TGTM系列塔磨機在山西某微細粒嵌布磁鐵礦中的應用

吳 凡 房 鑫 儲鴻飛

（馬鞍山市天工科技股份有限公司）

鐵礦資源是我國最為重要的戰略物資之一，是鋼鐵工業的命脈。我國鐵礦資源總量較多，但高品位的富鐵礦少，其中97% 的鐵礦石鐵品位低于30%［1］，以致多數鋼鐵生產企業不得不大量進口鐵礦石作為煉鐵原料，對外依存度較高，所以國內鐵選廠可應用選礦新工藝、新技術、新設備改善自產鐵精粉質量［2-4］，為國內鐵礦山的持續發展提供保障。

山西某微細粒嵌布磁鐵礦由于磁鐵礦物嵌布粒度極微細，采用常規四段磨礦分級階段弱磁選工藝，在降低球磨機利用系數的情況下，磨細至-0.045 mm90%選別，精礦鐵品位仍低于60%，二氧化硅含量高達12%，難以滿足市場需求，且生產成本居高不下，企業生存困難。通過多次開展浮選、磁重選等試驗攻關，仍無法達到提鐵降硅的目的。為此，該礦應用馬鞍山市天工科技股份有限公司生產的TGTM系列塔磨機，以達到提質的目的。

1 TGTM 系列塔磨機概述

1.1 TGTM 系列塔磨機的工作原理

塔磨機又稱為立式螺旋攪拌磨，是一種專門用于細磨及超細磨的高效磨礦設備，其磨礦介質一般為鋼球或陶瓷球，磨機筒體內懸掛著螺旋攪拌器，筒體上部的傳動裝置使螺旋攪拌器順時針轉動，使磨礦介質在筒體內做整體的多維循環運動和自轉運動，物料在磨礦介質質量壓力和螺旋回轉產生的擠壓力下被有效地研磨粉碎［5］。磨機的溢流產品通過水力旋流器分級，水力旋流器底流產品返入磨機筒體內再磨，水力旋流器溢流產品給入后段流程進行分選。

1.2 TGTM 系列塔磨機的基本結構

塔磨機主要由電機、減速機裝置、傳動支撐、上攪拌桶、下攪拌桶及螺旋攪拌器等組成，其中垂直安裝的上、下攪拌桶組成了塔磨機的心臟即研磨室，研磨室內采用網格襯板作為保護層，襯板保護原理是利用研磨室內的向心力和流體靜壓力困住磨球，形成保護層，這些靜止的球阻止了運動中磨球對筒體的磨損。螺旋攪拌器是塔磨機的唯一運動部件，它通過與上部的電機、減速機、傳動系統的驅動軸等連接獲得動力，在研磨室內帶動磨礦介質運動，螺旋攪拌器本體上安裝著模塊化設計的高鉻鉬合金襯板。TGTM型塔磨機基本結構見圖1。

1.3 TGTM 系列塔磨機的特點

（1）筒體有效容積大，可容納更多的磨礦介質。

（2）驅動電機采用大扭矩專用電機滿足重載啟動。

（3）筒體內壁采用網格襯板，使用壽命長，基本無磨損，可適應各種磨礦介質。

（4）螺旋襯板采用高于60HRC 的高鉻鉬合金，螺旋直徑大、轉速低，兩者共同的作用增加了螺旋襯板的使用壽命。

（5）TGTM 系列塔磨機傳動支撐采用雙點穩定支撐，可承受螺旋攪拌時帶來的徑向擺動。

（6）TGTM 系列塔磨機可保持95%以上的作業率。

1.4 TGTM 系列塔磨機的主要型號規格

TGTM系列塔磨機的主要型號規格見表1。

2 TGTM 系列塔磨機在某極微細磁鐵礦中的應用

2.1 山西某鐵選廠概況

山西某鐵選廠原礦屬于微細粒嵌布磁鐵礦，采用四段磨礦—磁選流程，四段磨礦設備均采用球磨機。實際生產中，四段磨礦的最終產品粒度只能達到-0.038 mm90% 左右，最終磁選精礦鐵品位為58%～59%，市場銷售競爭力不強，與主流鐵精礦品位相差甚遠。四段球磨給料全鐵品位為52.75%，磁性鐵品位為51.42%。四段球磨給料粒度組成見表2。

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由表2可知，給礦-0.030 mm 含量44.10%，-0.038 mm 含量50.80%，-0.044 mm 含量65.20%，粒度組成呈現兩頭多、中間少的特點，分析原因是球磨磨礦過磨與欠磨造成。

2.2 塔磨機細磨磁選試驗

2.2.1 塔磨連續磨礦連續磁選方案

以第四段磨機給礦為原礦，采用TGTM-5.5 塔磨機將第四段磨機給礦分別磨至-0.038 mm95%、-0.030 mm95%，采用T-GCT1006 高效筒式濕式磁選機進行兩段連續磁選，試驗流程見圖2，試驗結果見表3。

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由表3可知，第四段磨機給料采用塔磨機進行細磨—高效磁選，隨著磨礦細度的提高，兩段高效磁選鐵精礦產率分別為75.62%，72.44%，鐵精礦品位分別達到64.40%，66.10%，全鐵回收率分別為92.25%，90.63%；細磨精選試驗結果說明，細磨能夠進一步實現礦物的單體解離，高效磁選可以實現單體解離礦物的有效回收，目的礦物在精礦產品中得到充分富集，進而精礦品位得到有效提升。

2.2.2 塔磨階段磨礦階段磁選方案

以第四段磨機給礦為原礦，采用TGTM-5.5 塔磨機將四磨給礦磨至-0.038 mm75.7%，磨礦產品一段磁選采用高效磁選，一段磁選精礦作為第五段磨機給礦，采用TGTM-5.5 塔磨機將五段磨礦給礦分別磨至-0.038 mm92.2%和-0.038 mm97.1%，不同磨礦細度產品均進行兩段高效磁選，試驗流程見圖3，試驗結果見表4。

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由表4可知，第四段磨機給礦采用塔磨階段磨礦階段磁選方案，當五段磨礦細度為-0.038 mm92.2%時，兩段高效磁選最終磁選精礦產率75.57%，鐵精礦品位64.35%，全鐵回收率92.10%；當五段磨礦細度為-0.038 mm97.1%時，兩段高效磁選最終磁選精礦產率72.56%，鐵精礦品位66.05%，全鐵回收率90.76%，塔磨階段磨礦階段磁選方案可獲得符合要求的鐵精粉。

綜合試驗結果表明，2 種方案均可獲得高品位的鐵精礦，在獲得相同品位鐵精礦的條件下，階段磨礦階段磁選的最終磨礦粒度要稍粗，且一段磨礦可提前拋除部分合格尾礦，有利于提高精礦鐵品位。

2.3 工業應用實踐

2.3.1 改造工藝及目標

試驗結果表明，階段磨礦階段磁選有利于降低最終磨礦產品細度，且更有利于精礦鐵品位的提高，故采用階段磨礦階段磁選工藝。以TGTM630塔磨機代替現有第四段球磨機，同時增加一段塔磨磨礦作為第五段磨礦，設計最終鐵精礦品位為66.0%，最終磨礦細度約-0.038 mm97.1%，作業選比約1.38。

2.3.2 改造效果

生產現場選取4 臺TGTM630 塔磨機同時配備T-GCT 系列高效細粒磁選機進行選別，最終生產磨礦細度-0.030 mm95%，磁選精礦鐵品位為66.0%±0.5%，將極微細磁鐵礦噸精礦生產成本控制在180元以內，實現了資源的有效利用，現場生產環境大大改善，經濟效益和環境效益顯著［6］。

3 結 語

（1）山西某鐵選廠原礦中的鐵主要以磁鐵礦的形式存在，該礦物屬于微細粒嵌布，需細磨后才能實現目的礦物的單體解離。

（2）實際生產中，原四段磨礦—磁選工藝最終鐵精粉品位僅為58%～59%，通過試驗研究，在原礦磨至-0.030 mm95%的條件下，通過高效磁選回收，最終精礦鐵品位達到66.05%，在實際的工業生產中，最終精礦品位可穩定在66.0%±0.5%。

（3）工業實踐表明，TGTM 系列塔磨機應用于極微細磁鐵礦，可達到提質增效的目的，為其他同類微細粒嵌布磁鐵礦的開發利用，提供了良好的技術路徑。