杜艷清 李 宏 余 瑩 王家奇 高 鵬 余建文3

（1.鞍鋼集團(tuán)弓長(zhǎng)嶺礦業(yè)公司選礦廠；2.東北大學(xué)資源與土木工程學(xué)院；3.難采選鐵礦資源高效開發(fā)利用技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心）

磨礦產(chǎn)品質(zhì)量的好壞直接影響選別指標(biāo)的高低。近年來(lái)，攪拌磨機(jī)裝備研發(fā)得到了迅速發(fā)展，并廣泛應(yīng)用于冶金、礦業(yè)、非金屬礦物材料等領(lǐng)域，是一種高效節(jié)能的細(xì)磨設(shè)備［1-2］。與傳統(tǒng)球磨機(jī)相比，攪拌磨產(chǎn)品粒度分布均勻，磨礦效率更高，可節(jié)約能耗30%以上［3-7］。目前，弓長(zhǎng)嶺選礦廠一選車間選礦工藝流程為階段球磨階段分選三段閉路流程，流程長(zhǎng)，指標(biāo)波動(dòng)大。為此，在試驗(yàn)室條件下采用攪拌磨代替二、三段球磨進(jìn)行再磨技術(shù)研究，以期為工業(yè)流程改造提供技術(shù)支撐。

1 試驗(yàn)原料與方法

1.1 試驗(yàn)原料

試驗(yàn)原料為弓長(zhǎng)嶺一選廠一段磁選粗精礦。原料化學(xué)成分分析結(jié)果見表1。

由表1可知，試驗(yàn)樣品全鐵品位48.12%，主要雜質(zhì)組分為SiO2和CaO，含量分別為28.93%和4.99%；有害元素P、S含量較低，分別為0.030%和0.068%。

為進(jìn)一步了解樣品中鐵的分布規(guī)律，對(duì)樣品進(jìn)行了篩分，并化驗(yàn)各粒級(jí)產(chǎn)品的鐵品位，結(jié)果見表2。

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由表2可知，該樣品細(xì)度為-0.074mm粒級(jí)占59.21%，其中-0.038 mm粒級(jí)產(chǎn)率為34.88%。鐵在不同粒級(jí)中的分布不均勻，主要分布于-0.038mm粒級(jí)中，分布率為43.57%。

1.2 試驗(yàn)方法與設(shè)備

原料經(jīng)SLJM-2L型攪拌磨磨礦后，采用RK/CRSφ400×300弱磁選機(jī)（磁場(chǎng)強(qiáng)度79.62 kA/m）進(jìn)行分選，得到磁選精礦和尾礦，分別稱重并化驗(yàn)全鐵品位，計(jì)算不同磨礦條件下鐵的回收率，并作為評(píng)價(jià)指標(biāo)之一，試驗(yàn)流程見圖1。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 不同球徑陶瓷球的攪拌器轉(zhuǎn)速條件試驗(yàn)

在充填率75%、料球比0.8、磨礦濃度60%、磨礦時(shí)間5 min的條件下，進(jìn)行不同球徑陶瓷球的攪拌轉(zhuǎn)速試驗(yàn)。

2.1.13mm陶瓷球的攪拌器轉(zhuǎn)速試驗(yàn)

固定陶瓷球尺寸3 mm，考察攪拌器轉(zhuǎn)速對(duì)磁選指標(biāo)的影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖2。

由圖2可見，當(dāng)攪拌器轉(zhuǎn)速由650 r/min增大到1050 r/min時(shí)，弱磁精礦鐵品位由57.29%增加到61.33%，鐵回收率由96.54%下降到94.87%；當(dāng)攪拌器轉(zhuǎn)速由950 r/min增加到1050 r/min時(shí)，弱磁精礦鐵品位增加速率明顯降低，只增加了0.44個(gè)百分點(diǎn)，同時(shí)鐵回收率下降速率加快，下降了0.87個(gè)百分點(diǎn)；因此，選擇攪拌軸轉(zhuǎn)速950 r/min為宜。

2.1.24mm陶瓷球的攪拌器轉(zhuǎn)速試驗(yàn)

固定陶瓷球尺寸為4 mm，考察攪拌器轉(zhuǎn)速對(duì)磁選指標(biāo)的影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

由圖3可見，當(dāng)攪拌器轉(zhuǎn)速由550 r/min上升到950 r/min時(shí)，弱磁精礦鐵品位由57.68%上升至61.21%，鐵回收率由96.24%下降到94.74%；當(dāng)攪拌器轉(zhuǎn)速由900 r/min增加到950 r/min時(shí)，弱磁精礦鐵品位上升速率減緩，上升了0.13個(gè)百分點(diǎn)，鐵回收率下降速率加快，降低了0.67個(gè)百分點(diǎn)；因此，適宜的攪拌軸轉(zhuǎn)速為900 r/min。

2.1.35mm陶瓷球的攪拌器轉(zhuǎn)速試驗(yàn)

固定陶瓷球尺寸為5 mm，考察攪拌器轉(zhuǎn)速對(duì)磁選指標(biāo)的影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖4。

由圖4可見，當(dāng)攪拌器轉(zhuǎn)速由450 r/min上升到850 r/min時(shí)，弱磁精礦鐵品位由58.32%上升至62.92%，鐵回收率由95.70%下降到94.37%；當(dāng)攪拌器轉(zhuǎn)速達(dá)到850 r/min后，弱磁精礦鐵品位依然上升，但此時(shí)鐵回收率下降速率較大，若繼續(xù)增大攪拌器轉(zhuǎn)速會(huì)使鐵回收率過低；因此，適宜的攪拌軸轉(zhuǎn)速為850 r/min。

2.1.46mm陶瓷球的攪拌器轉(zhuǎn)速試驗(yàn)

固定陶瓷球尺寸為6 mm，考察攪拌器轉(zhuǎn)速對(duì)磁選指標(biāo)的影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖5。

由圖5可見，當(dāng)攪拌器轉(zhuǎn)速由350 r/min上升到750 r/min時(shí)，弱磁精礦鐵品位由56.94%上升至62.87%，鐵回收率由95.57%下降到94.38%；當(dāng)攪拌器轉(zhuǎn)速達(dá)到750 r/min后，弱磁精礦鐵品位依然上升，但鐵回收率下降速率很大，若繼續(xù)增大攪拌器轉(zhuǎn)速會(huì)使鐵回收率降低；因此，適宜的攪拌軸轉(zhuǎn)速為750 r/min。

2.1.57mm陶瓷球的攪拌器轉(zhuǎn)速試驗(yàn)

固定陶瓷球尺寸為7 mm，考察攪拌器轉(zhuǎn)速對(duì)磁選指標(biāo)的影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖6。

由圖6可見，當(dāng)攪拌器轉(zhuǎn)速由350 r/min增大到700 r/min時(shí)，弱磁精礦鐵品位由57.74%增加到63.73%，鐵回收率由95.39%下降到95.03%；當(dāng)攪拌器轉(zhuǎn)速由650 r/min增加到700 r/min時(shí)，弱磁精礦鐵品位增加速率明顯降低，增加0.30個(gè)百分點(diǎn)，鐵回收率下降速率升高；因此，適宜的攪拌軸轉(zhuǎn)速為650 r/min。

2.1.6不同球徑最佳攪拌器轉(zhuǎn)速對(duì)比分析

針對(duì)不同球徑陶瓷球的最佳轉(zhuǎn)速對(duì)磁選效果進(jìn)行綜合對(duì)比分析，結(jié)果見圖7。

由圖7可見，對(duì)比不同介質(zhì)尺寸中最佳條件可知，介質(zhì)尺寸為3 mm和4 mm時(shí)，雖然鐵回收率高，但精礦鐵品位低；當(dāng)介質(zhì)尺寸為5，6，7 mm時(shí)，介質(zhì)尺寸為7 mm條件下的弱磁精礦鐵品位和鐵回收率均為最高；因此，確定適宜的介質(zhì)尺寸為7 mm。

2.2 介質(zhì)充填率條件試驗(yàn)

在磨礦濃度60%、料球比0.8、介質(zhì)尺寸7 mm、攪拌器轉(zhuǎn)速650 r/min、磨礦時(shí)間5 min的條件下，考察不同介質(zhì)充填率對(duì)磁選效果的影響，結(jié)果見圖8。

由圖8可知，當(dāng)攪拌磨機(jī)介質(zhì)充填率由65%增大到80%時(shí)，弱磁精礦鐵品由60.67%增加到63.44%，鐵回收率由94.95%下降到94.66%；當(dāng)攪拌磨機(jī)介質(zhì)充填率繼續(xù)增大到85%時(shí)弱磁精礦鐵品位下降到63.44%，鐵回收率上升到95.19%；介質(zhì)填充率對(duì)整體的鐵回收率影響不大；因此，確定適宜的介質(zhì)充填率為80%。

2.3 磨礦濃度條件試驗(yàn)

在介質(zhì)充填率80%、料球比0.8、介質(zhì)尺寸7 mm、攪拌器轉(zhuǎn)速650 r/min、磨礦時(shí)間5 min的條件下，考察磨礦濃度對(duì)磁選效果的影響，結(jié)果見圖9。

由圖9可見，隨著磨礦濃度的增大，弱磁精礦鐵品位呈上升趨勢(shì)，鐵回收率總體呈下降趨勢(shì)；當(dāng)磨礦濃度由50%上升到70%時(shí)，弱磁精礦鐵品位由63.16%上升至65.30%，鐵回收率由95.01%下降到94.74%；當(dāng)磨礦濃度達(dá)70%時(shí)，弱磁精礦鐵品位依然上升，但鐵回收率下降速率過大，若繼續(xù)增大磨礦濃度會(huì)使鐵回收率過低；綜合分析，適宜的磨礦濃度為70%。

2.4 料球比條件試驗(yàn)

在磨礦濃度70%、介質(zhì)充填率0.80、介質(zhì)尺寸7 mm、攪拌器轉(zhuǎn)速650 r/min、磨礦時(shí)間5 min的條件下，考察料球比對(duì)磁選效果的影響，結(jié)果見圖10。

由圖10可見，隨著料球比的增加，弱磁精礦鐵品位呈下降趨勢(shì)，鐵回收率呈先上升后下降趨勢(shì)；當(dāng)料球比由0.6增大到0.9時(shí)，弱磁精礦鐵品位由65.39%降低到61.55%，鐵回收率由93.31%上升到93.76%；當(dāng)料球比繼續(xù)增大到1.0時(shí)，弱磁精礦鐵品位下降到60.84%，鐵回收率下降到93.47%；為保證弱磁精礦合適的鐵品位和鐵回收率；綜合分析，確定適宜的料球比為0.8。

2.5 磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)

在上述最優(yōu)磨礦操作參數(shù)條件下，考察不同磨礦細(xì)度對(duì)磁選效果的影響，結(jié)果見圖11。

由圖11可見，當(dāng)磨礦細(xì)度-0.043 mm粒級(jí)含量由93.85%增加到95.0%時(shí)，弱磁精礦鐵品位由65.21%上升到67.09%，鐵回收率由92.27%上升到92.43%；當(dāng)-0.043 mm粒級(jí)含量上升到99.33%時(shí)，弱磁精礦鐵品位上升到68.09%，鐵回收率下降到91.84%；當(dāng)-0.043 mm粒級(jí)含量上升到99.58%時(shí)，弱磁精礦鐵品位下降到66.54%，鐵回收率下降到91.60%；當(dāng)-0.043mm粒級(jí)含量為95.20%時(shí)，弱磁精礦鐵品位和鐵回收率均很高；因此，確定適宜的磨礦細(xì)度為-0.043 mm95.20%。

2.6 推薦工藝流程

根據(jù)不同磨礦細(xì)度產(chǎn)品磁選試驗(yàn)結(jié)果，綜合考慮節(jié)能降耗、簡(jiǎn)化現(xiàn)場(chǎng)工藝流程等需求，推薦工藝流程中攪拌磨機(jī)與旋流器形成閉路磨礦，旋流器沉砂返回?cái)嚢枘C(jī)再磨，旋流器溢流（-0.043 mm95%）進(jìn)入下一段磁選作業(yè)，磁選精礦全鐵品位和作業(yè)回收率分別可達(dá)到67.09%和92.43%，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)良好。推薦工藝流程見圖12。

3 結(jié)論

（1）弓長(zhǎng)嶺一段磁選精礦全鐵品位為48.12%，主要鐵礦物為磁鐵礦，含量為56.10%；主要脈石礦物為石英，含量為28.93%。

（2）陶瓷球攪拌磨適宜的磨礦工藝參數(shù)為介質(zhì)尺寸7 mm、攪拌器轉(zhuǎn)速650 r/min、介質(zhì)充填率80%、磨礦濃度70%、料球比0.8。

（3）推薦的工藝流程為球磨+攪拌磨兩段磨選短流程，當(dāng)磨礦細(xì)度為-0.043 mm95.20%時(shí)，磁選可獲得全鐵品位為67.09%、鐵回收率為92.43%的優(yōu)質(zhì)鐵精礦。