快速磁翻轉(zhuǎn)高場強(qiáng)磁滾筒在研山鐵礦的應(yīng)用

河北鋼鐵集團(tuán)司家營研山鐵礦有限公司北區(qū)分公司 河北唐山 063700

研山鐵礦屬于“鞍山式”沉積變質(zhì)鐵礦床，礦區(qū)內(nèi)的礦石為低硫磷、貧磁鐵礦。因礦石貧化率高，在開采過程中有大量的圍巖和夾石混入礦石之中，造成入選礦石品位波動大，影響生產(chǎn)指標(biāo)，要保證選礦廠有較高的經(jīng)濟(jì)效益[1]，必須在大量廢石進(jìn)入正式選別作業(yè)之前將其有效拋出。

研山鐵礦共有 3 個選礦系列，其中一、二系列為氧化礦系列，采用粗碎、中碎篩分閉路、高壓輥磨篩分閉路破碎流程；三系列為磁鐵礦系列，采用粗碎、中碎篩分閉路、干選—高壓輥磨篩分閉路破碎流程。根據(jù)采場礦石分布情況及整體規(guī)劃，采出礦石由地表氧化礦向深部原生礦逐漸過渡，因而該選礦廠將二系列氧化礦加工流程改為磁鐵礦加工過渡流程。為保證改造后的干選效果，筆者對二系列干選機(jī)的選擇及使用進(jìn)行了相關(guān)研究。

1 礦石性質(zhì)

1.1 礦石化學(xué)成分及鐵物相分析

原礦的化學(xué)多元素分析結(jié)果和鐵物相分析結(jié)果分別如表 1、2 所列。

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果Tab.1 Chemical multi-element analysis results of raw ore %

表2 原礦物相分析結(jié)果Tab.2 Phase analysis results of raw ore %

由表 1、2 可知，磁鐵礦原礦品位為 24.97%；鐵礦物以磁性鐵為主，占 81.10%，硅酸鐵和碳酸鐵含量之和為 10.61%，赤鐵礦含量為 8.29%。

1.2 礦石礦物組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及嵌布特征

礦石中的鐵礦物組成較為復(fù)雜，其中有用鐵礦物主要是磁鐵礦，含有少量的赤鐵礦、菱鐵礦、硅酸鐵以及極少量的褐鐵礦。脈石礦物主要有石英、透閃石、綠泥石、白云石，此外還含有少量的鉀長石、藍(lán)閃石、方解石、透長石等。礦石的結(jié)構(gòu)比較簡單，以中-粗粒狀變晶結(jié)構(gòu)、片狀變晶結(jié)構(gòu)為主，部分可見碎裂結(jié)構(gòu)和包裹體結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造多為粗-中條帶狀構(gòu)造和塊狀構(gòu)造。礦物嵌布粒度比較粗，鐵礦物嵌布粒度在 55 μm 以上，脈石礦物嵌布粒度在 70 μm 以上，微細(xì)粒級礦物含量較少。

該選礦廠三系列采用 CT1218 磁滾筒進(jìn)行預(yù)先拋尾，干選給料粒度為 0～50 mm。由于干選給料粗細(xì)不均勻，干選料層厚度較大，同時磁滾筒磁場強(qiáng)度比較弱，磁翻轉(zhuǎn)次數(shù)較少，導(dǎo)致磁性產(chǎn)品和非磁性產(chǎn)品不能有效分離，混雜嚴(yán)重；尤其是當(dāng)?shù)V石磁性率較低時，分選精度和甩尾產(chǎn)率均較低，干選效果不夠理想。因此，二系列的工藝改造擬采用新型快速磁翻轉(zhuǎn)高場強(qiáng)磁滾筒，以保證選別效果。

2 磁滾筒特點(diǎn)及原理

與常規(guī)磁滾筒相比，快速磁翻轉(zhuǎn)高場強(qiáng)磁滾筒采用磁包角為 360°的獨(dú)特磁系設(shè)計(jì)，沒有漏磁區(qū)域。分選原理如圖 1 所示。磁鐵的極性在圓周方向依次交替排列，磁力沿磁力線發(fā)生強(qiáng)烈排斥、擠壓和聚集，有的區(qū)域磁場強(qiáng)度特別高，有的區(qū)域磁場強(qiáng)度比較低。當(dāng)外筒體和內(nèi)筒體轉(zhuǎn)動時，磁性物料在短時間內(nèi)快速、多次、交替通過高場強(qiáng)區(qū)域和低場強(qiáng)區(qū)域，發(fā)生快速的磁翻轉(zhuǎn)和磁攪動[2]，夾雜在磁性物料之間的非 (弱)磁性物料受到磁攪動，在離心力和重力的作用下會向外層移動，而夾雜在非 (弱)磁性物料之間的磁性物料由于受到強(qiáng)大的磁場力作用，會向內(nèi)層移動，最終實(shí)現(xiàn)磁性礦石顆粒與非 (弱)磁性廢石顆粒的高效選別[3]，獲得高品位的精礦和低品位的尾礦。

圖1 分選原理示意Fig.1 Sketch of separation principle

3 工業(yè)應(yīng)用效果分析

3.1 工業(yè)應(yīng)用調(diào)試

為保證快速磁翻轉(zhuǎn)高場強(qiáng)磁滾筒的工業(yè)應(yīng)用效果，選用 CTX0816 磁滾筒進(jìn)行了工業(yè)生產(chǎn)調(diào)試。調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)，磁系運(yùn)轉(zhuǎn)頻率及分料板距離滾筒中心的水平距離對干選效果的影響相對較小，因此選擇磁系運(yùn)轉(zhuǎn)頻率為 50 Hz、水平距離為 300 mm 時，進(jìn)行輸送帶運(yùn)行速度的條件試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表 3所列。

表3 輸送帶運(yùn)行速度的條件試驗(yàn)結(jié)果Tab.3 Results of conditional test for belt speed %

綜合考慮生產(chǎn)調(diào)試結(jié)果，確定 CTX0816 磁滾筒的工藝參數(shù)為：磁系運(yùn)轉(zhuǎn)頻率為 50 Hz，分料板距離滾筒中心的水平距離為 300 mm，輸送帶運(yùn)行速度為2.0 m/s。

3.2 2 種磁滾筒干選效果對比

研山鐵礦三系列破碎系統(tǒng)干選采用 CT1218 磁滾筒，新改造二系列破碎系統(tǒng)干選采用 CTX0816 新型快速磁翻轉(zhuǎn)高場強(qiáng)磁滾筒。為考察 2 種磁滾筒干選拋尾效果，分別對其生產(chǎn)給礦 (原礦)、干選精礦和干選廢石進(jìn)行取樣對比分析，結(jié)果如表 4 所列。

由表 4 可以看出，CTX0816 磁滾筒的甩廢產(chǎn)率為 23.56%，遠(yuǎn)高于 CT1218 磁滾筒的甩廢產(chǎn)率；CTX0816 磁滾筒干選廢石品位為 11.14%，高于CT1218 磁滾筒的廢石品位；CTX0816 磁滾筒的干選廢石中磁性鐵含量為 1.23%，低于 CT1218 磁滾筒的廢石中磁性鐵含量。可見，CTX0816 磁滾筒干選甩廢效果較好，至于廢石品位略高，應(yīng)該是由于礦石性質(zhì)造成的。

表4 2 種磁滾筒對比試驗(yàn)的結(jié)果Tab.4 Results of contrast test for two kinds of magnetic drum %

3.3 CTX0816 磁滾筒取樣考察結(jié)果

為進(jìn)一步驗(yàn)證 CTX0816 磁滾筒的干選效果，對干選給礦、干選精礦、干選廢石進(jìn)行取樣分析，每間隔 8 h 取樣一次，每 3 次樣品作為一個綜合樣，連續(xù)取 5 批次樣品，考察結(jié)果如表 5 所列。

表5 CTX0816 磁滾筒的考察試驗(yàn)結(jié)果Tab.5 Test results of CTX0816 magnetic drum %

由表 5 可以看出，CTX0816 磁滾筒拋尾產(chǎn)率均在 17% 以上，甩尾磁性鐵含量較低，干選精礦品位可以提高 2 個百分點(diǎn)以上。

4 結(jié)語

研山鐵礦針對目前所用磁滾筒預(yù)先拋尾效果不理想的現(xiàn)狀，對二系列干選機(jī)的選擇及使用進(jìn)行了相關(guān)研究，最終確定使用 CTX0816 快速磁翻轉(zhuǎn)高場強(qiáng)磁滾筒。現(xiàn)場應(yīng)用表明，CTX0816 快速磁翻轉(zhuǎn)高場強(qiáng)磁滾筒拋尾產(chǎn)率在 17% 以上，干選精礦品位可以提高 2 個百分點(diǎn)以上，干選效果較好，符合“能拋早拋”的原則。通過提前拋除大量尾礦，減少了進(jìn)入高壓輥磨機(jī)以及后續(xù)磨礦作業(yè)的礦石量，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗，有效降低了生產(chǎn)成本，獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。