马钢南山矿凹山选厂利用磁选柱提质降杂半工业试验

何丽萍

(安徽马钢工程技术集团有限公司)



马钢南山矿凹山选厂利用磁选柱提质降杂半工业试验

何丽萍

(安徽马钢工程技术集团有限公司)

介绍了马钢南山矿凹山选厂现有磨选工艺流程及利用磁选柱提质降杂半工业试验流程，通过对比半工业试验系统选别指标与凹选3段磨矿系统选别指标表明，在控制三磁精细度为-0.125 mm时，磁选柱精选可将铁精矿全铁品位由62.5%～63%提高到64.0%～65.5%，即可使铁精矿品位提高1.5～2.5个百分点，并可有效降低铁精矿中的杂质含量，其中Al2O3含量可降至2%以下，SiO2含量可降至6%以下，K2O、Na2O含量均明显下降。

磁选柱 提质降杂 半工业试验

南山矿业公司凹山选矿厂已有50多年的生产历史，主要处理凹山矿的铁矿石。随着近几年凹山矿石产量的下降，以及接替矿山高村铁矿的建成投产，凹山选矿厂开始处理凹山铁矿和高村铁矿的混合矿石，其矿石中主要有用铁矿物为磁铁矿，选矿工艺经过不断的技术进步和扩建改造，综合处理能力达700万t/a。

随着凹山资源枯竭，高村矿石进入凹选的比例增加。高村矿相对于凹山矿铁品位低，一般在19%左右，且高村矿部分矿石嵌布粒度较细，矿石难磨难选，部分需要细磨深选，才能获得合格品位的铁精矿。同时，凹山选矿厂在几次改扩建工程中，由于受到地形地物的限制，工艺上也存在一些问题制约着生产。如：超细碎系统的粗精矿输送与分配、超细碎全闭路系统的生产能力不足的问题；磨矿系统中，由于超细碎系统的粗精矿与原矿混磨，造成1段磨矿效率低，2段、3段磨矿负荷较大，导致精矿品位波动也较大，其铁精矿品位不能适应股份公司对高品质铁精矿的需求。

为此，进行了提质降杂半工业试验，试验采用磁选柱精选，在控制三磁精的细度为-0.125 mm时，磁选柱精选可将铁精矿的全铁品位由62.5%～63%提高到64%～65.5%，即可使铁精矿品位提高1.5～2.5个百分点，并有效降低了杂质含量。

1 凹山选矿厂磨选工艺流程及现状分析

1.1 凹山选矿厂磨选工艺流程

南山矿业公司凹山选矿厂原处理矿量500万t/a，采用的工艺流程为3段1闭路破碎—阶段磨选—中矿再磨再选流程。2007年经过高压辊磨超细碎改造后，在碎矿与磨选系统之间增设了高压辊磨超细碎—湿式筛分磁选系统，其年处理原矿量增加至700万t[1]。南山矿业公司于2010年2月下旬针对凹选3段磨矿能力严重不足的问题，对凹选3段磨矿进行了改造，改造后1段、2段磨选系统保持不变，2台3段磨矿分级设备恢复用作2段磨矿分级，实现主厂房1段、2段磨矿一对一配置，利用重选厂房新建3段磨矿细筛磁选系统。3段磁选后的精矿通过德瑞克细筛(筛孔0.1 mm)筛分，筛下磁选获得合格精矿，筛上浓缩磁选后进入3段球磨机闭路磨矿，再磨再选。

凹山选矿厂现有磨选工艺流程为3段1闭路破碎—高压辊磨机超细碎—湿式筛分磁选粗粒抛尾—粗精矿阶段磨矿—阶段磁选—细筛再磨再选。主厂房1段、2段磨选采用阶段磨选，1段磨机为MQG2736球磨机，1段分级为2FG-20φ2 000 mm高堰式双螺旋分级机，1段磨矿分级溢流给入10台CTN-1030磁选机抛尾，粗精矿自流到2段磨矿分级；2段磨机为MQY2736球磨机，2段分级为2FC-20φ2 000 mm沉没式双螺旋分级机，2段磨矿分级溢流给入CTB-1021磁选机进行2段、3段磁选抛尾；三磁粗精矿自流到3段磨矿厂房的重精泵池，通过150ZJ-I-A65渣浆泵输送给入φ2 000 mm八流矿浆分配器，分配到细筛的8个五流矿浆分配器，矿浆给入8台细筛分级；筛上自流到2台NCT-1230浓缩磁选机脱水后，自流到2台MQY3 600 mm×6 000 mm溢流型球磨机磨矿，磨机排矿自流到磨矿排矿泵池，用150/100D-AH渣浆泵输送返回八流矿浆分配器闭路磨矿，筛下-0.074 mm粒级占92%自流到CTB-1230磁选机进行4段磁选抛尾，精矿自流到精矿泵池。

1.2 凹山选矿厂现状分析

因公司生产计划的需要，凹选自2012年后，原矿年处理量达750万t以上，超过了设计处理能力，1段、2段磨机处理量与生产原矿处理量不匹配，磨矿细度达不到设计要求，凹选3段磨矿改造设计1段磨矿细度为-0.074 mm 55%，2段磨矿细度为-0.074 mm 85%，但在凹选的实际生产中未达到，导致3段磨矿产品细度及最终精矿品位达不到设计要求。同时，由于凹选处理原矿中高村采场矿石所占比例逐年上升，高村矿石与凹山矿石相比品位低、结晶粒度细，影响了铁精矿质量。

2014年为应对严峻市场形势，股份公司按照“精料降本”的原则，对南山矿业公司铁精矿质量提出更高要求，如何有效解决凹山选厂产能与质量矛盾问题，提高铁精矿质量是马钢南山矿业公司急需解决的问题。

2 磁选柱提质降杂半工业试验方案及设备

2.1 半工业试验方案

鉴于凹山选矿厂目前的实际生产情况，采用常规磁选设备(筒式磁选机)不能有效提高铁精矿全铁品位。磨矿细度偏粗，矿石不能有效单体解离，磁铁矿与脉石的连生体的磁化率仍属强磁性矿物的范畴，常规磁选设备把它们回收到磁性产品中，由于磁性夹杂的存在，使常规磁选设备磁性产品铁品位不高，从而用单一磁选方法难以获得高品位磁铁矿精矿。

磁选柱作为提质降杂精选设备，已在全国大中小磁选厂得到了广泛应用[2-5]，此次半工业试验采用磁选柱精选工艺。试验原矿为三磁粗精矿，主要试验方案为细筛筛下产品用磁选柱精选，磁选柱的精矿产品为最终铁精矿，磁选柱尾矿与细筛筛上产品进3段再磨。同时，半工业试验过程中适当放宽细筛筛孔。

采用磁选柱精选的试验工艺为：三磁粗精矿矿浆从三磁粗精泵出口管路开DN100支管引出(管路设置闸阀控制引流量，同时安装DN100管道脱磁器)，自流至NCT-600 mm×900 mm浓缩磁选机脱水；浓缩磁选精矿自流到隔渣筛，筛孔为0.125 mm，筛下自流到φ1 000 mm搅拌桶，搅拌5 min，自流到磁选柱选别；磁选柱精矿自流到精矿泵池，尾矿与筛上一起自流到NCT-1 000 mm×1 000 mm浓缩磁选机脱水；浓缩磁选精矿自流给入MQY900 mm×1 800 mm 试验球磨机，磨矿产品自流到FGCT-10060试验磁选机磁选抛尾，磁选精矿利用ZB50渣浆泵输送返回到搅拌桶，尾矿自流到尾矿溜槽。磁选柱提质降杂半工业试验取样流程见图1。

图1 磁选柱提质降杂半工业试验取样流程

2.2 半工业试验设备

半工业试验设备主要有φ600 mm×900 mm浓缩磁选机，2 000 mm×2 000 mm细筛，沈阳华大φ400 mm磁选柱，φ1 000 mm×1 000 mm浓缩磁选机，MQY900 mm×1 800 mm球磨机，FGCT-10060磁选机。半工业试验取样过程中对选厂生产流程平行取样，分别对比磁选柱提质降杂工艺与现有生产3段磨选工艺选别指标。

3 半工业试验

3.1 半工业试验结果

半工业试验系统选取隔渣筛筛孔为0.125 mm，原矿处理能力为1.0 t/h左右，调整磁选柱磁场强度为27.87 kA/m。在调整好所有试验设备的工艺参数后开始磁选柱提质降杂半工业试验，半工业试验按取样流程及取样工作安排对各个点进行取样，并测定其浓度、粒度及全铁品位。每次取样时监测试验原矿的处理量。

根据现场生产情况，半工业试验时间安排在下午，每天取样两批，具体取样时间分别为13:00～14:00，15:00～16:00。试验设备每天上午均正常运转，每批取样前确认具备取样条件后开始取样，每隔20 min取样1次，2个样合并作为一批样。

现有3段磨选系统与半工业试验系统主要数据对比见图2、图3，3段磨选系统与半工业试验系统铁精矿多元素分析对比见表1。

图2 3段磨选系统与半工业试验系统铁精矿全铁品位对比图

图3 3段磨选系统与半工业试验系统铁精矿全铁回收率对比图

表1 3段磨选系统与半工业试验系统铁精矿多元素分析结果对比 %

3.2 试验结果分析

(1)按可比条件对比半工业试验系统选别指标与凹选3段磨矿系统选别指标，采用磁选柱精选，凹山选厂处理高村采场铁矿石时，可将铁精矿的全铁品位由62.5%～63%提高到64.05%～65.5%，即可使铁精矿全铁品位提高1.5～2.5个百分点。铁精矿中铁回收率下降0.6～5.0个百分点，半工业试验系统铁精矿中铁回收率基本在95%以上。

(2)半工业试验系统铁精矿中全铁回收率下降的主要原因是细度问题，生产中3段磨矿系统采用高频细筛分级，筛孔为0.1 mm，半工业试验系统采用隔渣筛筛孔为0.125 mm，在采用磁选柱精选条件下，放粗给矿细度仍然可以起到提高铁精粉质量的目的，但由于磁选柱的高效分选势必导致磁选柱精选作业尾矿品位的提高。半工业试验中隔渣筛筛上及磁选柱尾矿通过浓缩磁选后进入MQY900 mm×1 800 mm球磨机再磨，通过取样数据分析5批试验中进入试验球磨机的矿量依次为0.43、0.21、0.25、0.46、0.18 t/h。3段磨矿系统MQY3 600 mm×6 000 mm球磨机处理量为0.25 t/(m3·h)，据此计算出在控制磨矿细度为-0.074 mm 85%时，MQY900 mm×1 800 mm球磨机处理量应为0.11 t/h。由此可见，试验过程中磨机给矿量远远超出其生产能力，球磨机处理能力不足导致磨矿细度满足不了试验要求，从而引起磁选抛尾尾矿品位上升，铁精粉中铁回收率下降。

(3)利用磁选柱进行精选时，所得铁精矿中的杂质含量较生产所得铁精矿中的杂质含量均有所降低，其中Al2O3含量可降至2%以下，SiO2含量可降至6%以下，K2O、Na2O含量均明显下降。

(4)磁选柱分选过程包括磁聚合-分散-磁聚合多次反复，可在一机上实现多次精选。较常规磁选设备而言，磁选柱精选有利于分选出三磁精中夹带的单体脉石及中、贫连生体。因此，采用磁选柱精选可以获得高品位的铁精矿。

4 结 论

(1)在控制三磁精的细度为-0.125 mm时，磁选柱精选可以将铁精矿的全铁品位由62.5%～63%提高到64.0%～65.5%，可使铁精矿品位提高1.5～2.5个百分点。

(2)采用磁选柱精选，可有效分选出三磁精中夹带的单体脉石及中、贫连生体，提高铁精矿质量，降低铁精矿中的杂质含量，其中Al2O3含量可降至2%以下，SiO2含量可降至6%以下，K2O、Na2O含量均明显下降。

(3)此次半工业试验虽然可以验证磁选柱精选提质降杂的可行性，但由于球磨机选型的疏忽，所选球磨机能力不足，磨矿细度不能满足试验要求，导致铁精粉中全铁回收率下降，后续仍需通过更加完整的工业试验验证该流程分选选别的可行性。

[1] 王运敏，田嘉印，王化军，等.中国黑色金属矿选矿实践[M].北京：科学出版社，2008.

[2] 刘秉裕.磁选柱在磁铁矿选矿各领域的应用[J].金属矿山，2000(S)，215-216.

[3] 赵言勤，段其福．本钢铁精矿用磁选柱降硅提铁的工业试验[J]．金属矿山，2004(6)：40-41,73．

[4] 于克旭．磁选柱再选工艺在板石矿业公司选矿厂的应用[J]．金属矿山，2007(7)：61-63．

[5] 李庚辉，宋吉明，杨希恩，等．磁选柱在提质降硅工艺中的应用实践[J]．矿山机械，2006(4)：161-162．

2016-10-25)

何丽萍(1983—)，女，工程师，硕士，243000 安徽省马鞍山市。