和尚橋選礦廠中碎大塊干選拋尾改造實踐

曹 兵 鄒宗彬

（馬鋼集團南山礦業公司，安徽馬鞍山243000）

馬鋼和尚橋選礦廠于2013年建成投產，年設計處理能力500萬t，所處理的磁鐵礦石來自和尚橋采場，礦石具有品位低、粉礦多、粘性大的特點。由于入選礦石品位低、選礦比大，選礦成本較高，導致尾礦量增加，尾礦濃密機長期超負荷運行。為解決該問題，選礦廠開展了中碎產品大塊干選拋尾技術攻關，以期實現提前拋尾，提高高壓輥磨及其后續選別系統的給礦品位，降低磨選成本，減少進入濃密機的尾礦量，從而降低濃密機負荷，確保選礦廠高效、低成本、平穩運行。

1 試樣

試樣為選礦廠中碎產品（圖1），粒度為70～0 mm，篩析結果見表1。

由表1可知，試樣鐵品位較低，粉礦占有率較高，其中-5 mm粒級含量達22.22%；鐵在細粒級有明顯的富集現象，但-1 mm粒級磁性鐵品位明顯偏低，表明礦石的風化、氧化導致了磁鐵礦的氧化［1］。

2 試驗方案與設備

2.1 試驗方案

為了確定適應現場生產的高效大塊預選設備及其工作參數，對CTX0812型磁滾筒（旋轉磁場）和CTDG1210型磁滑輪（固定磁場）的預選效果進行了比較試驗。

2.2 試驗設備

2.2.1 CTX系列磁滾筒

CTX系列磁滾筒是一種新型中強磁場干式粗粒拋尾設備，又可稱為快速磁翻轉磁滾筒［2］。快速磁翻轉磁滾筒利用磁系與頭輪的反向運動實現皮帶上物料的翻轉，使磁性物料更貼近筒體，排擠出裹挾在磁性物料間的非磁性物料，從而達到強化磁性物料和非磁性物料分離效果的目的。其結構示意及分選原理見圖2。

輸送皮帶2安裝在主動輪1和外筒體3外表面，主動輪1通過輸送皮帶2帶動外筒體3轉動，磁系5安裝在內筒體4外表面（二者的聯合體簡稱磁性托輥），磁系5隨著內筒體4一起轉動。內筒體4由另外的傳動系統帶動，內筒體4的轉動方向和外筒體3相反［3］。

2.2.2 CTDG系列磁滑輪

磁滑輪是一種經典的中強磁場干式粗粒拋尾設備，幾十年來，廣泛應用于廢石混入率較高的磁鐵礦石的干式粗粒預選［4］。磁滑輪對礦石進行分選時，均勻平鋪在給礦皮帶上的礦石隨皮帶運轉到磁力滾筒作用區，當磁場對非磁性或磁性很弱的礦物顆粒的磁力無法抵抗離心力和重力作用時，會在慣性作用下拋離磁滾筒外的皮帶，落入廢石收集漏斗；而磁性較強的礦物顆粒所受到的強大磁力可以克服離心力和重力作用，被吸附在皮帶上，并隨皮帶運動到磁力滾筒下部的無磁區，在重力作用下落入精礦漏斗［5］。其結構及工作原理見圖3。

3 試驗結果與討論

3.1 CTX0812磁滾筒干拋試驗

根據磁滾筒的性能特點可知，磁性托輥的轉速是影響分選效果的關鍵因素［6］。因此，在確定了磁滾筒分選區筒表磁場強度為358.28 kA/m，分礦板距磁滾筒中心水平距離300 mm位置，皮帶速度2.5 m/s的情況下，采用1次選別流程，進行了磁性托輥轉速試驗，結果見表2。

由表2可以看出，磁性托輥轉速變小，干選精礦全鐵品位提高、全鐵回收率上升［7］。因此，磁性托輥轉速宜為0，對應的拋尾產率為21.13%，干選精礦全鐵品位為21.06%、回收率為86.72%，均為本組試驗的最大值；干選尾礦全鐵品位為12.04%、磁性鐵品位為2.72%，均為本組試驗的最小值。

3.2 CTDG1210磁滑輪干拋試驗

影響CTDG系列磁滑輪干選效果的主要因素有磁滾筒分選區筒表磁場強度和皮帶帶速。根據以往的經驗，擬定了不同的磁場強度和帶速組合，試驗采用1次選別流程，結果見表3。

由表3可以看出：在相同磁場強度下，帶速越大，拋尾產率越大，干選精礦品位和尾礦品位越高；在相同帶速情況下，磁場強度越大，尾礦產率和尾礦品位越低，精礦品位越低、精礦回收率越高［8］。綜合考慮，認為磁場強度以437.90 kA/m、帶速以2.4 m/s為佳。

4 CTDG1220型磁滑輪應用實踐

4.1 工藝改造

從試驗結果看，CTDG系列磁滑輪與CTX系列磁滾筒相比，在拋尾產率相當的情況下，不僅磁滑輪干拋尾礦品位略低、金屬損失率略小，而且磁滑輪還具有結構更簡單，使用可靠性更高，后期維護難度更小，臺時處理能力更大，電耗更低等優點；此外，現場場地不足以布置2臺磁滾筒。因此，最終選擇采用1臺CTDG1220型磁滑輪進行大塊干式預選拋尾。選礦廠利用月度檢修時間完成了磁滑輪替代輸送中碎產品的29號膠帶機機頭的改造（圖4），磁滑輪筒表的磁場強度為437.90 kA/m，最大處理能力可達1 300 t/h。

4.2 改造后的生產實踐

4.2.1 生產指標

改造后，設備運行平穩，流程順暢、穩定。生產指標考查結果見表4。

從表2可以看出，采用CTDG1220型磁滑輪進行大塊干式預選拋尾，可拋出產率12.38%、全鐵品位10.31%、磁性鐵品位0.80%的廢石；干拋精礦全鐵品位20.00%、磁性鐵品位7.29%、全鐵回收率達93.21%、磁性鐵回收率達98.42%。

4.2.2 經濟技術分析

和尚橋選礦廠的年原礦處理量按2019年的600萬t/a計，中碎產品干拋產率按12.38%計，選礦廠年生產尾礦：600萬t/a×12.38%＝74.28萬t/a。

（1）中碎產品預先拋尾后，后續作業處理物料量大幅下降，節約礦石加工成本。和尚橋選礦廠原礦加工成本（扣除粗、中碎作業后）按10元/t計，節約成本：10 元/t×74.28 萬t/a＝742.8 萬元/a。

（2）干拋尾礦作為砂石骨料銷售新增的銷售收入即為利潤。干拋尾礦銷售價格按40元/t計，新增利潤：40 元/t×74.28 萬t/a＝2 971.2 萬元/a。

（3）中碎產品拋尾后，細粒尾礦處理量減少不僅提高了尾礦濃縮系統的穩定性，且帶來了生產成本的下降。尾礦濃縮與輸送費用按1元/t計，年生產成本下降：1 元/t×74.28 萬t/a＝74.28 萬元/a。

（4）設備折舊攤銷與運行費。設備折舊20萬元/a，皮帶損耗10萬元/a，電耗30萬元/a，合計60萬元/a。

綜上所述，采用CTDG1220型磁滑輪對中碎產品進行大塊干式預選，可產生經濟效益：（2 971.2+742.8+74.28-60）萬元/a=3 728.28 萬元/a。

5 結論

（1）馬鋼和尚橋選礦廠中碎產品鐵品位較低，粉礦占有率較高（-5 mm粒級含量達22.22%），鐵在中細粒級有明顯的富集現象，但-1 mm粒級磁性鐵品位明顯偏低。在原礦處理量不斷增加的情況下，中碎后續系統處于超負荷狀態，嚴重影響選礦廠生產的穩定。

（2）在條件試驗基礎上，選用CTDG1220型磁滑輪對現場中碎產品進行了干式預選拋尾工藝改造。系統投產后可拋出產率12.38%、全鐵品位10.31%、磁性鐵品位0.80%的廢石；干拋精礦全鐵品位20.00%、磁性鐵品位7.29%、全鐵回收率達93.21%、磁性鐵回收率達98.42%。該大塊干式預選提高后續作業礦石鐵品位1.20個百分點。

（3）每年產出74.28萬t廢石可作為砂石骨料銷售。

（4）系統投產后創造經濟效益3 728.28萬元/a。