CCTS型粗粒磁選機對貧磁鐵礦石的預選效果

常魯平 孫 放 楊任新

（中鋼集團馬鞍山礦山研究院有限公司）

CCTS型粗粒磁選機對貧磁鐵礦石的預選效果

常魯平 孫 放 楊任新

（中鋼集團馬鞍山礦山研究院有限公司）

針對貧磁鐵礦石預先干式磁選拋尾效率較低的問題，中鋼集團馬鞍山礦山研究院有限公司開發了CCTS型濕式永磁滾筒粗粒磁選機，其單機處理能力為150～200 t／h，筒體表面磁感應強度為400～500 mT，入選物料粒度上限可達15 mm。大量的試驗結果表明，CCTS型濕式永磁粗粒磁選機普遍適用于國內外各種貧磁鐵礦石，且拋尾效率明顯高于干式拋尾。在山東華聯礦業股份有限公司、山東富全礦業有限公司李官集鐵礦、山東蒼山鐵礦等多家礦山的工業應用效果展示了CCTS型濕式永磁粗粒磁選機良好的推廣前景。

CCTS型濕式永磁滾筒粗粒磁選機 貧磁鐵礦石 拋尾試驗 工業應用

當前，我國鋼鐵產業受到多重壓力，出現了需求陡勢下滑、價格急劇波動、企業經營艱難的局面，與鋼鐵行業息息相關的冶金礦山行業也面臨著嚴峻的挑戰。在這種情況下，我國冶金礦山行業要實現可持續發展，必須以減少廢棄物排放量、降低能源消耗、提高礦產資源利用率為突破口。

“多碎少磨、早拿早拋”是選礦廠節能降耗、增產增效的重要途徑，也是當今選礦技術的發展方向。隨著高效破碎設備及大型磨礦設備的不斷發展，特別是國外先進破磨設備的大量引進，國內磁鐵礦選廠破碎產品的粒度正在逐步降低，一般可由原來的－20 mm左右降低到12 mm以下。對這種粒度的破碎產品進行預先拋尾，不僅可以提高球磨機的的處理能力和入磨品位，而且拋除的部分粗粒脈石可以作為建筑原料銷售而不用進入尾礦庫，從而大大延長尾礦庫的服務年限。但目前大部分貧磁鐵礦石都是通過干式磁選的方式進行預先拋尾，拋尾效率較低，而中鋼集團馬鞍山礦山研究院有限公司研制的CCTS型順流濕式永磁滾筒粗粒磁選機可有效提高拋尾效率，為更好地利用貧磁鐵礦資源提供了新的途徑。

中鋼集團馬鞍山礦山研究院有限公司自2005年起就致力于CCTS型永磁濕式粗粒磁選機的開發，并于當年研制出2臺規格為φ500 mm×300 mm、筒體表面磁感應強度分別為350 mT和450 mT的實驗室樣機，于2008年實現產業化，如今已形成筒徑在1 000～1 800 mm不等的系列產品，其單機處理能力為150～200 t／h，筒體表面磁感應強度為400～500 mT，入選物料粒度上限可達15 mm。本文介紹CCTS型永磁濕式粗粒磁選機對貧磁鐵礦石的預先拋尾試驗及應用情況。

1 CCTS型濕式粗粒磁選機拋尾試驗

1.1 對張家夏樓貧磁鐵礦石的拋尾試驗

安徽霍邱縣慶發礦業有限責任公司張家夏樓鐵礦是中國五礦集團即將開發的新礦山，其原礦鐵品位和磁性鐵含量分別只有24%和17%左右，為典型的貧磁鐵礦石，在磨選前充分拋尾將是未來選礦廠降低成本的關鍵；其二，霍邱地區地處平原，難以尋找堆存大量尾礦的合適尾礦庫，如何處理尾礦目前已成為令霍邱地區已開發磁鐵礦礦山頭痛的難題；此外，磁鐵礦石預先拋尾產生的粗粒廢石恰好可作為霍邱地區緊缺的建材用骨料。因此，研究合理的拋尾方案對張家夏樓鐵礦的建設、發展具有重要意義。

張家夏樓鐵礦石中金屬礦物主要為磁鐵礦、赤鐵礦（含假象赤鐵礦）、黃鐵礦，有微量褐鐵礦；脈石礦物包括石英、長石（鈉長石、鉀長石）、云母（黑云母、金云母、白云母）、角閃石（陽起石、普通角閃石）、綠泥石、碳酸鹽（方解石、白云石）、滑石、金紅石、鋯石、磷灰石、石榴石等。原礦的化學多元素分析結果見表1，鐵物相分析結果見表2。

表1 張家夏樓鐵礦原礦化學多元素分析結果 %

表2 張家夏樓鐵礦原礦鐵物相分析結果 %

表1表明，張家夏樓鐵礦石中可利用的有價元素只有鐵，沒有其他元素可綜合利用，且有害元素硫、磷含量較低；表2表明，礦石中的鐵主要以磁鐵礦形式存在，其次以硅酸鹽形式存在，磁鐵礦中的鐵占總鐵的69.84%，硅酸鹽中的鐵占總鐵的22.87%，兩者合計占92.71%，其他形式的鐵含量很少。

根據原礦性質，中鋼集團馬鞍山礦山研究院有限公司在進行選礦試驗時擬定了粗、中、細碎分段拋尾的拋尾方案，各段拋尾的給礦粒度分別為200～0、70～0和10～0 mm，其中細碎產品進行干式拋尾和CCTS型磁選機濕式拋尾的對比試驗，以確定細碎產品合適的拋尾設備。

在合適的工藝條件下，張家夏樓鐵礦細碎產品的干式拋尾和CCTS型磁選機濕式拋尾對比試驗結果如圖1所示。

圖1 張家夏樓鐵礦細碎產品拋尾方式試驗結果

由圖1可知，濕式拋尾與干式拋尾的磁性鐵回收率相近（前者為98.83%，后者為98.21%），但濕式拋尾的拋尾產率達27.07%，比干式拋尾的17.14%多出9.93個百分點，入磨礦石鐵品位為33.84%，也比干式拋尾的30.78%高出3.06個百分點（細碎產品的鐵品位為27.4%），證明濕式拋尾的效果明顯優于干式拋尾，可更好地解決原礦品位低、加工成本高、細粒尾礦量大的問題。因此，試驗推薦張家夏樓鐵礦采用CCTS型磁選機對細碎產品進行濕式拋尾。

目前，中鋼集團馬鞍山礦山研究院有限公司正在根據試驗結果為張家夏樓鐵礦進行選礦廠設計。

1.2 對土耳其Hasancelebi貧磁鐵礦石的拋尾試驗

土耳其Maden鐵礦Hasancelebi礦區總計探明鐵礦石儲量約7.37億t，平均磁性鐵含量19.21%～22.60%。1979年俄羅斯某研究院完成了該礦區300萬t／a和600萬t／a選礦、球團廠的可行性研究，2004年土耳其伊斯坦布爾技術大學（Istanbul Technical University）完成了該礦區150萬t／a選礦、球團廠的選礦試驗和可行性研究。2007年土耳其Erdemir公司在開發Hasancelebi礦區前委托中鋼集團馬鞍山礦山研究院有限公司進一步進行了選礦工藝研究，為選礦廠的建設提供技術依據。

土耳其Hasancelebi礦區礦石中金屬礦物包括磁鐵礦、赤鐵礦、假象赤鐵礦、褐鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、菱鐵礦、銳鈦礦等，脈石礦物包括石英、黑云母、碳酸鹽、綠泥石、透閃石、鉀長石、斜長石、普通輝石、白云母、絹云母、磷灰石、黏土等。原礦的化學多元素分析結果見表3，鐵物相分析結果見表4。

表3 Hasancelebi礦區原礦化學多元素分析結果%

表4 Hasancelebi礦區原礦鐵物相分析結果 %

從表3、表4可知：Hasancelebi礦區鐵礦石是以磁鐵礦為主的鐵礦石，但磁性鐵含量很低，僅15.60%；礦石中的主要雜質是SiO2、Al2O3。

根據原礦性質，中鋼集團馬鞍山礦山研究院有限公司在進行選礦試驗時擬定了中碎產品通過干式磁選進行拋尾，干式磁選粗精礦細碎（12～0 mm）或高壓輥磨（3～0 mm）后采用CCTS型磁選機進行濕式拋尾的拋尾試驗方案。

在合適的工藝條件下，Hasancelebi礦區鐵礦石細碎產品和高壓輥磨產品的CCTS型磁選機濕式拋尾對比試驗結果如圖2所示。

由圖2可知，高壓輥磨產品濕式拋尾的精礦鐵品位和磁性鐵回收率與細碎產品的相當，且拋尾產率比細碎產品的多1.52個百分點（前者為35.21%，后者為33.69%），說明CCTS型濕式粗粒磁選機不僅適用于細碎產品，而且對于高壓輥磨產品也有極好的適用性。

根據試驗結果，結合高壓輥磨的高效、節能特點，中鋼集團馬鞍山礦山研究院有限公司最終推薦土耳其Maden鐵礦Hasancelebi礦區選礦廠采用中碎產品干式拋尾—高壓輥磨—高壓輥磨產品濕式拋尾—階段磨選工藝流程。

1.3 對其他貧磁鐵礦石的拋尾試驗

除慶發礦業張家夏樓鐵礦和土耳其Maden鐵礦Hasancelebi礦區貧磁鐵礦石的濕式拋尾試驗之外，中鋼集團馬鞍山礦山研究院有限公司還采用φ500 mm×300 mm實驗室用CCTS型粗粒磁選機（見圖4）對馬鋼鐘九鐵礦、馬鋼張莊鐵礦、昆鋼大紅山鐵礦、廬江龍橋鐵礦、山東勝宏礦業毛家坦鐵礦、許昌鐵礦、亞美尼亞Hrazdan鐵礦、智利Santa鐵礦等眾多鐵礦的貧磁鐵礦石進行了濕式預選拋尾試驗。大量試驗結果表明，CCTS型永磁濕式粗粒磁選機普遍適用于國內外各種貧磁鐵礦石，可明顯提高這些礦石的預選拋尾效率，從而為礦山帶來更大的經濟效益。

圖3 實驗室用CCTS型粗粒磁選機

2 CCTS型濕式粗粒磁選機的工業應用

山東華聯礦業股份有限公司四選廠年處理鐵品位在28%左右的貧磁鐵礦石120萬t，現場細碎產品（－10 mm）原來采用1臺干式磁選機進行預先拋尾。2011年11月至2012年3月，1臺CCTSφ1 200 mm×3 000 mm濕式永磁粗粒磁選機在華聯礦業四選廠替代原干式磁選機進行了為期4個月的拋尾工業試驗，取得成功后隨即投入了生產應用。生產指標統計結果表明，CCTSφ1 200 mm×3 000 mm濕式永磁粗粒磁選機替代原干式磁選機后，選礦廠原礦處理量平均增長了15%（18萬t／a）左右，入磨礦量平均減少了18%（22萬t／a）以上，且預選粗精礦的磁性鐵回收率超過99%，而預選尾礦的磁性鐵損失率不到1%。

經濟效益分析結果顯示，華聯礦業四選廠采用CCTSφ1 200 mm×3 000 mm濕式永磁粗粒磁選機進行改造后。每年可新增鐵精礦銷售收入5 324.40萬元，除去設備投資成本、新增水耗電耗、新增礦石破碎成本（原礦處理量增加所致）等，每年新增利潤在2 193.12萬元，經濟效益明顯。

同時，對CCTSφ1 200 mm×3 000 mm濕式永磁粗粒磁選機所拋出的尾礦進行粒度篩析發現，每年可從中分離出約14.4萬t的＋1 mm粗粒級用于建材，從而延長尾礦庫的服務年限。

CCTSφ1 200 mm×3 000 mm永磁濕式粗粒磁選機在華聯礦業四選廠的運行實況見圖4。

圖4 CCTS型磁選機在華聯礦業四選廠的運行實況

除山東華聯礦業股份有限公司四選廠外，CCTS型永磁濕式粗粒磁選機還在中鋼集團山東富全礦業有限公司李官集鐵礦及山東蒼山鐵礦選礦廠等企業得到了推廣，也都取得了很好的應用效果。

3 結 語

（1）由中鋼集團馬鞍山礦山研究院有限公司研制的CCTS型順流濕式永磁滾筒粗粒磁選機專用于貧磁鐵礦石入磨前的預選拋尾作業，其單機處理能力為150～200 t／h，筒體表面磁感應強度為400～ 500 mT，入選物料粒度上限可達15 mm，且拋尾產率高、磁性鐵損失率低。

（2）大量的試驗結果表明，CCTS型濕式永磁粗粒磁選機普遍適用于國內外各種貧磁鐵礦石，且拋尾效率明顯高于干式拋尾。

（3）CCTS型濕式永磁粗粒磁選機在山東華聯礦業股份有限公司、山東富全礦業有限公司李官集鐵礦、山東蒼山鐵礦等多家貧磁鐵礦山的選礦廠都取得了很好的工業應用效果，其中華聯礦業四選廠采用CCTSφ1 200 mm×3 000 mm濕式永磁粗粒磁選機后，原礦處理量平均增長了15%左右，入磨礦量平均減少了18%以上，每年可新增利潤2 193.12萬元，并可使尾礦庫的服務年限得到延長，從而展示了CCTS型濕式永磁粗粒磁選機良好的推廣前景。

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Pre-concentration Effect of CCTS-type M agnetic Separator for Coarse Particle to Lean M agnetite Ore

Chang Luping Sun Fang Yang Renxin
（Sinosteel Maanshan Institute of Mining Research Co.，Ltd.）

In view of low efficiency in dry magnetic pre-concentration for tailing discarding of lean magnetite ore，CCTS-type wet permanent drum magnetic separator for coarse particleswith capacity of150～200 t／h，magnetic strength of the cylinder surface of400～500 mT，maximum feed particle up to 15 mm has been developed by Sinosteel Maanshan Institute ofMining Research Co.，Ltd..A number of experimental results showed that CCTS-typewet permanentdrum magnetic separator for coarse particles can be widely used in various poormagnetite ore at domestic，and the wet tailing discarding is significantlymore efficient than dry ones.The industrial application in Shandong Hualian Mining Co.，Ltd.，Liguanji Iron Mine of Shandong Fuquan Mining Co.，Ltd.，Shandong Cangshan Iron Mine，indicated that CCTS-type wet permanent drum magnetic separator for coarse particles owned a good promotion prospect.

CCTS type wet permanent drum magnetic separator for coarse particle，Leanmagnetite ore，Tailing discarding test，Industrial application

2013-08-10）

常魯平（1988—），男，碩士研究生，243000安徽省馬鞍山市經濟技術開發區西塘路666號。