高梯度磁選機在降低尾礦品位中的作用

徐芳 陳紹磊 劉志科 李軍

（玉溪大紅山礦業(yè)有限公司）

近年來大紅山鐵礦二選廠不斷開展提質(zhì)增量工作，半自磨機的原礦處理能力較原設(shè)計有所提高，后續(xù)流程有待優(yōu)化的問題伴隨而來。按照綠色礦山建設(shè)相關(guān)要求，選廠設(shè)備在設(shè)計采購需采用高效節(jié)能設(shè)備，開展強磁機粗選尾礦降尾研究在當(dāng)前生產(chǎn)條件及礦山行業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展工作中具有重要意義。

1 礦石性質(zhì)

大紅山的原礦當(dāng)中，礦物中的脈石主要組成成分是含鐵的硅酸鹽，無用礦物具備了與有用礦物相近的性質(zhì)。因為都含鐵故都具有磁性，同樣的表面化學(xué)性質(zhì)、密度都有相似，這類相似的特殊性質(zhì)導(dǎo)致雜物與有用礦物徹底分離更加困難。為探索適合大紅山鐵礦的選別工藝，大紅鐵礦技術(shù)研究做了多項工藝礦物學(xué)研究和工藝流程的探索性研究。

二選廠原礦來自深部鐵礦，主要是以Fe3O4為主的磁鐵礦和以Fe2O3為主的赤鐵礦構(gòu)成。礦石的構(gòu)造以塊狀為主，其他的一些含量較低部分就是浸染狀、斑狀、角礫狀等構(gòu)造。磁鐵礦：結(jié)晶粒度較粗，嵌布粒度在0.03—0.5 mm，50 %礦物粒度大于0.1 mm，最大可達(dá)2 mm，該類礦物主要是和石英呈相互嵌布。呈現(xiàn)出較為緊密的集合體、自形—半自形粒狀、變形柱狀或細(xì)粒半自形—他形嵌布形態(tài)。赤鐵礦和磁鐵礦相比較赤鐵礦的粒度更細(xì)，礦物粒度在0.05 mm以下的占比可達(dá)60 %。在脈石礦物中對占比較大的石英進(jìn)行一個介紹：石英的構(gòu)造主要呈他形單晶顆粒組成集合體棱角狀，與磁鐵礦的粒度相比較要更粗一些，脈石在0.05 mm以下的分布率僅為16.95 %，大于0.1 mm的分布率占64.82 %。礦石多元素分析結(jié)果見表1，原礦的礦物含量分析結(jié)果見表2。[1]、[4]

表1 原礦多元素分析結(jié)果（%）

表2 大紅山鐵礦中的礦物含量（%）

根據(jù)礦物性質(zhì)研究部分結(jié)果，可以看出：大紅山鐵礦原礦中主要成分磁鐵礦（即Fe3O4），該部分的嵌布粒度較粗，粒度大于0.1 mm的超過50 %，相對來說易于磨選。需要回收的礦物中以Fe2O3為主的赤鐵礦一部分微細(xì)粒晶體呈浸染狀嵌在脈石中，經(jīng)過磨礦后，這部分貧連生體在強磁作用下會帶入很大一部分脈石夾雜進(jìn)鐵精礦，最后會影響鐵精礦的品位，如果進(jìn)入尾礦后也會影響尾礦品位。大紅山鐵礦二選廠選礦工藝目前較大難點也是在保證鐵精礦品位達(dá)標(biāo)同時提高回收率，捕捉進(jìn)入尾礦的細(xì)粒級鐵精礦產(chǎn)品，故一直在探索改進(jìn)能夠降低尾礦品位的設(shè)備、工藝。一段強磁粗選設(shè)備處理能力有限，作為掃選的高梯度磁選機用于粗選尾礦，再選回收赤鐵礦降低尾礦品位的流程也是基于這樣的條件下產(chǎn)生的。

2 工藝流程

根據(jù)礦石特性，二選廠選擇了預(yù)先拋廢、階段磨礦、階段選別，三段弱磁+兩段強磁+重選的聯(lián)合選別工藝。礦石經(jīng)井下破碎機破碎后由膠帶輸送至二選廠地面礦倉（礦石粒度為0-250 mm）。通過二選廠膠帶運輸至主廠房濕式半自磨機進(jìn)行磨礦作業(yè)，該段磨礦的半自磨機型號為Φ8.53×4.27 m，磨機與GK直線振動篩、反砂皮帶組成閉路磨礦，篩上物（大于10 mm）進(jìn)入拋廢系統(tǒng)破碎后再次由3#皮帶運輸?shù)桨胱阅C再磨，篩下物（小于10 mm）進(jìn)入1#泵池泵送至旋流器（Φ660×7）進(jìn)行下一步分級作業(yè)，旋流器（Φ660×7）與二段磨礦的溢流型球磨機（Φ4.8×7.0）組成閉路磨礦。旋流器（Φ660×7）的溢流進(jìn)入一段弱磁選別后精礦輸送至三段磨礦，尾礦進(jìn)入隔渣篩隔渣后進(jìn)入一段強磁選別，一段強磁選精礦輸送至三段磨礦，尾礦進(jìn)入擴能強磁機進(jìn)行再選。三段磨礦由5臺立磨機構(gòu)成，充分解離后進(jìn)入二段弱磁——強磁——離心流程機選別得到鐵精礦產(chǎn)品。近年來，隨著井下二期采礦工程投產(chǎn)，礦石性質(zhì)發(fā)生了變化，赤鐵礦占比升高，處理量也不斷加大，原流程對赤鐵礦的回收效果較差，尾礦品位不斷升高，為此開展了一段強磁尾礦改造。

為進(jìn)一步降低尾礦品位，回收鐵精礦產(chǎn)品，實現(xiàn)降尾、增量、創(chuàng)效，二選廠需要進(jìn)行工藝流程完善，根據(jù)現(xiàn)場實際情況最終采取對擴能降尾流程進(jìn)行升級改造：新增3臺高梯度強磁選機，使擴能一段強磁選機作業(yè)臺數(shù)從粗選的6臺增加至8臺，掃選的1臺增加至2臺，確保一段強磁尾礦全部進(jìn)入擴能降尾流程再選，選別流程圖如圖1所示。

圖1 改造流程圖

3 設(shè)備工作原理

本次改造二選廠安裝SLON-2000高梯度磁選機整機2臺、LGS-2000高梯度磁選機整機1臺，具體設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖2、圖3所示。其工作原理相似：選礦時，轉(zhuǎn)環(huán)順時針旋轉(zhuǎn)（SLON-2000高梯度磁選機為順時針，LGS-2000高梯度磁選機為逆時針旋轉(zhuǎn)），礦物通過進(jìn)礦通道給入給礦斗，礦物沿磁系上縫隙流經(jīng)轉(zhuǎn)環(huán)，轉(zhuǎn)環(huán)內(nèi)由不銹鋼棒（高導(dǎo)磁）組成的感應(yīng)磁介質(zhì)在背景磁場中被磁化，磁介質(zhì)的外表面形成磁場且梯度極高，礦物中含有的磁性顆粒便被吸著在磁介質(zhì)表面，伴隨著轉(zhuǎn)環(huán)轉(zhuǎn)動被帶至頂部的無磁場區(qū)，再通過沖洗水的沖刷，磁性礦物會被帶入精礦斗中，沒有磁性的礦物沿磁系下縫隙流入尾礦斗中排走。[2]、[3]

圖2 Slon立環(huán)脈動高梯度磁選機結(jié)構(gòu)圖

圖3 LGS-2000立式感應(yīng)濕式中強磁選機結(jié)構(gòu)圖

4 工業(yè)試驗數(shù)據(jù)

改造前取樣進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計：當(dāng)擴能一段強磁機電流給到600 A、給礦（即一段強磁尾礦）品位為9.48 %條件下，擴能一段強磁選機尾礦品位為7.64 %，降低1.84 %。改造后取出多組數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果如下：當(dāng)擴能一段強磁機電流給到600 A、給礦（即一段強磁尾礦）品位為8.58 %條件下，擴能一段強磁選機尾礦品位為6.12 %，降低2.46 %，改造后效果更為明顯。此外在不同條件下進(jìn)行實驗，實驗結(jié)果均可說明改造后擴能一段強磁尾礦品位降低。擴能一段強磁尾礦品位對比見表3。

表3 擴能一段強磁尾礦品位對比

改造前，總尾礦品位為10.64 %，改造后同樣進(jìn)行了不同條件下的實驗，結(jié)果如下：擴能一段強磁機電流給到800 A、給礦（即一段強磁尾礦）品位為8.71 %條件下總尾礦品位為10.22 %；擴能一段強磁機電流給到800 A、給礦（即一段強磁尾礦）品位為8.75 %條件下總尾礦品位為9.90%；擴能一段強磁機電流給到600 A、給礦（即一段強磁尾礦）品位為8.58 %條件下總尾礦品位為10.34 %；擴能一段強磁機電流給到300 A、給礦（即一段強磁尾礦）品位為9.22 %條件下總尾礦品位為10.36 %?？偽驳V品位對比見表4。由此可看出用高梯度強磁選機對主要流程一段強磁選尾礦進(jìn)行再選確實可以達(dá)到降低尾礦品位的目的。

表4 總尾礦品位對比

5 結(jié)論

（1）大紅山鐵礦原礦中需要回收的還有大量的以Fe2O3為主的赤鐵礦，與磁鐵礦相比較赤鐵礦的粒度更細(xì)，礦物粒度在0.05 mm以下的占比可達(dá)60 %，這部分貧連生體在強磁作用下會帶入很大一部分脈石夾雜進(jìn)鐵精礦，最后會影響鐵精礦的品位，如果進(jìn)入尾礦后也會影響尾礦品位。

（2）大紅山鐵礦二選廠選礦工藝較大難點是捕捉進(jìn)入尾礦的細(xì)粒級鐵精礦產(chǎn)品較為困難，尾礦品位較高。

（3）針對存在的困難對擴能一段流程進(jìn)行改造，增設(shè)SLON-2000高梯度磁選機整機2臺、LGS-2000高梯度磁選機整機1臺，改造后的流程擴能一段強磁選機尾礦品位相對原礦品位降低2.46 %，較改造前提升33.70 %，能夠達(dá)到回收更多細(xì)粒級精礦的目的。

（4）通過條件實驗探索到最優(yōu)設(shè)備參數(shù)：把擴能一段高梯度強磁選機電流控制在800 A得到的總尾礦品位為9.90 %，符合二選廠經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)。滿足了高效節(jié)能、綠色低碳的要求，對尾礦品位的降低、提高綜合金屬回收率起到了積極的作用。