/min、磨礦時間5 min的條件下，考察不同介質充填率對磁選效果的影響，結果見圖8。

由圖8可知，當攪拌磨機介質充填率由65%增大到80%時，弱磁精礦鐵品由60.67%增加到63.44%，鐵回收率由94.95%下降到94.66%；當攪拌磨機介質充填率繼續增大到85%時弱磁精礦鐵品位下降到63.44%，鐵回收率上升到95.19%；介質填充率對整體的鐵回收率影響不大；因此，確定適宜的介質充填率為80%。

2.3 磨礦濃度條件試驗

在介質充填率80%、料球比0.8、介質尺寸7 mm、攪拌器轉速650 r/min、磨礦時間5 min的條件下，考察磨礦濃度對磁選效果的影響，結果見圖9。

由圖9可見，隨著磨礦濃度的增大，弱磁精礦鐵品位呈上升趨勢，鐵回收率總體呈下降趨勢；當磨礦濃度由50%上升到70%時，弱磁精礦鐵品位由63.16%上升至65.30%，鐵回收率由95.01%下降到94.74%；當磨礦濃度達70%時，弱磁精礦鐵品位依然上升，但鐵回收率下降速率過大，若繼續增大磨礦濃度會使鐵回收率過低；綜合分析，適宜的磨礦濃度為70%。

2.4 料球比條件試驗

在磨礦濃度70%、介質充填率0.80、介質尺寸7 mm、攪拌器轉速650 r/min、磨礦時間5 min的條件下，考察料球比對磁選效果的影響，結果見圖10。

由圖10可見，隨著料球比的增加，弱磁精礦鐵品位呈下降趨勢，鐵回收率呈先上升后下降趨勢；當料球比由0.6增大到0.9時，弱磁精礦鐵品位由65.39%降低到61.55%，鐵回收率由93.31%上升到93.76%；當料球比繼續增大到1.0時，弱磁精礦鐵品位下降到60.84%，鐵回收率下降到93.47%；為保證弱磁精礦合適的鐵品位和鐵回收率；綜合分析，確定適宜的料球比為0.8。

2.5 磨礦細度條件試驗

在上述最優磨礦操作參數條件下，考察不同磨礦細度對磁選效果的影響，結果見圖11。

由圖11可見，當磨礦細度-0.043 mm粒級含量由93.85%增加到95.0%時，弱磁精礦鐵品位由65.21%上升到67.09%，鐵回收率由92.27%上升到92.43%；當-0.043 mm粒級含量上升到99.33%時，弱磁精礦鐵品位上升到68.09%，鐵回收率下降到91.84%；當-0.043 mm粒級含量上升到99.58%時，弱磁精礦鐵品位下降到66.54%，鐵回收率下降到91.60%；當-0.043mm粒級含量為95.20%時，弱磁精礦鐵品位和鐵回收率均很高；因此，確定適宜的磨礦細度為-0.043 mm95.20%。

2.6 推薦工藝流程

根據不同磨礦細度產品磁選試驗結果，綜合考慮節能降耗、簡化現場工藝流程等需求，推薦工藝流程中攪拌磨機與旋流器形成閉路磨礦，旋流器沉砂返回攪拌磨機再磨，旋流器溢流（-0.043 mm95%）進入下一段磁選作業，磁選精礦全鐵品位和作業回收率分別可達到67.09%和92.43%，技術經濟指標良好。推薦工藝流程見圖12。

3 結論

（1）弓長嶺一段磁選精礦全鐵品位為48.12%，主要鐵礦物為磁鐵礦，含量為56.10%；主要脈石礦物為石英，含量為28.93%。

（2）陶瓷球攪拌磨適宜的磨礦工藝參數為介質尺寸7 mm、攪拌器轉速650 r/min、介質充填率80%、磨礦濃度70%、料球比0.8。

（3）推薦的工藝流程為球磨+攪拌磨兩段磨選短流程，當磨礦細度為-0.043 mm95.20%時，磁選可獲得全鐵品位為67.09%、鐵回收率為92.43%的優質鐵精礦。