張春浩 翁存建 陳永靜 陳亮亮 羅仙平，4

(1.贛州金環(huán)磁選設(shè)備有限公司；2.江西理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院；3.贛州市環(huán)境科學(xué)研究所；4.江西省礦業(yè)工程重點實驗室)

SLon-2000型高場強(qiáng)磁選機(jī)在東鞍山燒結(jié)廠分選氧化鐵礦中的應(yīng)用*

張春浩1，2翁存建2陳永靜3陳亮亮1羅仙平2，4

(1.贛州金環(huán)磁選設(shè)備有限公司；2.江西理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院；3.贛州市環(huán)境科學(xué)研究所；4.江西省礦業(yè)工程重點實驗室)

針對東鞍山燒結(jié)廠強(qiáng)磁選作業(yè)中細(xì)粒級鐵礦物回收效果差導(dǎo)致尾礦鐵品位偏高等問題，進(jìn)行了現(xiàn)場流程考察分析，采用SLon-2000型Ⅱ(1 040 kA/m)高場強(qiáng)磁選機(jī)進(jìn)行了試驗研究。試驗結(jié)果表明：SLon-2000型Ⅱ(1 040 kA/m)高場強(qiáng)磁選機(jī)的精礦鐵品位平均值比原來使用的 SLon-2000 型Ⅰ(800 kA/m)高場強(qiáng)磁選機(jī)降低了0.33個百分點，尾礦鐵品位平均值降低了4.28個百分點，產(chǎn)率和鐵回收率分別提高了8.26個百分點和12.92個百分點，取得了較好的分選效果。

SLon-2000型高場強(qiáng)磁選機(jī) 強(qiáng)磁選 氧化鐵礦

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國鋼鐵工業(yè)近年得到飛速的發(fā)展。經(jīng)過幾十年的攻關(guān)，我國紅礦(氧化鐵礦)選礦工藝和選礦設(shè)備有了很大的發(fā)展，其中SLon立環(huán)脈動高梯度磁選機(jī)和反浮選等高效選礦設(shè)備和技術(shù)的應(yīng)用使我國紅礦選礦技術(shù)達(dá)到了國際領(lǐng)先水平[1-2]。

我國遼寧鞍山地區(qū)的紅礦資源的特點是儲量大、原礦品位低、嵌布粒度細(xì)、絕大部分屬難磨難選礦石，為進(jìn)一步提高細(xì)粒級鐵礦的回收率[3]，經(jīng)過技術(shù)創(chuàng)新與改進(jìn)，贛州金環(huán)磁選設(shè)備有限公司研制了SLon-2000型1 040 kA/m高場強(qiáng)立環(huán)脈動高梯度磁選機(jī)，該設(shè)備回收細(xì)粒弱磁性礦物效果好，其轉(zhuǎn)環(huán)立式旋轉(zhuǎn)，反沖精礦，并配有脈動機(jī)構(gòu)，具有富集比大、分選效率高、磁介質(zhì)不易堵塞，對給礦粒度、濃度和品位波動適應(yīng)性強(qiáng)，工作可靠，操作維護(hù)方便等優(yōu)點[4-7]，解決了細(xì)粒級紅礦回收難的問題，為我國紅礦資源的高效回收利用奠定了基礎(chǔ)。針對東鞍山燒結(jié)廠強(qiáng)磁選作業(yè)中細(xì)粒級鐵礦物回收效果差導(dǎo)致尾礦鐵品位偏高等問題，采用SLon-2000型Ⅱ(1 040 kA/m)高場強(qiáng)磁選機(jī)進(jìn)行了試驗研究，并取得了較好的試驗結(jié)果。

1 礦石性質(zhì)

東鞍山鐵礦中的鐵主要以氧化物的形式存在于假象赤鐵礦、赤鐵礦、磁鐵礦、鏡鐵礦、褐鐵礦及針鐵礦中，以其他化合物的形式存在于菱鐵礦、鱗綠泥石、鐵閃石、鐵方解石、鐵白云石、黃鐵礦等礦物中。

原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1，礦石鐵物相分析結(jié)果見表2。

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

元素TFeFeOSiO2CaOMgO含量32.861.9151.330.040.23元素Al2O3MnOSP燒失含量0.930.060.0610.0321.31

由表1可知，該紅礦中全鐵品位為32.86%，有害元素硫、磷的含量較少，對選礦的影響不大。

表2 原礦鐵物相分析結(jié)果 %

鐵物相鐵含量鐵分布率磁鐵礦4.8014.22碳酸鐵1.604.74硅酸鐵1.203.54假象磁鐵礦1.404.14赤、褐鐵礦24.7873.36全鐵33.78100.00

由表2可知，赤、褐鐵礦物中鐵含量達(dá)到了73.36%，磁鐵礦物中鐵含量為14.22%，該鐵礦主要是弱磁性礦物，少量強(qiáng)磁性礦物，可先弱磁選選出強(qiáng)磁性磁鐵礦物，再進(jìn)行強(qiáng)磁選選出弱磁性赤、褐鐵礦。此外，碳酸鐵、硅酸鐵在礦樣中也有少量的分布。

2 選廠磁選段工藝優(yōu)化

經(jīng)現(xiàn)場流程考察分析，尾礦中的鐵礦物大部分屬細(xì)粒級的赤鐵礦礦物且難以回收，是造成尾礦中鐵品位偏高的主要原因。針對該問題，贛州金環(huán)磁選設(shè)備有限公司對原磁選段強(qiáng)磁選作業(yè)進(jìn)行了優(yōu)化，原工藝中強(qiáng)磁選采用的是SLon-2000型Ⅰ高磁場強(qiáng)度立環(huán)脈動高梯度磁選機(jī)，但由于礦石性質(zhì)的變化，該紅礦的嵌布粒度極細(xì)，磨礦后產(chǎn)生的大量細(xì)粒級的鐵礦物難以回收，導(dǎo)致尾礦中的鐵品位偏高，造成了資源的浪費(fèi)。為了回收這部分細(xì)粒級鐵礦物，贛州金環(huán)磁選設(shè)備有限公司研發(fā)出了磁場強(qiáng)度更高、性能更好的SLon-2000型Ⅱ高場強(qiáng)立環(huán)脈動高梯度磁選機(jī)，對該鐵礦進(jìn)行了試驗室試驗研究。試驗結(jié)果表明：SLon-2000型Ⅱ高場強(qiáng)立環(huán)脈動高梯度磁選機(jī)對細(xì)粒級弱磁性鐵礦物的回收效果明顯優(yōu)于SLon-2000型Ⅰ高場強(qiáng)立環(huán)脈動高梯度磁選機(jī)，并已應(yīng)用于東鞍山燒結(jié)廠強(qiáng)磁選作業(yè)段。

3 試驗結(jié)果與討論

3.1 磨礦細(xì)度分析試驗

東鞍山鐵礦石普氏硬度系數(shù)為12～18，巖石普氏硬度系數(shù)為8～18，礦石密度為3.4t/m3，巖石密度為2.6t/m3，各種類型礦石的磨礦產(chǎn)品在相近的磨礦粒度時，鐵礦物單體解離度基本接近[8-9]。礦石從粗磨到細(xì)磨的過程中，盡管鐵礦物單體解離度隨磨礦粒度變細(xì)而增加較多，但富連生體(鐵礦物≥3/4)增加均不大，而且赤鐵礦石的磨礦產(chǎn)品富連生體含量基本接近，可見細(xì)磨使鐵礦物單體解離的過程也是鐵礦物泥化的過程，正是由于磨礦過程中粗細(xì)兩極分化嚴(yán)重、泥化程度較高，即-0.01mm的含量較高，從而影響了選別過程。選礦單體解離度測定結(jié)果見表3。

表3 礦石單體解離度測定結(jié)果 %

磨礦細(xì)度(-0.074mm)41.6152.6261.0169.6683.4391.2996.33鐵礦物45.1157.8864.3166.9675.4280.2982.61石英41.7553.2961.3861.9971.9978.1480.66

由表3可知，東鞍山鐵礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜，難磨難選，-0.074mm粒級占83.43%時，鐵礦物解離度為75.42%，明顯偏低，-0.01mm粒級產(chǎn)率為29.66%，泥化程度較高，+0.074mm各級別主要以連生體形態(tài)存在，兩極分化嚴(yán)重，給礦物選別帶來較大難度。

3.2 試驗室強(qiáng)磁選機(jī)磁選對比試驗

采用SLon-100周期式脈動高梯度磁選機(jī)對東鞍山燒結(jié)廠的強(qiáng)磁給礦進(jìn)行磁場強(qiáng)度分別為800和1 040kA/m的對比試驗，對比試驗結(jié)果見表4。

由表4可知，相同的脈動沖程與沖次條件下，在原礦平均鐵品位為29.57%，磁場強(qiáng)度為800kA/m時，可獲得精礦鐵品位為40.76%、尾礦鐵品位為18.21%、金屬回收率為69.43%的選別指標(biāo)；在原礦平均鐵品位為29.30%，磁場強(qiáng)度為1 040kA/m時，可獲得精礦鐵品位為40.39%、尾礦鐵品位為17.38%、金屬回收率為71.40%的選別指標(biāo)。當(dāng)磁場強(qiáng)度由800kA/m提高到1 040kA/m后，尾礦鐵品位下降了0.83個百分點，減少了有用礦物的損失，精礦回收率提高了1.97個百分點。

表4 強(qiáng)磁選對比試驗結(jié)果

4 SLon-2000型Ⅱ高場強(qiáng)磁選機(jī)在東鞍山燒結(jié)廠的應(yīng)用

由于東鞍山燒結(jié)廠要完成鞍鋼集團(tuán)礦業(yè)公司下達(dá)的鐵精礦年增產(chǎn)20萬t的生產(chǎn)任務(wù)目標(biāo)，在設(shè)備改造中，東鞍山燒結(jié)廠依據(jù)設(shè)備改造前的對比試驗，選擇使用磁場強(qiáng)度為1 040kA/m的高場強(qiáng)磁選機(jī)。在完成了8臺SLon-2000型Ⅱ高場強(qiáng)磁選機(jī)(簡稱：SLon-2000型Ⅱ強(qiáng)磁)的部分安裝調(diào)試后，對強(qiáng)磁選機(jī)的作業(yè)進(jìn)行了考查。

4.1 SLon-2000型Ⅱ強(qiáng)磁作業(yè)給礦和產(chǎn)品粒度分析

首先對強(qiáng)磁作業(yè)給礦和產(chǎn)品粒度進(jìn)行了分析，結(jié)果見表5～表7，采用MASTERSIZER2000系統(tǒng)粒度檢測分析儀對強(qiáng)磁尾礦進(jìn)行粒度分析，進(jìn)一步了解-0.01mm微細(xì)粒級的分布情況，其檢測結(jié)果見圖1。

表5 SLon-2000型Ⅱ強(qiáng)磁作業(yè)給礦粒度分析結(jié)果

由表5可知，強(qiáng)磁給礦中 -0.019 mm 粒級占59.30%、鐵品位為30.76%，鐵礦物主要嵌布在細(xì)粒級礦石中，是造成尾礦中鐵品位偏高的主要原因。

表6 SLon-2000型Ⅱ強(qiáng)磁作業(yè)精礦粒度分析結(jié)果

由表6可知，SLon-2000型Ⅱ強(qiáng)磁精礦中，粒級回收率均大大高于粒級分配率，這說明通過強(qiáng)磁作業(yè)脫泥拋尾分選效果好。強(qiáng)磁精礦中-0.019 mm粒級占54.70%、鐵品位為45.03%，但粒級回收率只有56.15%，遠(yuǎn)低于+0.019 mm以上粒級77.91%～86.94%的粒級回收率。

表7 SLon-2000型Ⅱ強(qiáng)磁作業(yè)尾礦粒度分析結(jié)果

由表7可知，強(qiáng)磁尾礦鐵品位為15.38%，+0.019 mm 粒級鐵品位為3.59%～6.01%，非常低，而-0.019 mm粒級占62.57%、鐵品位為21.88%，已占到強(qiáng)磁尾礦總金屬量的89.03%，產(chǎn)率為62.57%，鐵品位為21.88%，金屬分布率也高達(dá)89.03%。因此，有必要通過減小強(qiáng)磁選機(jī)介質(zhì)間隙，適當(dāng)提高磁選強(qiáng)度等措施，改善-0.019mm粒級的回收效果，從而降低強(qiáng)磁尾礦品位。

圖1 粒度分析儀對強(qiáng)磁尾礦的檢測結(jié)果

由圖1可見，-0.010 mm粒級產(chǎn)率占近40%，說明微細(xì)粒鐵礦物回收效果差是造成鐵損失的原因。因此，應(yīng)從磨礦分級作業(yè)入手，盡量減少微細(xì)粒鐵礦物的產(chǎn)生，避免泥化。

4.2 現(xiàn)場SLon-2000型Ⅱ高場強(qiáng)磁選機(jī)與SLon-2000型Ⅰ高場強(qiáng)磁選機(jī)的生產(chǎn)應(yīng)用對比

對現(xiàn)場使用的SLon-2000型Ⅱ高場強(qiáng)磁選機(jī)與SLon-2000型Ⅰ高場強(qiáng)磁選機(jī)的生產(chǎn)指標(biāo)進(jìn)行了4個批次的考查，結(jié)果見表8。

表8 SLon-2000型Ⅱ與SLon-2000型Ⅰ高場強(qiáng)磁選機(jī)磁選試驗結(jié)果 %

機(jī)型濃度給礦鐵品位精礦鐵品位尾礦鐵品位產(chǎn)率鐵回收率SLon-2000型Ⅱ27.2829.7646.9415.7244.9770.93SLon-2000型Ⅱ27.0728.9246.1113.6946.9874.90SLon-200型Ⅱ27.1131.7050.4316.4244.9371.47SLon-2000型Ⅱ28.6530.5947.4915.7846.7072.51SLon-2000型Ⅰ26.1628.7847.0118.5835.8858.60SLon-2000型Ⅰ27.232.2750.0820.1840.4362.75SLon-2000型Ⅰ29.0731.2248.1320.1239.6361.09SLon-2000型Ⅰ27.2329.2747.0819.8434.6255.68

由表8可知，在對4個批次的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，在實際生產(chǎn)中，在相同的給礦條件下，SLon-2000型Ⅱ高場強(qiáng)磁選機(jī)比SLon-2000型Ⅰ磁選機(jī)精礦鐵品位平均降低0.33個百分點，尾礦鐵品位平均降低4.28個百分點，產(chǎn)率平均提高了8.26個百分點，回收率平均提高12.92個百分點，現(xiàn)場生產(chǎn)指標(biāo)遠(yuǎn)好于小型試驗指標(biāo)。

5 結(jié) 論

(1)新型SLon-2000型Ⅱ高場強(qiáng)立環(huán)脈動高梯度磁選機(jī)具有富集比大、選礦效率高、磁介質(zhì)不堵塞、設(shè)備處理量大、運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定、作業(yè)率高的優(yōu)點。

(2)8臺SLon-2000型Ⅱ高場強(qiáng)磁選機(jī)在分選東鞍山燒結(jié)廠氧化鐵礦中，有效地回收了細(xì)粒級的弱磁性鐵礦物以及將礦泥等影響浮選的物質(zhì)拋棄，為浮選作業(yè)創(chuàng)造了良好的條件。與原有SLon-2000型Ⅰ磁選機(jī)相比較，在給礦細(xì)度為-0.074 mm 99%的條件下，尾礦鐵品位平均降低了4.28個百分點，產(chǎn)率提高了8.26個百分點，回收率提高了12.92個百分點，現(xiàn)場生產(chǎn)指標(biāo)遠(yuǎn)好于小型試驗指標(biāo)，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

(3)SLon-2000型Ⅱ高場強(qiáng)磁選機(jī)成功的研制并在分選東鞍山燒結(jié)廠氧化鐵礦車間中的成功應(yīng)用，高效回收利用了微細(xì)粒級弱磁性鐵礦物，解決了微細(xì)粒級鐵礦物難以回收的問題，為我國難選鐵礦資源的高效、綜合利用作出了新的貢獻(xiàn)。

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*江西省科技支撐計劃項目(編號：2010 BGA 00200)。

2015-03-06)

張春浩(1979—)，男，碩士研究生，341000 江西省贛州市章貢區(qū)客家大道156號。