梅山鐵礦弱磁工藝現狀分析及改造實踐

張祖剛 劉安平 衣德強

(南京梅山冶金發展有限公司礦業分公司)

?

梅山鐵礦弱磁工藝現狀分析及改造實踐

張祖剛 劉安平 衣德強

(南京梅山冶金發展有限公司礦業分公司)

針對梅山鐵礦降磷弱磁工藝存在的問題，為提高弱磁機的選別精度，開展了礦石性質和選別指標考查，進行了不同規格筒式弱磁選機試驗，采用ZCS1545順流型永磁筒式磁選機對弱磁工藝流程進行了大型化改造。生產取樣對比考查結果表明：采用ZCS1545順流型永磁筒式磁選機可獲得精礦品位和回收率雙提高的選別指標，弱磁精礦鐵品位提高了3.15個百分點，鐵回收率提高了1.48個百分點。

弱磁機 大型化 回收率 選別指標

梅山鐵礦的礦體集中、儲量大、品位高、自熔性好，有用礦物主要有磁鐵礦、赤鐵礦和菱鐵礦，但含有硫、磷鋼鐵冶煉的有害雜質，屬難選的混合鐵礦石[1-2]。選礦廠采用磁選重選預選工藝拋尾，得到的預選精礦經細碎篩分和2段閉路磨礦分級后，2次分級溢流用反浮選法脫硫，對選硫后的槽底鐵精礦采用弱磁和強磁降磷工藝進行提鐵降磷，得到鐵品位高于57%的最終鐵精礦。隨著井下原礦開采深度的下降和進入礦體邊部，嵌布粒度變細，礦物組分發生變化，導致弱磁機的精礦品位下降，回收率不高。因此，提高弱磁機的選別精度，以利弱磁性礦物的多回收顯得尤為重要[3-4]。

1 礦石性質與工藝流程

1.1 弱磁給礦礦石性質

梅山鐵礦反浮選脫硫后的槽底鐵精礦(即弱磁給礦)的粒度分析表明，-0.074 mm粒級的含量在65%左右。弱磁給礦中主要鐵礦物為磁鐵礦、假象赤鐵礦、半假象赤鐵礦、赤鐵礦和菱鐵礦，含有少量的黃鐵礦、褐鐵礦和硅酸鐵。弱磁給礦多元素分析結果見表1，弱磁給礦鐵物相分析結果見表2。

表1 弱磁給礦多元素分析結果 %

由表1可知，弱磁給礦鐵品位不高，雜質主要有SiO2和CaO，S、P品位也較高。

表2 弱磁給礦鐵物相分析結果 %

由表2可知，給礦中鐵主要集中在磁鐵礦、赤鐵礦和菱鐵礦中，占比為96.83%；其中磁鐵礦回收容易，赤鐵礦和菱鐵礦由于磁性很弱，菱鐵礦中含有鐵白云石品位低且與赤鐵礦緊密共生，赤鐵礦和菱鐵礦分離回收難度大。

1.2 弱磁選工藝流程

梅山選礦降磷系統包括弱磁和強磁兩種工藝，分別選出其中的強磁性鐵礦物和弱磁性鐵礦物。弱磁工藝采用弱磁粗選和弱磁掃選，共配置8個系列16臺CTSφ1 050 mm×2 400 mm筒式磁選機，粗選精礦和掃選精礦合并作為弱磁精礦，弱磁掃選尾礦經φ50 m濃縮池濃縮后，經強磁選選別回收弱磁性礦物。弱磁工藝流程見圖1。

圖1 梅山鐵礦弱磁選工藝流程

2 弱磁選存在的問題

弱磁選工藝生產過程中存在以下問題：

(1)由于φ1 050 mm×2 400 mm弱磁機處理能力小、設備臺套多，生產中礦漿量分配不均勻，槽體經常漫礦，導致選別不穩定，產品指標波動大，弱磁精礦中脈石夾雜，精礦品位降低，影響后道強磁工序對弱磁性礦物的回收量。

(2)采用槽體底部閘閥調節液面的結構形式，現場工人操作不方便，造成磁選機液位不穩定，降低了選別精度。

(3)在排尾過程中，礦漿中產生向下的流體力，部分強磁性礦物尚未吸附即被帶入尾礦中，造成尾礦中磁鐵礦含量高，尾礦鐵品位高。

(4)由于梅山鐵礦磨礦產品粒度較粗，-0.074 mm粒級含量僅在65%左右，φ1 050 mm×2 400 mm弱磁選機筒徑偏小，分選帶短，磁場梯度和磁場深度不足，對粒度較粗的強磁性礦物回收效果不好，部分可選金屬流失，金屬回收率低，且易造成強磁機介質盒堵塞，影響強磁選別效果和選別精度。

對原流程弱磁尾礦取樣進行鐵物相分析，分析結果見表3。

表3 弱磁尾礦鐵物相分析結果 %

由表3可知，弱磁尾礦中磁鐵礦鐵品位為4.29%，進入強磁機容易附著在介質棒上難以卸礦，造成介質盒堵塞影響選別指標，提高弱磁精礦品位和充分回收弱磁性礦物以減少弱磁尾礦中磁鐵礦含量是弱磁選的主要方向。

3 弱磁選改造方案與指標對比

3.1 弱磁選改造方案

為提高弱磁選效果，針對原弱磁選存在的弱磁精礦品位低，弱磁性礦物回收率不高，弱磁尾礦中磁鐵礦含量偏高等問題，經過技術經濟綜合比較，決定選用目前規格最大的順流型CTS1545永磁筒式磁選機。該磁選機筒體直徑為1 500 mm，長度為 4 500 mm，干礦處理量達130～250 t/h，礦漿通過量達380 m3/h以上，分選帶長且具有較高的磁場梯度和磁場深度。弱磁選工藝保持弱磁1粗1掃工藝流程，使用4個系列8臺大型CTS1545磁選機代替8個系列16臺CTS1024永磁筒式磁選機進行技術改造。設計工藝數質量流程見圖2。

圖2 設計工藝數質量流程

3.2 弱磁選改造指標對比

CTS1545大型弱磁機安裝1個系列后，與CTS1024永磁筒式磁選系列立即進行了指標對比，現場平行取樣對比，給礦量按照設備額定處理量3∶1控制，粗選磁場強度為159.23 kA/m，掃選磁場強度為238.85 kA/m，試驗結果見表4。

表4 2種弱磁機選別指標對比 %

產品名稱CTS1545鐵品位鐵回收率產率CTS1024鐵品位鐵回收率產率給礦46．6846．21粗選精礦64．0866．3348．3263．2761．6245．00粗選尾礦30．4132．25掃選精礦47．072．502．4844．655．735．94掃選尾礦29．5730．75綜合精礦63．2568．8350．8060．1067．3550．40

由表4可知，在弱磁精礦產率相近的情況下，CTS1545系列弱磁選綜合精礦鐵品位為63.25%，較CTS1024系列提高3.15個百分點，粗選精礦產率高達48.32%，掃選精礦品位為47.07%，說明掃選精礦中雜質含量低，選別精度高；CTS1024弱磁機粗選精礦鐵品位、產率偏低，掃選精礦產率較高且鐵品位只有44.65%，說明在掃選過程中，CTS1024弱磁機選別精度低，精礦中含有低品位夾雜物較多，影響弱磁綜合精礦鐵品位。

由于順流型CTS1545永磁筒式磁選機采用自動調節液面的結構形式，底部尾礦出口不需要調節閥門，液面自動保持在適當的高度，方便職工操作調節，使得CTS1545弱磁系列的金屬回收率達到68.83%，較CTS1024弱磁系列提高1.48個百分點。指標對比表明，CTS1545弱磁機的選別精度和金屬回收率都優于CTS1024弱磁機，且達到了技術改造的設計指標。

4 結 語

(1)梅山鐵礦弱磁選工藝流程考查對比表明，梅山鐵礦選礦廠采用CTS1545順流型永磁筒式磁選機大型化改造后，有利于充分選別回收強磁性鐵礦物，弱磁系統可獲得精礦鐵品位和回收率雙提高的選別指標。

(2)順流型CTS1545永磁筒式磁選機采用自動調節液面的結構形式，底部尾礦出口不需要調節閥門，液面自動保持在適當的高度，簡單可靠有利于遠程集中管理和操作，可有效降低崗位勞動強度，減少備件材料消耗，具有節能降本效應。

(3)順流型CTS1545永磁筒式磁選機具有分選帶長且較高的磁場梯度和磁場深度，在弱磁精礦產率相近的情況下，CTS1545弱磁機粗掃選綜合精礦鐵品位為63.25%，較CTS1024弱磁機精礦鐵品位提高3.15個百分點，在精礦品位達到57%的情況下，有益于強磁機多回收低品位的弱磁性礦物。

(4)建議后期深入研究礦石性質和礦物解離度、磨礦細度之間的相關關系，適時調整工藝參數，以改善選別指標，進一步降低鐵精礦中的硫、磷有害雜質含量和提高金屬回收率。

[1] 胡義明．梅山鐵礦鐵精礦降硅選礦試驗[J].金屬礦山，2013(8)：47-52．

[2] 楊 龍．鐵精礦選礦降磷工藝優化研究[D].西安：西安建筑科技大學，2003：50-52．

[3] 南京梅山冶金發展有限公司.一種鐵礦石提鐵降硅工藝：中國，201510432703.6[P].2015-07-22.

[4] 牛福生，張晉霞，劉淑賢，等.鐵礦石選礦技術[M].北京:冶金工業出版社：60-72．

2016-09-10)

張祖剛(1970—)，男，高級工程師，210041 江蘇省南京市雨花區西善橋。