和尚橋選礦廠中碎大塊干選拋尾改造實(shí)踐

曹 兵 鄒宗彬

（馬鋼集團(tuán)南山礦業(yè)公司，安徽馬鞍山243000）

馬鋼和尚橋選礦廠于2013年建成投產(chǎn)，年設(shè)計(jì)處理能力500萬t，所處理的磁鐵礦石來自和尚橋采場(chǎng)，礦石具有品位低、粉礦多、粘性大的特點(diǎn)。由于入選礦石品位低、選礦比大，選礦成本較高，導(dǎo)致尾礦量增加，尾礦濃密機(jī)長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)行。為解決該問題，選礦廠開展了中碎產(chǎn)品大塊干選拋尾技術(shù)攻關(guān)，以期實(shí)現(xiàn)提前拋尾，提高高壓輥磨及其后續(xù)選別系統(tǒng)的給礦品位，降低磨選成本，減少進(jìn)入濃密機(jī)的尾礦量，從而降低濃密機(jī)負(fù)荷，確保選礦廠高效、低成本、平穩(wěn)運(yùn)行。

1 試樣

試樣為選礦廠中碎產(chǎn)品（圖1），粒度為70～0 mm，篩析結(jié)果見表1。

由表1可知，試樣鐵品位較低，粉礦占有率較高，其中-5 mm粒級(jí)含量達(dá)22.22%；鐵在細(xì)粒級(jí)有明顯的富集現(xiàn)象，但-1 mm粒級(jí)磁性鐵品位明顯偏低，表明礦石的風(fēng)化、氧化導(dǎo)致了磁鐵礦的氧化［1］。

2 試驗(yàn)方案與設(shè)備

2.1 試驗(yàn)方案

為了確定適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的高效大塊預(yù)選設(shè)備及其工作參數(shù)，對(duì)CTX0812型磁滾筒（旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)）和CTDG1210型磁滑輪（固定磁場(chǎng)）的預(yù)選效果進(jìn)行了比較試驗(yàn)。

2.2 試驗(yàn)設(shè)備

2.2.1 CTX系列磁滾筒

CTX系列磁滾筒是一種新型中強(qiáng)磁場(chǎng)干式粗粒拋尾設(shè)備，又可稱為快速磁翻轉(zhuǎn)磁滾筒［2］?？焖俅欧D(zhuǎn)磁滾筒利用磁系與頭輪的反向運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)皮帶上物料的翻轉(zhuǎn)，使磁性物料更貼近筒體，排擠出裹挾在磁性物料間的非磁性物料，從而達(dá)到強(qiáng)化磁性物料和非磁性物料分離效果的目的。其結(jié)構(gòu)示意及分選原理見圖2。

輸送皮帶2安裝在主動(dòng)輪1和外筒體3外表面，主動(dòng)輪1通過輸送皮帶2帶動(dòng)外筒體3轉(zhuǎn)動(dòng)，磁系5安裝在內(nèi)筒體4外表面（二者的聯(lián)合體簡(jiǎn)稱磁性托輥），磁系5隨著內(nèi)筒體4一起轉(zhuǎn)動(dòng)。內(nèi)筒體4由另外的傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)，內(nèi)筒體4的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和外筒體3相反［3］。

2.2.2 CTDG系列磁滑輪

磁滑輪是一種經(jīng)典的中強(qiáng)磁場(chǎng)干式粗粒拋尾設(shè)備，幾十年來，廣泛應(yīng)用于廢石混入率較高的磁鐵礦石的干式粗粒預(yù)選［4］。磁滑輪對(duì)礦石進(jìn)行分選時(shí)，均勻平鋪在給礦皮帶上的礦石隨皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)到磁力滾筒作用區(qū)，當(dāng)磁場(chǎng)對(duì)非磁性或磁性很弱的礦物顆粒的磁力無法抵抗離心力和重力作用時(shí)，會(huì)在慣性作用下拋離磁滾筒外的皮帶，落入廢石收集漏斗；而磁性較強(qiáng)的礦物顆粒所受到的強(qiáng)大磁力可以克服離心力和重力作用，被吸附在皮帶上，并隨皮帶運(yùn)動(dòng)到磁力滾筒下部的無磁區(qū)，在重力作用下落入精礦漏斗［5］。其結(jié)構(gòu)及工作原理見圖3。

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 CTX0812磁滾筒干拋試驗(yàn)

根據(jù)磁滾筒的性能特點(diǎn)可知，磁性托輥的轉(zhuǎn)速是影響分選效果的關(guān)鍵因素［6］。因此，在確定了磁滾筒分選區(qū)筒表磁場(chǎng)強(qiáng)度為358.28 kA/m，分礦板距磁滾筒中心水平距離300 mm位置，皮帶速度2.5 m/s的情況下，采用1次選別流程，進(jìn)行了磁性托輥轉(zhuǎn)速試驗(yàn)，結(jié)果見表2。

由表2可以看出，磁性托輥轉(zhuǎn)速變小，干選精礦全鐵品位提高、全鐵回收率上升［7］。因此，磁性托輥轉(zhuǎn)速宜為0，對(duì)應(yīng)的拋尾產(chǎn)率為21.13%，干選精礦全鐵品位為21.06%、回收率為86.72%，均為本組試驗(yàn)的最大值；干選尾礦全鐵品位為12.04%、磁性鐵品位為2.72%，均為本組試驗(yàn)的最小值。

3.2 CTDG1210磁滑輪干拋試驗(yàn)

影響CTDG系列磁滑輪干選效果的主要因素有磁滾筒分選區(qū)筒表磁場(chǎng)強(qiáng)度和皮帶帶速。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，擬定了不同的磁場(chǎng)強(qiáng)度和帶速組合，試驗(yàn)采用1次選別流程，結(jié)果見表3。

由表3可以看出：在相同磁場(chǎng)強(qiáng)度下，帶速越大，拋尾產(chǎn)率越大，干選精礦品位和尾礦品位越高；在相同帶速情況下，磁場(chǎng)強(qiáng)度越大，尾礦產(chǎn)率和尾礦品位越低，精礦品位越低、精礦回收率越高［8］。綜合考慮，認(rèn)為磁場(chǎng)強(qiáng)度以437.90 kA/m、帶速以2.4 m/s為佳。

4 CTDG1220型磁滑輪應(yīng)用實(shí)踐

4.1 工藝改造

從試驗(yàn)結(jié)果看，CTDG系列磁滑輪與CTX系列磁滾筒相比，在拋尾產(chǎn)率相當(dāng)?shù)那闆r下，不僅磁滑輪干拋尾礦品位略低、金屬損失率略小，而且磁滑輪還具有結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，使用可靠性更高，后期維護(hù)難度更小，臺(tái)時(shí)處理能力更大，電耗更低等優(yōu)點(diǎn)；此外，現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地不足以布置2臺(tái)磁滾筒。因此，最終選擇采用1臺(tái)CTDG1220型磁滑輪進(jìn)行大塊干式預(yù)選拋尾。選礦廠利用月度檢修時(shí)間完成了磁滑輪替代輸送中碎產(chǎn)品的29號(hào)膠帶機(jī)機(jī)頭的改造（圖4），磁滑輪筒表的磁場(chǎng)強(qiáng)度為437.90 kA/m，最大處理能力可達(dá)1 300 t/h。

4.2 改造后的生產(chǎn)實(shí)踐

4.2.1 生產(chǎn)指標(biāo)

改造后，設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，流程順暢、穩(wěn)定。生產(chǎn)指標(biāo)考查結(jié)果見表4。

從表2可以看出，采用CTDG1220型磁滑輪進(jìn)行大塊干式預(yù)選拋尾，可拋出產(chǎn)率12.38%、全鐵品位10.31%、磁性鐵品位0.80%的廢石；干拋精礦全鐵品位20.00%、磁性鐵品位7.29%、全鐵回收率達(dá)93.21%、磁性鐵回收率達(dá)98.42%。

4.2.2 經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析

和尚橋選礦廠的年原礦處理量按2019年的600萬t/a計(jì)，中碎產(chǎn)品干拋產(chǎn)率按12.38%計(jì)，選礦廠年生產(chǎn)尾礦：600萬t/a×12.38%＝74.28萬t/a。

（1）中碎產(chǎn)品預(yù)先拋尾后，后續(xù)作業(yè)處理物料量大幅下降，節(jié)約礦石加工成本。和尚橋選礦廠原礦加工成本（扣除粗、中碎作業(yè)后）按10元/t計(jì)，節(jié)約成本：10 元/t×74.28 萬t/a＝742.8 萬元/a。

（2）干拋尾礦作為砂石骨料銷售新增的銷售收入即為利潤(rùn)。干拋尾礦銷售價(jià)格按40元/t計(jì)，新增利潤(rùn)：40 元/t×74.28 萬t/a＝2 971.2 萬元/a。

（3）中碎產(chǎn)品拋尾后，細(xì)粒尾礦處理量減少不僅提高了尾礦濃縮系統(tǒng)的穩(wěn)定性，且?guī)砹松a(chǎn)成本的下降。尾礦濃縮與輸送費(fèi)用按1元/t計(jì)，年生產(chǎn)成本下降：1 元/t×74.28 萬t/a＝74.28 萬元/a。

（4）設(shè)備折舊攤銷與運(yùn)行費(fèi)。設(shè)備折舊20萬元/a，皮帶損耗10萬元/a，電耗30萬元/a，合計(jì)60萬元/a。

綜上所述，采用CTDG1220型磁滑輪對(duì)中碎產(chǎn)品進(jìn)行大塊干式預(yù)選，可產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益：（2 971.2+742.8+74.28-60）萬元/a=3 728.28 萬元/a。

5 結(jié)論

（1）馬鋼和尚橋選礦廠中碎產(chǎn)品鐵品位較低，粉礦占有率較高（-5 mm粒級(jí)含量達(dá)22.22%），鐵在中細(xì)粒級(jí)有明顯的富集現(xiàn)象，但-1 mm粒級(jí)磁性鐵品位明顯偏低。在原礦處理量不斷增加的情況下，中碎后續(xù)系統(tǒng)處于超負(fù)荷狀態(tài)，嚴(yán)重影響選礦廠生產(chǎn)的穩(wěn)定。

（2）在條件試驗(yàn)基礎(chǔ)上，選用CTDG1220型磁滑輪對(duì)現(xiàn)場(chǎng)中碎產(chǎn)品進(jìn)行了干式預(yù)選拋尾工藝改造。系統(tǒng)投產(chǎn)后可拋出產(chǎn)率12.38%、全鐵品位10.31%、磁性鐵品位0.80%的廢石；干拋精礦全鐵品位20.00%、磁性鐵品位7.29%、全鐵回收率達(dá)93.21%、磁性鐵回收率達(dá)98.42%。該大塊干式預(yù)選提高后續(xù)作業(yè)礦石鐵品位1.20個(gè)百分點(diǎn)。

（3）每年產(chǎn)出74.28萬t廢石可作為砂石骨料銷售。

（4）系統(tǒng)投產(chǎn)后創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益3 728.28萬元/a。