盤式自卸磁選回收機在中關鐵礦的應用

劉云龍 張義坤 謝安銘 李彥科

（河北鋼鐵集團沙河中關鐵礦有限公司）

鐵礦石是礦產資源的重要組成部分，其作為世界最大的商品之一，對國民經濟和社會發展具有重要影響［1］。我國磁鐵礦礦石資源整體呈現貧、細、雜的特點，再加上優質磁鐵礦資源的不斷枯竭，導致礦產資源可持續供給能力逐年下降。據資料顯示，我國鐵礦石對外依存度在80%以上［2］，故結合當地資源賦存狀態，降低選礦比，提高精礦產量顯得格外重要。

中關鐵礦屬接觸交代矽卡巖型磁鐵礦床，礦石總儲量9 489.21 萬t，平均鐵品位45%，礦石類型以原生磁鐵礦石為主，局部見有氧化礦石，礦石中有用工業鐵礦物主要為磁鐵礦，另有少量金屬硫化物黃鐵礦［3］。由于硫元素的存在，導致鐵精粉中的硫含量相對較高，盡管通過增加磨礦時間、提高磨礦細度的辦法可使鐵礦石達到更高的單體解離度使硫鐵分離，但致使尾磁偏高、金屬流失增加。

尾礦品位是綜合反映選礦工藝技術能力與水平的一個關鍵性技術經濟指標，本著降本增效、節約資源的目的，通過對尾礦現狀研究以及查閱大量文獻［4-5］，選擇在現有工藝流程上引入尾礦回收機。生產實踐表明，該設備的引入可有效提高鐵精粉回收效率，解決現有生產問題。

1 盤式回收機的構造原理及技術性能

1.1 構造原理

ZX 系列自卸磁選尾礦回收機采用盤式組合結構（圖1），主要由傳動裝置、卸礦系統以及磁盤等組成，適用于磁性物料的尾礦回收。該設備采用磁翻滾和磁塊的結構設計原理，具有成品回收率高、品位高及卸料充分等特點。為了降低能源消耗，該設備以永久磁場代替電磁場，全年可節約電能144萬kW·h，與舊式回收機相比，其性能與經濟效益均有明顯提升。

1.2 技術性能

ZX 型自卸磁選尾礦回收機的表面磁感應強度≥500 mT，回收磁盤轉速在5～10 r/min，減速器為ZQ系列（i=40.17），各項技術指標經過不斷完善，具備優勢：①可消除磁性較弱的連生體礦粒及夾雜的影響，并加強了礦物在回收過程中的返料效果；②加裝的導流板可使物料充分攪動并消除無磁區；③通過擋流分流裝置使物料充分流經強磁選別區，提高回收率；④可實現遠程控制的全過程運轉；⑤設備運轉過程實現了自動化，節省人力資源。

通過現場研究，最終選用ZX15-8 型盤式磁選回收機并安裝在尾礦溜槽處，其技術性能參數見表1。

2 現場應用及調試

2.1 原工藝應用情況

中關鐵礦的礦石類型以原生磁鐵礦石為主，其選礦廠原礦處理量200 萬t/a。目前，選廠采用一段開路自磨、二段閉路球磨、三次磁選、階段磨礦階段選別工藝流程（圖2）。

2.2 尾礦回收工藝技術指標

在尾礦溜槽處增設1 條尾礦回收流槽，隨后進行設備安裝、空載試機和負荷試機工作，當進行負荷工作時，通過打開沖水裝置，可防止回收礦漿自流造成的堵塞現象，最后通過調試設備達到最佳回收效果。

2.2.1 后擋板高度對回收效果的影響

回收機后擋板高度可影響回升槽尾礦漿液面高度，槽體礦漿儲存區液面過低，可減少磁盤對礦漿中磁性鐵的有效吸附，直接降低尾礦回收機的運行效率。通過對比后擋板不同高度對回收機效率的影響，進行4組測試，測試結果見表2。

由表2 可知，隨著后擋板高度不斷提高，尾礦漿液中發現有夾雜情況，為保證尾礦回收作業兼具高回收率且無顆粒夾雜，尾礦回收機后擋板高度調整為300 mm較合理。

2.2.2 礦漿流速對回收效果的影響

測試中發現，礦漿流速的加快同樣會影響尾礦回收機的運行效率，在回收機給料端口處增加1個給料減速箱，其安裝角度（與進料溜槽的角度）可以一定程度地影響礦漿流速，不同角度對回收機工作效率的影響見表3。

由表3可知，當給料減速箱與溜槽為90°時，礦漿在溜槽內的流速最低，其經過尾礦回收機磁盤的時間增長，礦漿中的磁性鐵可被磁盤充分吸附，故磁性鐵回收率相對最高。

2.2.3 礦漿槽內部件對回收效果的影響

考慮礦漿槽內放置的部件對尾礦回收效率的影響，在礦漿槽內設置導流板并放置多個用于攪動礦漿的攪動塊，其不僅可以促進磁盤對槽壁附近礦漿中磁性鐵的吸附，同時也可減少沉積礦漿對集料盤的磨損，礦漿槽內部件對尾礦回收機效率的影響見表4。

由表4可知，導流板與攪動塊的混合使用提高了尾礦回收機的運行效率，使磁性鐵回收率有所增加，減少了尾礦中磁性鐵的含量。

2.2.4 技改后回收工藝技術指標

在后擋板高度為300 mm、給料減速箱與溜槽安裝角度為90°、礦漿槽內放置導流板與攪動塊的條件下進行24 h驗證試驗，試驗結果見表5。

注：精礦細度均指-0.074 mm含量。

由表5 可知，使用該設備后，在保證鐵精粉細度和硫含量達標的前提下，尾礦全鐵品位明顯下降，精礦平均全鐵品位達67.42%，回收效果明顯，與條件試驗結果相比，該試驗結果具有較好的重復性。

3 其他建議

生產過程中在規章制度方面應做到：①嚴格把控細度設計標準，繼續加強一段磨機操作，降低磁選機跑尾現象；②定時檢查各段生產設備及尾礦回收機狀況，保證運行良好；③加強磁選機操作和巡查，及時檢修，調整跑、冒、滴、漏現象。

在回收機各裝置的選擇和應用方面應做到未雨綢繆，刮刀與刮刀架的頻繁使用極易造成磨損，導致刮刀與磁盤間隙增大，降低尾礦回收機的運行效率。針對卸料裝置存在的問題，建議將材料更換為不銹鋼材質，定期更換刮刀，降低刮刀磨損因素帶來的不良影響。接料槽的規格應根據生產實際進行相應調整，消除漏料、磨損等因素帶來的影響。

4 結語

（1）ZX系列盤式自卸磁選回收機具有性能優越、性價比高、回收效果好的特點，通過現場調試應用，達到了預期效果，經濟效益顯著，具有推廣應用價值。

（2）尾礦回收機的應用使選礦工藝鐵精礦平均品位達到了67.42%，提高了約1.2 個百分點，由于尾礦中的鐵仍具有一定的回收價值，建議繼續增設1～2臺盤式回收機進行回收驗證。