用CH-CXJ63型淘洗磁選機(jī)優(yōu)化某選鐵工藝試驗(yàn)

范素月 張銅川 鄧包磊

(石家莊金墾礦山設(shè)備制造有限公司，河北 石家莊 050031)

用CH-CXJ63型淘洗磁選機(jī)優(yōu)化某選鐵工藝試驗(yàn)

范素月 張銅川 鄧包磊

(石家莊金墾礦山設(shè)備制造有限公司，河北 石家莊 050031)

山東某鐵礦石中鐵礦物種類(lèi)復(fù)雜，以磁鐵礦為主，嵌布粒度微細(xì)，現(xiàn)場(chǎng)采用1次濕式粗粒中磁預(yù)選、3段磨礦(-0.044 mm占91.25%)、5次弱磁選的冗長(zhǎng)階段磨選流程，僅獲得鐵品位為65.68%的精礦。為探索降本增效新工藝，通過(guò)CH-CXJ63型淘洗磁選機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)的分流分選試驗(yàn)，研究了現(xiàn)場(chǎng)工藝流程優(yōu)化方案。結(jié)果表明：①用CH-CXJ63型淘洗磁選機(jī)替代現(xiàn)場(chǎng)二段磨選精礦的后續(xù)作業(yè)，可獲得比現(xiàn)場(chǎng)精礦鐵品位高0.20個(gè)百分點(diǎn)，鐵作業(yè)回收率低0.16個(gè)百分點(diǎn)的精礦，該流程具有簡(jiǎn)潔、生產(chǎn)成本低的特點(diǎn)；②用CH-CXJ63型淘洗磁選機(jī)替代現(xiàn)場(chǎng)三段磨礦分級(jí)后的作業(yè)，其精礦鐵品位和鐵作業(yè)回收率均比現(xiàn)場(chǎng)對(duì)應(yīng)作業(yè)指標(biāo)高約3個(gè)百分點(diǎn)，該流程精礦品質(zhì)更高、金屬流失更少、產(chǎn)品更具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

CH-CXJ63型淘洗磁選機(jī) 工藝優(yōu)化 降耗增效

節(jié)能高效和短流程理念正逐步成為選礦科技工作者追求的目標(biāo)。然而，我國(guó)選礦技術(shù)工作者普遍面對(duì)的都是貧、雜、細(xì)礦石資源，這些資源具有典型的難磨難選特征，因此，要在國(guó)內(nèi)選礦廠體現(xiàn)先進(jìn)的選礦理念難度可想而知。

市場(chǎng)的巨大需求和我國(guó)優(yōu)質(zhì)礦產(chǎn)資源嚴(yán)重短缺的局面雖給開(kāi)發(fā)境內(nèi)貧、雜、細(xì)資源提供了可能，但國(guó)外優(yōu)質(zhì)礦石資源低廉的開(kāi)發(fā)成本嚴(yán)重?cái)D壓著國(guó)內(nèi)貧、雜、細(xì)礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)企業(yè)的生存空間。要在夾縫中求生存，就必須依賴(lài)技術(shù)進(jìn)步，用先進(jìn)的選礦設(shè)備、高效的浮選藥劑、創(chuàng)新的選礦工藝、科學(xué)的管理模式去實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

由于磨礦作業(yè)是高耗能作業(yè)，減少磨礦及選別段數(shù)的選礦工藝具有典型的節(jié)能高效和短流程特征。對(duì)于磁鐵礦選礦而言，要做到產(chǎn)品品質(zhì)和先進(jìn)理念兩不誤，開(kāi)發(fā)利用高效的選礦設(shè)備是最有效的手段之一。本試驗(yàn)將采用石家莊金墾礦山設(shè)備制造有限公司的CH-CXJ63型淘洗磁選機(jī)對(duì)山東某磁鐵礦選礦廠的選礦工藝進(jìn)行優(yōu)化研究，以期達(dá)到縮短磨選流程、降低選礦成本、提高經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)。

1 試驗(yàn)設(shè)備

CH-CXJ系列全自動(dòng)淘洗磁選機(jī)采用先進(jìn)的“磁懸浮選礦技術(shù)”，該技術(shù)2008年獲得國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利。該磁選機(jī)獨(dú)特之處在于磁系設(shè)計(jì)巧妙，除了設(shè)置固定磁場(chǎng)和循環(huán)磁場(chǎng)外，還增設(shè)有補(bǔ)償磁場(chǎng)，使選別區(qū)域內(nèi)的磁性顆粒受到持續(xù)向下的磁力作用，且磁場(chǎng)具有防止磁選區(qū)內(nèi)磁性顆粒形成磁團(tuán)聚及筒體軸心形成“磁空洞”的特點(diǎn)，從而使“磁懸浮”選礦成為現(xiàn)實(shí)。

全自動(dòng)淘洗磁選機(jī)的外部結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。沖洗水由筒底內(nèi)壁切向給入，給礦由頂部給料斗給入筒體中部，散開(kāi)后進(jìn)入選別區(qū)，在磁場(chǎng)力、重力、上升水流作用下，脈石顆粒隨上升水流從溢流槽排出，磁性顆粒在以磁場(chǎng)力為主的向下合力作用下由底部的精礦排礦管排出。

圖1 淘洗磁選機(jī)的外部結(jié)構(gòu)Fig.1 The external structure of elputriation magnetic separator

該設(shè)備與傳統(tǒng)磁重選設(shè)備相比，具有2大優(yōu)點(diǎn)：①分選區(qū)內(nèi)的磁性顆粒始終處于懸浮、離散狀態(tài)，沒(méi)有團(tuán)聚—分散—團(tuán)聚過(guò)程，也就沒(méi)有形成磁包裹體的機(jī)會(huì)；②補(bǔ)償磁場(chǎng)使分選筒內(nèi)徑向上沒(méi)有磁場(chǎng)梯度，消除了遠(yuǎn)離磁系區(qū)域(筒軸附近區(qū)域)的“磁空洞”問(wèn)題，從而消除了磁性顆粒在水平“梯度磁場(chǎng)”的作用下，向內(nèi)筒壁靠攏的問(wèn)題。這2大優(yōu)點(diǎn)使磁性顆粒始終處于懸浮、離散狀態(tài)，有利于上升水流的穿行和流動(dòng)，并淘洗出磁性顆粒間夾雜的脈石礦物；此外，減少磁性顆粒貼筒壁流動(dòng)可以減少顆粒對(duì)筒內(nèi)壁的摩擦，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命；“磁空洞”現(xiàn)象的消除為設(shè)備大型化提供了可能。

2 現(xiàn)場(chǎng)工藝流程及生產(chǎn)指標(biāo)

山東某鐵礦石為鞍山式磁鐵角閃巖型貧磁鐵礦石，礦石鐵品位為26.21%。礦石中主要鐵礦物為磁鐵礦，硅酸鐵、碳酸鐵次之，赤褐鐵、硫化鐵礦物少量；脈石礦物主要為角閃石、石英、黑云母，石榴子石及磷灰石少量。

磁鐵礦主要以他形粒狀集合體條帶與脈石條帶相間嵌布，部分為半自形粒狀或集合體狀稀疏浸染于脈石間。角閃石主要為柱狀，少量為透鏡狀，均呈集合體產(chǎn)出。集合體分2種形態(tài)，一種與石英共生形成條帶與鐵礦物條帶互嵌；另一種為致密塊狀集合體，磁鐵礦呈他形或半自形粒狀浸染其中。

現(xiàn)場(chǎng)工藝流程及生產(chǎn)指標(biāo)(該流程指標(biāo)為現(xiàn)場(chǎng)分流試驗(yàn)期間的生產(chǎn)指標(biāo))見(jiàn)圖2。

圖2 山東某鐵礦選礦工藝流程Fig.2 Flowsheet of an iron ore from Shandong

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

試驗(yàn)采用CH-CXJ63型全自動(dòng)淘洗磁選機(jī)在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行分流分選試驗(yàn)，給礦分別為二段磨礦分級(jí)溢流、二段弱磁選精礦、三段弱磁選精礦，用CH-CXJ63型磁選機(jī)1次選別代替現(xiàn)場(chǎng)后續(xù)全部作業(yè)。

3.1 二段磨礦分級(jí)溢流分選試驗(yàn)

3.1.1 沖洗水量試驗(yàn)

沖洗水量試驗(yàn)的給礦濃度約為30%，選別區(qū)磁場(chǎng)強(qiáng)度為68.47 kA/m，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。

由圖3可知，隨著沖洗水量的增加，精礦鐵品位上升、鐵回收率呈先慢后快的下降趨勢(shì)。綜合考慮，確定二段分級(jí)溢流分選試驗(yàn)的沖洗水量為560 L/h。

圖3 二分溢分選沖洗水量試驗(yàn)結(jié)果Fig.3 The water flushing test results of overflow on secondary classification■—品位；●—回收率

3.1.2 磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)

磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)的給礦濃度約為30%，沖洗水量為560 L/h，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖4 二分溢分選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果Fig.4 The magnetic field test results of overflow on secondary classification■—品位；●—回收率

由圖4可知，磁場(chǎng)強(qiáng)度變化對(duì)分選指標(biāo)影響較小，提高磁場(chǎng)強(qiáng)度，精礦鐵品位小幅下降、鐵回收率小幅上升。在試驗(yàn)磁場(chǎng)強(qiáng)度范圍內(nèi)精礦鐵品位難以達(dá)到65%以上的目標(biāo)要求。表明該淘洗磁選機(jī)不適合用于二段分級(jí)溢流的處理。

3.2 二段弱磁選精礦分選試驗(yàn)

二段弱磁選精礦分選試驗(yàn)的給礦濃度約為30%，磁場(chǎng)強(qiáng)度為60.51 kA/m，對(duì)沖洗水量進(jìn)行了研究，結(jié)果見(jiàn)圖5。

圖5 二磁精分選沖洗水量試驗(yàn)結(jié)果Fig.5 The water flushing test results on the secondary magnetic concentration■—品位；●—回收率

由圖5可知，隨著沖洗水量的增加，精礦鐵品位上升、鐵回收率下降。沖洗水量為580 L/h時(shí)，精礦鐵品位為65.88%、作業(yè)回收率為93.83%，滿足現(xiàn)場(chǎng)對(duì)精礦質(zhì)量的要求。

3.3 三段磨礦分級(jí)溢流分選試驗(yàn)

三段磨礦分級(jí)溢流分選試驗(yàn)的給礦濃度約為20%，磁場(chǎng)強(qiáng)度為60.51 kA/m，對(duì)沖洗水量進(jìn)行了研究，結(jié)果見(jiàn)圖6。

圖6 三分溢分選沖洗水量試驗(yàn)結(jié)果Fig.6 The water flushing test results of overflow on the thirdly classification■—品位；●—回收率

從圖6可知，隨著沖洗水量的增加，精礦鐵品位上升、鐵回收率下降。在試驗(yàn)沖洗水量范圍內(nèi)，精礦鐵品位均在68.50%以上；在沖洗水量為500～520 L/h時(shí)，鐵作業(yè)回收率高達(dá)97%以上。

3.4 試驗(yàn)結(jié)果分析與討論

(1)從3.2節(jié)試驗(yàn)結(jié)果看，淘洗磁選機(jī)精礦鐵品位為65.88%、鐵作業(yè)回收率為93.83%；而現(xiàn)場(chǎng)最終精礦鐵品位有65.68%，現(xiàn)場(chǎng)三段磨選作業(yè)回收率為55.88%/59.45%×100%=93.99%。兩相比較，用CH-CXJ63型淘洗磁選機(jī)的1次精選流程替代現(xiàn)場(chǎng)三段磨礦—2次弱磁精選—1次濃縮弱磁選流程，精礦鐵品位提高了0.20個(gè)百分點(diǎn)，鐵作業(yè)回收率僅降低了0.16個(gè)百分點(diǎn)。因此，該替代工藝不僅具有顯著縮短工藝流程的效果，而且具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

(2)從3.3節(jié)試驗(yàn)結(jié)果看，用CH-CXJ63型淘洗磁選機(jī)的1次精選流程替代現(xiàn)場(chǎng)三段磨礦后的2次弱磁精選—1次濃縮弱磁選流程，不但精礦鐵品位提高了約3個(gè)百分點(diǎn)，而且作業(yè)回收率也可提高3個(gè)百分點(diǎn)以上。表明CH-CXJ63型淘洗磁選機(jī)對(duì)微細(xì)粒鐵礦物回收效果更好，金屬流失大為減少。

(3)對(duì)比3.2節(jié)和3.3節(jié)的試驗(yàn)結(jié)果可以看出，后者精礦鐵品位和鐵作業(yè)回收率(對(duì)現(xiàn)場(chǎng)二段磨選精礦鐵回收率)均提高了約3個(gè)百分點(diǎn)。表明現(xiàn)場(chǎng)二段磨礦產(chǎn)品單體解離并不充分，通過(guò)三段磨礦可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)連生體的解離，為提高精礦鐵品位和鐵回收率創(chuàng)造了條件。

(4)3.2節(jié)的工藝流程和3.3節(jié)的工藝流程各有利弊，前者更簡(jiǎn)潔、生產(chǎn)成本更低，后者產(chǎn)品指標(biāo)更高、產(chǎn)品更具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)場(chǎng)可根據(jù)需要確定改造流程。

4 結(jié) 論

(1)用CH-CXJ63型淘洗磁選機(jī)對(duì)山東某選鐵廠現(xiàn)場(chǎng)二段弱磁選精礦進(jìn)行精選，可在基本保持精礦指標(biāo)不下降的情況下將磨礦細(xì)度由-0.044 mm占91.25%放粗至72.02%，即減少現(xiàn)場(chǎng)三段磨礦和1次精選作業(yè)。該流程具有簡(jiǎn)潔、成本低的特點(diǎn)，充分體現(xiàn)了短流程思想。

(2)用CH-CXJ63型淘洗磁選機(jī)替代現(xiàn)場(chǎng)三段磨礦分級(jí)后的全部作業(yè)，所獲精礦鐵品位和鐵作業(yè)回收率均比現(xiàn)場(chǎng)對(duì)應(yīng)作業(yè)指標(biāo)高約3個(gè)百分點(diǎn)。因此，在三段磨礦后應(yīng)用CH-CXJ系列淘洗磁選機(jī)所得的精礦品質(zhì)更高、金屬流失更少、產(chǎn)品更具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，充分體現(xiàn)了精料方針。

(3)CH-CXJ型淘洗磁選機(jī)適合微細(xì)粒磁鐵精礦的精選。該磁選機(jī)不僅可以減少已單體解離的微細(xì)粒磁鐵礦物的流失，而且可以充分解開(kāi)磁鏈和磁團(tuán)聚，減少脈石礦物的夾雜。

[1] 鄧善芝．助磨劑對(duì)鋁土礦粉磨效率的影響及作用機(jī)理研究[D]．沈陽(yáng)：東北大學(xué)，2011． Deng Shanzhi.The Affection of the Grinding Aid on the Bauxite Grinding and the Study on the Mechanism of Action[D].Shenyang：Northeastern University,2011.

[2] 段希祥．碎礦與磨礦[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，2008． Duan Xixiang.Crushing and Grinding[M].Beijing: Metallurgical Industry Press，2008.

[3] 王運(yùn)敏，田嘉印，王化軍，等．中國(guó)黑色金屬礦選礦實(shí)踐[M]．北京：科學(xué)出版社，2008． Wang Yunmin，Tian Jiayin，Wang Huajun，et al.China Ferrous Metal Dressing Practice[M].Beijing: Science Press，2008.

[4] 張憲寶,王志良,程 偉.淘洗磁選機(jī)在某磁選鐵精礦提純中的應(yīng)用試驗(yàn)[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2012(11):94-95. Zhang Xianbao，Wang Zhiliang，Cheng Wei.Washing test separator in purification of a magnetic iron concentrate[J].Modern Mining,2012(11):94-95.

[5] 霍翠萍,紀(jì)瑩華,張立民.淘洗磁選機(jī)在柏泉鐵礦精選作業(yè)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2010(10):105-106. Huo Cuiping，Ji Yinghua，Zhang Limin.Elutriation magnetic separator in the application of Baiquan iron concentration operation[J].Modern Mining,2010(10):105-106.

[6] 范素月,馬衛(wèi)東,高 磊.淘洗磁選機(jī)在某些磁鐵礦精選中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代礦業(yè),2012(12):96-99. Fan Suyue，Ma Weidong，Gao Lei.Application of magnetic separation machine washing in some magnetite concentration[J].Modern Mining，2012(12):96-99.

[7] 張潤(rùn)身．高效淘洗磁選機(jī)在某選礦廠的工業(yè)試驗(yàn)及應(yīng)用[J]．礦山機(jī)械，2011，39(1)：133-134． Zhang Runshen.The industrial test and usage of efficiency elputriation magnetic separator on some iron ore[J].Mining Machinery,2011,39(1)：133-134．

[8] 陳中航，陳廣振，趙通林，等.板石選礦廠磁選柱尾礦離心機(jī)再選試驗(yàn)[J].金屬礦山，2012(10)：79-81. Chen Zhonghang，Chen Guangzhen，Zhao Tonglin，et al.Experimental research of the re-concentration on the tailings of column magnetic separator by centrifugal separator in Banshi dressing plant[J].Metal Mine,2012(10):79-81.

[9] 趙通林,陳中航,陳廣振.磁選柱自動(dòng)化控制系統(tǒng)[J].中國(guó)礦業(yè),2011(8):90-91. Zhao Tonglin，Chen Zhonghang，Chen Guangzhen.The automatic control system of column magnetic separator[J].China Mining Magazine，2011(8):90-91.

[10] 陳廣振,金 鎮(zhèn),王培信,等.磁選環(huán)柱結(jié)構(gòu)改進(jìn)研究[J].金屬礦山，2013(2)：118-121. Chen Guangzhen，Jin Zhen，Wang Peixin，et al.Improvement on the structure of annular magnetic separator[J].Metal Mine，2013(2)：118-121.

(責(zé)任編輯 羅主平)

Iron Concentrate Process Optimized by using CH-CXJ63 Type Elputriation Magnetic Separator

Fan Suyue Zhang Tongchuan Deng Baolei

(JinkenMiningEquipmentManufacturingCo.，Ltd.，Shijiazhuang050031，China)

The iron ore somewhere in Shandong was fine disseminated,with various complex iron minerals while mainly magnetite.Iron concentrate with iron grade merely 65.68% was achieved through a long separation process of one wet coarse magnetic pre-concentration，three-stage grindings of 91.25% passing -0.044 mm，five-stage low-intensity magnetic separations.Shunt sorting test was carried out by using CH-CXJ63 type elputriation magnetic separator in order to explore the new process of cost decrease and efficiency increase.And on-site process was optimized.The results showed that ①Through the separation of secondary grinding-separation concentrate by using CH-CXJ series elputriation magnetic separator，iron grade of iron concentrate was increased by 0.20 percentage point and iron recovery lowered by 0.16 percentage point than on-site process，which simplified the process and reduced the production costs.②Through the separation of third-stage grinding-classification overflow by using CH-CXJ63 type elputriation magnetic separator，iron concentrate with iron grade and recovery about 3 percentage point higher than on-site process was obtained respectively.The iron concentrate obtained from latter process with high quality and less metal loss，thus has more competitive advantages.

CH-CXJ63 type elputriation magnetic separator，Process optimization，Consumption reduction and efficiency increase

2013-10-29

范素月(1986—)，女，碩士。

TD461，TD924.1+2

A

1001-1250(2014)-01-056-04