高頻篩與磁選柱組合在某選礦廠鐵精礦提質(zhì)增產(chǎn)中的作用研究

陳婉晴 李明宇 萬(wàn)家國(guó) 王文龍

（1.撫順罕王傲牛礦業(yè)股份有限公司；2.遼寧省鐵礦資源開(kāi)發(fā)與利用專業(yè)技術(shù)創(chuàng)新中心）

我國(guó)鐵礦石資源總量豐富，但資源分布不集中，礦石鐵品位低于43.67%的世界平均品位，需經(jīng)過(guò)選別才具有工業(yè)利用價(jià)值［1-3］。目前，國(guó)內(nèi)有些鐵礦山選礦廠因裝備落后，管理不善導(dǎo)致鐵精礦品位較低，選礦成本偏高，威脅著企業(yè)的生存。因此是選礦廠要生存和發(fā)展就必須依靠科技進(jìn)步，提高鐵精礦品位，降低生產(chǎn)成本，才能適應(yīng)市場(chǎng)需求。

撫順市某磁鐵礦礦床全鐵平均品位為28.90%，礦石礦物以磁鐵礦為主。磁鐵礦性質(zhì)穩(wěn)定，磁性較強(qiáng)，礦物為條紋狀、無(wú)解理、莫氏硬度為5～6［4］。本研究以選礦廠球磨排礦及高頻篩篩下為原料進(jìn)行試驗(yàn)，探究磁選柱的最佳選別狀態(tài)及最佳選別條件，并對(duì)合適的工藝進(jìn)行比較。

1 試驗(yàn)樣品及設(shè)備

（1）試驗(yàn)樣品為球磨排礦和高頻篩篩下。

（2）試驗(yàn)設(shè)備有YF-CX26 磁選柱、XCGS-φ50 磁選管、XZM-100 振動(dòng)磨樣機(jī)、標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)篩、PL202-L電子天平、烘箱。

2 試驗(yàn)方法

（1）對(duì)球磨排礦進(jìn)行篩析，并對(duì)球磨排礦產(chǎn)品隔粗后進(jìn)行磁選管選別和不同條件的磁選柱選別、分析。

（2）對(duì)高頻篩篩下進(jìn)行磁選管選別和不同條件的磁選柱選別、分析。

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 球磨排礦篩析試驗(yàn)

對(duì)球磨排礦進(jìn)行篩析，結(jié)果見(jiàn)表1。

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由表1可知，球磨排礦0.074～0 mm 粒級(jí)品位55.58%，0.154～0 mm 品位51.40%，0.125～0 mm 品位51.67%，0.105～0 mm 品位51.98%，0.100～0 mm 品位52.23%，0.090～0 mm 品位53.63%，即粒度越細(xì)，品位越高。

3.2 球磨排礦磁選管選別試驗(yàn)

將球磨排礦中的0.25～0 mm，0.18～0 mm，0.154～0 mm，0.125～0 mm，0.100～0 mm，0.074～0 mm 粒級(jí)在磁場(chǎng)強(qiáng)度為119.43 kA/m的情況下進(jìn)行磁選管選別試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表2。

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由表2可知，給礦粒度越細(xì)，單體解離度越高，精礦品位也越高，產(chǎn)率越低。

3.3 磁選柱條件試驗(yàn)

磁選柱條件試驗(yàn)給礦對(duì)應(yīng)表2中的精礦。

3.3.1 磁選柱電流的影響試驗(yàn)

保持水流在283.5 L/h，給礦濃度為30%，排礦口直徑為3 mm，電流試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

由表3可知，同一電流下，隨著給礦粒度的減小，底流品位呈增高趨勢(shì)，產(chǎn)率呈降低趨勢(shì)；同一粒度下，隨著電流變大，底流產(chǎn)率呈升高趨勢(shì)，品位呈降低趨勢(shì)。精礦品位最高對(duì)應(yīng)的入選粒度為0.074～0 mm、磁選柱的電流為1.0 A。

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3.3.2 磁選柱排礦口直徑的影響試驗(yàn)

保持水流在283.5 L/h，給礦濃度為30%，電流為1.0 A，排礦口試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

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由表4可知，相同粒度下，排礦口越小，底流品位越高，產(chǎn)率越低，排礦口直徑為1.2 mm 時(shí)，0.074～0 mm 底流品位最高為70.28%，所以本試驗(yàn)磁選柱的最佳排礦口直徑為1.2 mm。

3.3.3 水流大小的影響試驗(yàn)

保持給礦濃度為30%，電流為1.0 A，排礦口直徑為1.2 mm，水流大小試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

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由表5 可知，水流越大，底流品位越高，產(chǎn)率越低，最高品位可達(dá)71.69%。所以本試驗(yàn)的磁選柱最佳水流大小為630 L/h。

3.4 磁選柱選別正交試驗(yàn)

正交試驗(yàn)給礦對(duì)應(yīng)表2中的精礦。

3.4.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選擇給礦粒度、電流、排礦口、水量4個(gè)主要因素進(jìn)行研究，每個(gè)因素取3個(gè)水平，選用L9（34）正交表安排試驗(yàn)，因素及水平見(jiàn)表6。

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3.4.2 正交試驗(yàn)結(jié)果及分析

正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7，極差分析結(jié)果見(jiàn)表8。

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由表7可知，磁選柱底流品位變化范圍59.83%～70.53%，磁選柱底流回收率變化范圍94.33%～98.81%，品位波動(dòng)較大，回收率波動(dòng)較??；試驗(yàn)9所得磁選柱底流回收率最高，為98.81%，試驗(yàn)7 所得磁選柱底流品位最高，為70.53%。

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基于因素極差越大，該因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)影響越大，由表8可看出，4個(gè)因素對(duì)磁選柱底流品位影響程度依次為A＞B＞C＞D；4 個(gè)因素對(duì)磁選柱底流回收率影響程度依次為D＞C＞B＞A；影響磁選柱底流品位的最優(yōu)組合為A3B1C1D3，影響磁選柱底流回收率的最優(yōu)組合為A3B2C2D1。

3.4.3 對(duì)比試驗(yàn)及結(jié)果

在正交試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，確定磁選柱選別作業(yè)的最佳優(yōu)化方案為A3B1C1D3或A3B2C2D1，將兩組最佳方案分別進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表9。

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優(yōu)化方案A3B1C1D3品位為71.69%，方案A3B2C2D1品位為68.71%，方案A3B1C1D3品位提升幅度較大，考慮2 種產(chǎn)品的產(chǎn)量及利潤(rùn)，選擇A3B1C1D3為最優(yōu)方案。

3.4.4 驗(yàn)證試驗(yàn)及結(jié)果

對(duì)最優(yōu)方案下進(jìn)行3組驗(yàn)證試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表10。

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由表10可知，在最佳條件下，驗(yàn)證試驗(yàn)可獲得平均品位為71.65%，平均回收率為93.33%的磁選柱底流產(chǎn)品；3次重復(fù)試驗(yàn)底流品位在71.60%±0.15%，回收率在93.40%±0.30%，說(shuō)明最佳條件下的試驗(yàn)結(jié)果具有重復(fù)性，結(jié)果可靠。

4 不同工藝條件對(duì)精礦提質(zhì)增產(chǎn)的作用

試驗(yàn)比較了在同一球磨容積（φ4 270 mm×6 100 mm濕式溢流型球磨機(jī)，筒體有效容積為80 m3、主電機(jī)功率為1 750 kW）下，僅用高頻篩而不用磁選柱工藝（圖1）和高頻篩+磁選柱工藝（圖2，磁選柱工藝參數(shù)在條件試驗(yàn)結(jié)果基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整）在精礦提質(zhì)增產(chǎn)中的作用。試驗(yàn)結(jié)果分別見(jiàn)表11～表14。

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由表11 和表12 可知，精礦品位為66.48%時(shí)，不使用磁選柱的流程精礦量為85.37 t/h，使用磁選柱的流程精礦量為87.37 t/h。結(jié)合粒度與品位的關(guān)系，不使用磁選柱的流程高頻篩篩下品位55.00%，細(xì)度為-0.074 mm 54.61%；使用磁選柱的流程高頻篩篩下品位50.71%，細(xì)度為-0.074 mm 52.55%。不使用磁選柱的流程球磨新生成量為-0.074 mm 23.88%，使用磁選柱的流程球磨新生成量為-0.074 mm 21.25%，使用磁選柱的流程新生成量較低，即球磨機(jī)單位效率和能耗較低。

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由表13 和表14 可知，精礦品位為69.15%時(shí)，不使用磁選柱的流程精礦量為80.39 t/h；使用磁選柱的流程精礦量為83.11 t/h；不使用磁選柱的流程高頻篩篩下品位55.00%，細(xì)度為-0.074 mm 68.00%，球磨新生成量為-0.074 mm 29.24%；使用磁選柱的流程高頻篩篩下品位50.71%，細(xì)度為-0.074 mm 65.12%，球磨新生成量為-0.074 mm 22.96%。因磁選柱團(tuán)聚和分散相間進(jìn)行，能有效地分選出常規(guī)筒式磁選設(shè)備夾帶進(jìn)的單體脈石及貧連生體，從而較大幅度地提高精礦鐵品位和降低SiO2含量。因此，使用磁選柱后，保證精礦品位一定，精礦產(chǎn)能升高，磨礦細(xì)度和球磨機(jī)負(fù)荷降低。

5 結(jié) 論

（1）以隔粗后的球磨排礦為給礦進(jìn)行的磁選柱的最佳工藝條件試驗(yàn)確定的給礦粒度0.074～0 mm、水流630 L/h、電流1.0 A、排礦口1.2 mm，可獲得全鐵品位71.69%，回收率93.23%的高品位鐵精礦。

（2）高頻篩+磁選柱工藝與無(wú)磁選柱工藝相比，在保持精礦品位為66%或69%的情況下，精礦產(chǎn)能升高，磨礦細(xì)度和球磨機(jī)負(fù)荷降低。