白象山選礦廠磁鐵礦選別工藝優(yōu)化試驗

沈 斌 王榮林 陸 虎 馮 建 楊松付 陳 辛

（安徽馬鋼礦業(yè)資源集團(tuán)姑山礦業(yè)有限公司）

磁選是在不均勻磁場中，利用磁性礦物顆粒所受磁場力大小，實現(xiàn)磁性顆粒與非磁性顆粒分離的一種選礦方法，被廣泛地應(yīng)用于黑色金屬礦、有色和稀有金屬的選別以及非金屬礦除鐵等領(lǐng)域［1］。常規(guī)磁選機(jī)是在非均勻的磁場中依靠磁場強(qiáng)度與磁場梯度直接吸引捕集磁性礦物，該方式磁性礦物回收率高，但由于磁性礦物易夾雜非磁性礦物，礦物產(chǎn)品的品位有待提高，為了達(dá)到生產(chǎn)要求，選礦廠不得不增加多段磁選流程來提高產(chǎn)品品位，但相應(yīng)增加了生產(chǎn)成本［2］。馬鞍山天工科技股份有限公司研發(fā)的TGCT系列高效磁選機(jī)采用高性能磁性材料，基于“雙高”設(shè)計理念，磁系設(shè)計上突破了傳統(tǒng)磁選機(jī)磁系磁路的分布結(jié)構(gòu)，形成了磁場漸變、平滑、磁攪動因子高的磁場表現(xiàn)，并設(shè)計出了與之匹配的多功能槽體。高效磁選機(jī)與普通磁選機(jī)相比，精礦鐵品位接近時，尾礦鐵品位可降低1個百分點以上。

為解決白象山選礦廠回收率降低的問題，開展了選礦廠磁鐵礦高效選別試驗研究。

1 原礦性質(zhì)

白象山鐵礦是安徽馬鋼礦業(yè)資源集團(tuán)姑山礦業(yè)有限公司旗下主力礦山之一，總儲量1.5億t，地質(zhì)平均鐵品位36.4%［3］。該礦金屬礦物主要為磁鐵礦，含量46.30%，其次為赤鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦等，其他金屬礦物少量或微量；脈石礦物以鐵白云石和方解石類碳酸鹽礦物為主，合計13.75%，金云母和石英含量分別為11.41%和7.63%，斜長石、鉀長石、綠泥石、陽起石、滑石等其他脈石礦物少量。選礦廠主要回收磁鐵礦，兼回收部分弱磁性礦物，如赤鐵礦、褐鐵礦等［4］。

2 30～0 mm粒級原礦粗粒干式拋尾試驗

白象山選廠破碎工藝流程為原礦經(jīng)井下顎式破碎機(jī)開路破碎至-250 mm后提升至地面原礦緩沖礦倉，給入預(yù)先篩分，+30 mm粗粒級經(jīng)HP500型圓錐破碎機(jī)進(jìn)閉路破碎至-30 mm后，進(jìn)行磁滑輪預(yù)選拋尾，磁性礦給入粉礦倉經(jīng)GM105-110型高壓輥磨機(jī)細(xì)碎，經(jīng)檢查篩分構(gòu)成閉路。6～30 mm粒級經(jīng)CTX0816型磁滑輪干式拋尾后回籠至粉礦倉，-6 mm粒級給入CTS1540型濕式磁選機(jī)拋尾，粗精礦進(jìn)入磨礦和磁選系統(tǒng)。

選礦廠對30～0 mm原礦進(jìn)行干式磁選拋尾，生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)拋出的尾礦量少，尾礦中磁性鐵含量高，有用鐵礦物損失較多。考慮到原有磁滑輪干選機(jī)使用年限較長、磁場衰退等原因，計劃采購新的磁滑輪干式磁選機(jī)代替原有干選機(jī)或在原有干選機(jī)后增設(shè)一段掃選作業(yè)，因此進(jìn)行原礦—干式磁選拋廢試驗和粗粒干選尾礦—干式磁選拋廢試驗。試驗考查1次干選與1粗1掃干選工藝對選別指標(biāo)的影響以及尾礦中磁性鐵的損失情況，為選取合適的干選流程、工藝參數(shù)和干式磁選設(shè)備提供技術(shù)依據(jù)。

30～0 mm原礦和粗粒干拋尾礦分析檢測結(jié)果見表1，粒度組成篩析結(jié)果見表2、表3。

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試驗設(shè)備為馬鞍山市天工科技股份公司生產(chǎn)的磁場強(qiáng)度360 kA/m的CTDG-0808磁滑輪干選機(jī)，試驗流程見圖1，試樣及主要設(shè)備見圖2，原礦干式磁選結(jié)果見表4、表5，粗粒干拋尾礦干式磁選結(jié)果見表6。

由表4可知，對原礦用磁滑輪1次選別流程干選時，通過調(diào)節(jié)皮帶速度，可拋出產(chǎn)率6.61%～15.67%、磁性鐵含量1.04%～1.98%的尾礦，入選鐵品位提高到34.21%～36.89%，精礦磁性鐵回收率高于97%。為了滿足尾礦中磁性鐵含量≤1.50%的技術(shù)目標(biāo)，選取磁滑輪干選機(jī)帶速1.8 m/s，此條件下可拋出產(chǎn)率9.04%、磁性鐵含量1.26%、鐵品位7.73%的尾礦，精礦鐵品位35.13%、磁性鐵回收率達(dá)99.57%。

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由表5可知，粗粒干拋尾礦用磁滑輪1次干選時，通過調(diào)節(jié)皮帶速度，可拋出產(chǎn)率77.60%～91.52%、磁性鐵含量0.72%～1.02%的尾礦，入選鐵品位提高到14.30%～21.78%。為了滿足尾礦中磁性鐵含量≤1.0%的技術(shù)目標(biāo)，選取磁滑輪干選機(jī)帶速2.2 m/s，此條件下可拋出產(chǎn)率85.96%、磁性鐵含量0.86%、鐵品位7.60%的尾礦，精礦鐵品位18.37%、磁性鐵回收率達(dá)59.67%。

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由表6可知，對原礦用磁滑輪1次選或1粗1掃干選，當(dāng)2種流程拋廢量接近時，相較于1次選，1粗1掃流程拋出的尾礦鐵品位低0.33個百分點，磁性鐵含量低0.26個百分點，1粗1掃流程拋廢效果明顯優(yōu)于1次選。

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3 細(xì)粒級磁鐵礦高效磁選試驗

白象山磁鐵礦嵌布粒度細(xì)，目前主要采用單一弱磁選階段磨礦—階段弱磁選礦，由于常規(guī)弱磁場筒式磁選機(jī)不能有效克服磁化磁團(tuán)聚和剩磁磁團(tuán)聚所引發(fā)的磁性夾雜，導(dǎo)致磁鐵礦連生體和非磁性夾雜進(jìn)入磁選精礦，從而導(dǎo)致該工藝不能從單體解離度很高（-0.074 mm粒級達(dá)90%以上）的磁鐵礦中獲得高品位的磁鐵礦精礦。為此，采用高效磁選機(jī)開展白象山選礦廠磁鐵礦高效選別試驗，達(dá)到提高精礦質(zhì)量及金屬回收率，降低高頻細(xì)篩篩孔堵塞頻次的目的。

3.1 一段高效磁選試驗

選礦廠一段分級溢流粒度-0.074 mm含量70%～75%，生產(chǎn)設(shè)備為2臺XCTB-1530弱磁選機(jī)。為考查一段磁選效果，首先對現(xiàn)場生產(chǎn)指標(biāo)進(jìn)行檢測，同時開展磁選管和高效磁選機(jī)試驗。一段分級溢流礦樣500 kg，磁選精礦和尾礦各20 kg，礦樣分析結(jié)果見表7。

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對一段分級溢流采用T-GCT1006高效磁選機(jī)進(jìn)行1次選別，試驗中用攪拌槽將一段分級溢流礦漿進(jìn)行攪拌，攪拌均勻后給入砂泵，由砂泵給入TGCT1006高效磁選機(jī)。設(shè)備調(diào)試穩(wěn)定后每間隔20 min取1批樣，分別取給礦、磁選精礦和尾礦進(jìn)行化驗，測定給礦濃度，試驗共取樣4批，單機(jī)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)1 h。為對比磁選管試驗指標(biāo)進(jìn)行了磁選管試驗，試驗結(jié)果及現(xiàn)場取樣指標(biāo)結(jié)果見表8。

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由表8可知，高效磁選機(jī)和弱磁選機(jī)相比，高效磁選機(jī)精礦鐵品位高0.71個百分點，磁性鐵品位高1.00個百分點，磁性鐵回收率高0.70個百分點，尾礦磁性鐵品位低1.60個百分點，說明高效磁選機(jī)對連生體的回收效果優(yōu)于弱磁選機(jī)，這部分連生體進(jìn)入二段磨礦、磁選作業(yè)后，可提高最終精礦回收率。

3.2 二段高效磁選試驗

選礦廠二段分級溢流粒度-0.074 mm含量90%～95%，由3臺2CTB-1230雙筒弱磁選機(jī)選別。為考查二段磁選效果，開展高效磁選機(jī)與普通磁選機(jī)對比試驗。

對二段球磨分級溢流樣進(jìn)行化驗，二段分級機(jī)溢流分析結(jié)果見表9，粒度組成篩析結(jié)果見表10。

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由表9、表10可知，二段分級溢流鐵品位55.40%、磁性鐵品位51.40%，磁性鐵分布率92.78%，-0.074 mm含量91.01%。二段分級溢流細(xì)粒級分布量多，中間粒級鐵品位高，粗粒級鐵品位低，其中-0.03 mm產(chǎn)率61.44%、鐵品位57.95%、鐵分布率63.87%，+0.076 mm產(chǎn)率8.99%、鐵品位29.15%、鐵分布率4.70%。

對二段分級溢流分別用高效磁選機(jī)和普通磁選機(jī)進(jìn)行1次選別對比試驗，試驗樣品和設(shè)備外形見圖3，試驗結(jié)果見表11。

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由表11可知，采用高效磁選機(jī)［5］

對二段分級溢流進(jìn)行選別，可獲得鐵品位60.06%和60.49%%、磁性鐵回收率99.70%和99.68%的鐵精礦，尾礦中磁性鐵含量1.51%和1.53%%。普通磁選機(jī)可獲得鐵品位59.39%、磁性鐵回收率99.59%的鐵精礦，尾礦中磁性鐵含量2.36%。高效磁選機(jī)與普通磁選機(jī)相比，尾礦磁性鐵含量低0.8個百分點，鐵精礦品位高0.6個百分點，高效磁選機(jī)的選別指標(biāo)明顯優(yōu)于普通磁選機(jī)。

4 結(jié)論

（1）粗粒干拋尾礦再拋廢時，拋出的尾礦磁性鐵含量0.72%～1.02%，預(yù)示原礦干式磁選拋廢時將有部分微細(xì)粒磁性鐵礦物損失在尾礦中。

（2）當(dāng)拋廢量接近時，1粗1掃流程拋出的尾礦磁性鐵含量低，拋廢效果明顯優(yōu)于1次選別流程。

（3）通過一段、二段高效磁選與弱磁選機(jī)選別對比試驗，高效磁選替代普通磁選機(jī)可明顯降低尾礦品位及尾礦中的磁性鐵含量，提高金屬回收率。

（4）白象山選礦廠二段溢流目前采用3組2CTB-1230雙筒磁選機(jī)選別，磁選機(jī)臺數(shù)較多，用水量大，采用高效磁選機(jī)代替普通磁選機(jī)可減少二段磁選機(jī)臺數(shù)，起到簡化工藝，降低能耗的效果，社會效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著。