TM系列塔磨機(jī)在某磁鐵礦鐵精粉細(xì)磨再選工藝中的應(yīng)用

韓　呈　馬　超　馬明楠　張　旭

(1.中鋼集團(tuán)安徽天源科技股份有限公司；2.河鋼集團(tuán)礦業(yè)公司承德柏泉鐵礦;3.鞍鋼集團(tuán)鞍千礦業(yè)有限責(zé)任公司)

安徽霍邱鐵礦屬于鞍山式鐵礦(沉積變質(zhì))，存儲(chǔ)量約為20億t以上，屬于國(guó)家大型鐵礦基地，是安徽省唯一的特大型鐵礦。整個(gè)鐵礦呈層狀，礦石以磁鐵礦和鏡鐵礦為主。磁鐵礦石廣泛分布于片巖、片麻巖層中，而鏡鐵礦分布于片巖、白云巖和大理巖中[1]。

目前，主要磁選、重選和強(qiáng)磁選相結(jié)合的方式可以獲得鐵品位64%以上的鐵精礦粉。同時(shí)，精礦粉中的硫、磷含量比較低，是非常優(yōu)質(zhì)的煉鋼資源[2]。

某磁鐵礦為了進(jìn)一步提高精礦粉品位，綜合考慮增加一段磨礦工藝的能源消耗、占地面積及生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)化等經(jīng)濟(jì)因素，選用了中鋼集團(tuán)安徽天源科技股份有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)的TM200-1.5塔磨機(jī)與該磁鐵礦選礦廠的鐵精粉進(jìn)行了細(xì)磨再選工藝研究，以期達(dá)到降本增效的目的。

1　TM系列塔磨機(jī)工作原理

TM系列塔磨機(jī)為采用立式垂直安裝、并帶有螺旋攪拌的超細(xì)磨設(shè)備，設(shè)備占地面積較小。磨機(jī)工作時(shí)，磨礦介質(zhì)依靠螺旋葉片的反螺旋作用帶動(dòng)從上到下循環(huán)運(yùn)動(dòng)，對(duì)加入的物料進(jìn)行研磨。同時(shí)，物料從磨機(jī)下部或中部給入，經(jīng)研磨后合格粒級(jí)在水力分級(jí)、反螺旋攪拌的共同作用下分離出來，并通過磨機(jī)頂部溢流口流出。同時(shí)，塔磨機(jī)能有效研磨物料并避免過磨現(xiàn)象[3-4]。

2　TM系列塔磨機(jī)結(jié)構(gòu)

TM塔磨機(jī)主要由傳動(dòng)系統(tǒng)、筒體、螺旋攪拌器組成[5-6]，具體結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1　TM系列塔磨機(jī)結(jié)構(gòu)示意

3　TM系列塔磨機(jī)在鐵精礦細(xì)磨再選工藝中的應(yīng)用

3.1　鐵精粉性質(zhì)

試樣取自現(xiàn)場(chǎng)磁選后的最終精礦粉，經(jīng)烘干、縮分、取樣后，鐵物相分析結(jié)果見表1。采用φ200 mm標(biāo)準(zhǔn)篩對(duì)其進(jìn)行粒度篩析，篩析結(jié)果見表2。

表1　鐵精粉鐵物相分析結(jié)果　%

由表1可知，鐵精粉中全鐵含量為64.14%，可回收利用的鐵礦物主要是磁性鐵礦物，其含量為54.98%，占總鐵金屬分布率的85.72%，還有部分鐵礦物以弱磁性的赤褐鐵礦及非磁性的碳酸鐵等形式存在，其含量為9.09%，占有率為14.17%，難以回收，對(duì)提高最終鐵精粉的全鐵品位較為不利。

表2　鐵精粉粒度篩析結(jié)果

由表2可知，該鐵精粉中+75 μm粒級(jí)含量占32.16%、全鐵分布率占30.38%，全鐵品位為60.59%；+45 μm粒級(jí)含量占52.26%、全鐵分布率占50.32%，全鐵品位為61.76%；-45 μm粒級(jí)含量47.74%、全鐵分布率占49.68%，全鐵品位為66.74%；綜上可見：隨著原礦礦石粒度的減小，礦石全鐵品位升高，說明原礦粗粒級(jí)中脈石含量較高，從而降低了粗粒級(jí)礦石的全鐵品位；由此可見，增加磨礦細(xì)度，可使粗粒級(jí)礦物進(jìn)一步解離。

3.2　TM系列塔磨機(jī)磨礦試驗(yàn)

現(xiàn)場(chǎng)取最終鐵精粉試樣(-0.074 mm 67.84%)利用TM200-0.75塔磨機(jī)進(jìn)行開路細(xì)磨工業(yè)試驗(yàn)，尋找適合的細(xì)磨產(chǎn)品粒度，利用磁選進(jìn)一步提高最終鐵精礦中的鐵品位，并兼顧鐵回收率，磨礦粒度分析結(jié)果見表3，磨礦曲線見圖2。

由圖2可見，隨著磨礦細(xì)度的增加，磨礦效率減小；當(dāng)磨礦時(shí)間為36.6 min時(shí)，磨礦產(chǎn)品-45 μm粒級(jí)含量為90%；當(dāng)磨礦時(shí)間為49.7 min時(shí)，磨礦產(chǎn)品-45 μm粒級(jí)含量為95%。

表3　磨礦粒度分析結(jié)果

圖2　磨礦曲線

選取45 μm為參考粒級(jí)，考察塔磨機(jī)磨礦功耗，考察結(jié)果見表4、圖3。

表4　塔磨機(jī)磨礦功耗測(cè)試結(jié)果

圖3　磨礦功耗試驗(yàn)結(jié)果

由表4、圖2可知，隨著磨礦細(xì)度的增加，磨礦功耗呈指數(shù)性增大；繼續(xù)提高磨礦細(xì)度，會(huì)極大的增加磨礦功耗，不符合節(jié)能降耗的生產(chǎn)理念。

3.3　鐵精粉磁選試驗(yàn)

采用TM200-0.75塔磨機(jī)分別將鐵精粉磨至-45 μm含量占90%、95%，應(yīng)用φ400 mm×300 mm濕式磁選機(jī)在不同的磁場(chǎng)強(qiáng)度下進(jìn)行1次磁選試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

由表5可知，隨著磨礦細(xì)度的增大，磁選精礦全鐵品位、磁性鐵品位、磁性鐵回收率升高，精礦全鐵回收率降低；隨著磁選場(chǎng)強(qiáng)的提高，精礦全鐵、磁性鐵品位降低，回收率升高，但提升效果不明顯；當(dāng)磨礦細(xì)度為-45 μm 95%、磁場(chǎng)強(qiáng)度為111.46 kA/m時(shí)，可獲得全鐵品位為68.11%，磁性鐵回收率為98.43%的合格鐵精礦。

表5　磁選試驗(yàn)結(jié)果

3.4　鐵精粉磨礦流程選擇

通過上述試驗(yàn)可知，該鐵精粉-45 μm粒級(jí)含量為47.74%，當(dāng)磨礦產(chǎn)品-45 μm粒級(jí)含量為95%時(shí)，通過磁選試驗(yàn)方可獲得全鐵品位≥68%的合格精礦，因此可采用一段閉路—檢查分級(jí)的磨礦流程，磨礦流程見圖4。

4　結(jié)　語(yǔ)

(1)某磁鐵礦通過TM200-0.75塔磨機(jī)試驗(yàn)可知，該鐵精粉采用一段閉路分級(jí)磨礦—一段磁選的工藝流程，在磨礦作業(yè)應(yīng)用TM系列塔磨機(jī)細(xì)磨后，可獲得鐵品位為68.11%和鐵回收率為98.43%以上的鐵精粉；說明塔磨機(jī)對(duì)該選廠鐵精粉品位的提升具有非常大的作用。

圖4　磨礦流程

(2)TM200-0.75塔磨機(jī)具有節(jié)能降耗、磨礦效果好等優(yōu)點(diǎn)，其推廣應(yīng)用前景廣闊。

[1]郭先寶.霍邱鐵礦資源合理開發(fā)與環(huán)境保護(hù)[J].低碳世界，2014(11):191-192.

[2]司曉龍，嚴(yán)曉東.某磁鐵礦細(xì)磨工藝研究[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2016(11):106-107.

[3]莫列爾S，王純萍.總體平衡模型在塔磨機(jī)超細(xì)磨中的應(yīng)用[J].國(guó)外金屬礦選礦，1994(5):10-17.

[4]張建康，陳麗媛.某細(xì)粒鐵礦石細(xì)磨工藝試驗(yàn)研究[J].礦業(yè)工程，2015，13(1):24-26.

[5]韓呈，陳來保，桂志成.TM系列大型塔磨機(jī)的研發(fā)及其在磨礦工藝中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2016(9):267-268.

[6]陳來保，謝藹詳，闞延松.TM系列塔磨機(jī)在某銅礦細(xì)磨再選工藝中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代礦業(yè)， 2017(3):191-192.