磁鐵礦選礦設(shè)備的改造與更新

首鋼秘魯鐵礦位于秘魯西南部的伊卡大區(qū)，是首鋼集團(tuán)重要的境外礦石基地，年處理高品位磁鐵礦1000多尤噸，年產(chǎn)精礦700多尤噸，為了擴(kuò)大產(chǎn)能、提高分選指標(biāo)、減少原有設(shè)備的占地面積，首鋼秘魯鐵礦決定對(duì)舊的生產(chǎn)線進(jìn)行技術(shù)發(fā)行和設(shè)備的升級(jí)換代。

1、礦石性質(zhì)

秘魯鐵礦目前處理的鐵礦為含銅、低磷高硫酸性磁鐵礦石。礦石中可供選礦回收的主要組分是鐵、銅、鈷、硫，需要選礦丟棄的組分是SiO2、Al2O3、CaO、MgO等。礦石中金屬礦物以磁鐵礦為主，其次是半假象赤鐵礦、假象赤鐵礦、褐鐵礦、黃鐵礦、白鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦，另有少量銅蘭、閃鋅礦、方鉛礦、輝銅礦等，脈石主要是陽(yáng)起石、透閃石和普通角閃石。礦石中的有害組分磷、砷含量很低，對(duì)選礦產(chǎn)品質(zhì)量影響很小，但是硫含量很高，選礦過(guò)程必須采用脫硫作用，以獲得合格的鐵精礦，因此選廠采用了階段磨礦、弱磁選回收鐵礦石礦物，利用浮選進(jìn)行脫硫作業(yè)獲得最終精礦的工藝流程，發(fā)行前選礦原則流程見(jiàn)圖1。

2、存在的問(wèn)題及原因分析

隨著礦山規(guī)模擴(kuò)大，選礦廠處理量逐漸增大，原磁選流程及磁鐵礦選礦設(shè)備逐漸暴露出其不適應(yīng)性。

（1）處理能力低。在現(xiàn)有流程中，采用的磁選機(jī)種類型號(hào)較多，其中粗磁選采用了Φ600mm雙筒磁選機(jī)，精磁選采用了Φ600mm三筒的磁選機(jī)，為減少金屬損失，球磨機(jī)不得不降低處理量，從而影響選礦生產(chǎn)的順利進(jìn)行，限制了選礦能力的進(jìn)一步擴(kuò)展。

（2）分選效果差。選礦指標(biāo)隨著礦量變化而波動(dòng)，當(dāng)?shù)V量增大，礦漿在選別空間流速加快，導(dǎo)致尾礦品位升高，且礦漿量的增大極易造成尾礦來(lái)不及排出而發(fā)生跑礦現(xiàn)象，致使金屬回收率降低。

（3）占地面積大。以選廠中的第一系列為例，精選段原有流程中需要排布11臺(tái)三筒精選磁選機(jī)，如需增加新的產(chǎn)能，選廠中已經(jīng)沒(méi)有新的空間增加新設(shè)備。為了提高產(chǎn)能，決定將原有的粗磁選機(jī)和精磁選機(jī)替換為Φ1200mm筒徑的磁選機(jī)，并減少分選次數(shù)。

通過(guò)對(duì)流程中磁選的不適應(yīng)性分析，提出了解決辦法：①解決設(shè)備分選效果差，首先要提高磁選設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)，其次通過(guò)增大設(shè)備規(guī)格，實(shí)現(xiàn)設(shè)備對(duì)于礦漿波動(dòng)的適應(yīng)性；②通過(guò)更新采用單機(jī)處理能力大的新型設(shè)備，提高設(shè)備的作業(yè)率，同時(shí)減少占地面積。

3、磁選機(jī)選型試驗(yàn)

為選擇合適的磁選機(jī)，首鋼秘魯鐵礦對(duì)選廠流程中的礦樣進(jìn)行了試驗(yàn)，以選擇合適的磁選機(jī)參數(shù)，試驗(yàn)采用了磁選管和實(shí)驗(yàn)室用的小型筒式磁選機(jī)分別進(jìn)行了粗選和精選試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1和表2。

由表1可以看出磁選設(shè)備的磁場(chǎng)強(qiáng)度從63.69kA/m到159.24kA/m時(shí)，精礦品位保持在66.46%~66.84%，精礦回收率隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加由92.40%增加到93.18%，可見(jiàn)磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)于精礦指標(biāo)的影響較小。尾礦品位隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度從63.69kA/m增加到159.24kA/m變化時(shí)，出現(xiàn)下降趨勢(shì)從15.96%下降到14.93%，尾礦品位基本保持在15%左右。

由表2可以看出分選場(chǎng)強(qiáng)對(duì)于精礦品位的影響不明顯，磁場(chǎng)強(qiáng)度從47.77~127.39kA/m變化時(shí)，精礦品位從69.79%降低到69.53%，但隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加精礦的回收率由94.58%提高到96.29%。分選場(chǎng)強(qiáng)對(duì)于尾礦品位的影響比較明顯，磁場(chǎng)強(qiáng)度從47.77kA/m到127.39kA/m時(shí)，尾礦品位從22.13%降到17.23%。

通過(guò)上述試驗(yàn)分別確定了粗選磁選機(jī)和精選磁選機(jī)適宜的平均場(chǎng)強(qiáng)，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的處理能力確定了設(shè)備的規(guī)格型號(hào)。

4、BGRIMM系列磁選機(jī)

BGRIMM系列磁選機(jī)根據(jù)礦石在不同磨礦段數(shù)時(shí)的粒度，濃度以及分選指標(biāo)的側(cè)重點(diǎn)不同，依據(jù)磁鐵礦石在磁場(chǎng)中的行為規(guī)律，對(duì)磁系和槽體等重要部件進(jìn)行了全新的設(shè)計(jì)。該系列設(shè)備具有選礦效率高，機(jī)械性能可靠，處理量大以及對(duì)礦漿性質(zhì)波動(dòng)適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

BGRIMM系列中的粗選用磁選機(jī)分選棒磨機(jī)的出料，分選粒度較粗，雖然礦物已有相當(dāng)大的解離度，但解離仍不充分，分選時(shí)要求保證較高的回收率的前提下，盡量充分地拋出已經(jīng)完全解離的粗細(xì)粒脈石礦物。粗選用磁選機(jī)在設(shè)計(jì)過(guò)程中采用了適宜粗料的給料方式，保證給礦的均勻性，礦漿經(jīng)過(guò)礦漿通道進(jìn)行磁筒的底部，在磁力作用下脈石尤其粗粒和大比重的脈石與磁性礦物首先實(shí)現(xiàn)分層分離，磁性礦物在較強(qiáng)磁場(chǎng)條件下形成磁鏈，隨著筒體的旋轉(zhuǎn)進(jìn)入精礦卸礦區(qū)，非磁性礦物不受磁力的作用，隨著礦漿一起流向尾礦卸料區(qū)。為保證尾礦卸料區(qū)中磁性礦物的充分后來(lái)居上，采用了較大磁系包角的磁系結(jié)構(gòu)，并同時(shí)提高了礦漿液位。為減少進(jìn)行精選中的脈石夾雜，通過(guò)采用較小磁極面，增加翻滾次數(shù)的磁路設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。粗磁選磁選機(jī)的槽體機(jī)構(gòu)和磁系結(jié)構(gòu)適宜捕獲較粗的磁性顆粒。粗磁選機(jī)的整機(jī)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。

BGRIMM精選用磁選機(jī)是一種適合分選細(xì)粒強(qiáng)磁性礦物的高效分選設(shè)備。分選球磨機(jī)的出料，根據(jù)分選物料粒度細(xì)，礦物已基本完全解離，分選時(shí)要求在保證精礦品位的前提下，盡量提高精礦的回收率的要求。精選磁選機(jī)在設(shè)計(jì)過(guò)程中采用了適宜細(xì)料的給礦方式，保證給礦的均勻性，同時(shí)設(shè)置了給礦分散水以增加礦漿給入分選區(qū)時(shí)的分散性，保證礦漿以懸浮狀態(tài)受到磁場(chǎng)作用。礦漿進(jìn)入分選區(qū)在磁力作用下，磁性礦物沿磁力線方向形成磁鏈，與非磁性礦物出現(xiàn)分離現(xiàn)象，因?yàn)榈V漿的流向與磁力線方向不一致容易導(dǎo)致磁鏈中夾雜著脈石礦粒，影響精礦品位。為剔除磁鏈中的脈石，通過(guò)增加磁極數(shù)量，來(lái)增加磁性礦物在運(yùn)輸過(guò)程中的磁翻滾或磁抖動(dòng)次數(shù)，同時(shí)通過(guò)選擇合適的磁場(chǎng)強(qiáng)度，形成適合捕收細(xì)粒磁鐵礦石的磁場(chǎng)力，捕收極易流失的細(xì)粒磁鐵礦物，來(lái)提高精礦回收率。精選過(guò)程由兩次分選組成，第一次分選的鐵精礦在隨著筒體的旋轉(zhuǎn)進(jìn)入卸料區(qū)，在精礦卸料水的作用下進(jìn)入下一次精選作業(yè)。精選機(jī)的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3。

5、現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)考察調(diào)試及應(yīng)用

首鋼秘魯鐵礦采用BGRIMM系列磁選機(jī)首先對(duì)選廠的9系列進(jìn)行技術(shù)改造。通過(guò)采用單次粗磁選替代原有的兩次粗磁選，通過(guò)采用兩次精磁選代替原有的三次精磁選。改造后的選礦原則流程見(jiàn)圖4。

為考察設(shè)備對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工藝流程中礦石的適應(yīng)性，進(jìn)行了設(shè)備的適應(yīng)性測(cè)試，對(duì)磁選機(jī)的磁偏角、底槽水流、排礦間隙等可調(diào)因素進(jìn)行了調(diào)節(jié)。并且在保證棒磨機(jī)和球磨機(jī)的處理能力、磨礦效率不變的前提下對(duì)采用原流程的8系列和采用新流程的9系列進(jìn)行了30d的新舊設(shè)備分選性能考察和對(duì)比，考察結(jié)果見(jiàn)圖3、表4。

對(duì)于粗磁選段統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，在給礦品位53.9%時(shí)，BGRIMM粗選磁選機(jī)的精礦品位可以達(dá)到61.9%，尾礦品位為15.3%，精礦回收率達(dá)到95.12%，亞鐵損失率為3.64%，與舊粗磁選機(jī)分選效果相比比精礦品位提高、尾礦品位降低，特別是亞鐵損失率變小，各項(xiàng)分選指標(biāo)都優(yōu)于舊粗磁選機(jī)。

精磁選段的對(duì)比數(shù)據(jù)表明，BGRIMM精磁選機(jī)在平均給礦品位61.9%時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)精礦品位69.3%，尾礦品位18.1%，精礦回收率95.77%的指標(biāo)，與舊精磁選機(jī)相比尾礦品位低，精礦回收率高，同時(shí)亞鐵損失率下降。BGRIMM精磁選機(jī)的分選指標(biāo)明顯優(yōu)于舊精磁選機(jī)分選指標(biāo)。

采用新流程的9系列利用2臺(tái)BGRIMM粗磁選機(jī)和3臺(tái)BGRIMM精磁選機(jī)取代了原有的4臺(tái)粗磁選機(jī)和8臺(tái)舊精選機(jī)，占地面積明顯減少，與采用原流程的8系列相比，9系列的磁選設(shè)備不存在跑礦、漏礦現(xiàn)象，且磁選設(shè)備維護(hù)簡(jiǎn)單方便，減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。參照9系列的改造試驗(yàn)，首鋼秘魯鐵礦已逐步開(kāi)始對(duì)所有系列進(jìn)行流程改造和設(shè)備的更換。

6、磁鐵礦選礦設(shè)備改進(jìn)后的效果

（1）秘魯鐵礦通過(guò)采用新型的磁選設(shè)備降低了分選次數(shù)、減少了設(shè)備的占地面積實(shí)現(xiàn)了粗選段精礦回收率95.12%，精選段精礦回收率95.77，精礦品位69.3%的綜合技術(shù)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了選礦廠的既定目標(biāo)。

（2）BGRIMM系列磁選機(jī)在應(yīng)用過(guò)程中性能可靠、分選高效、處理量大，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的選礦實(shí)踐進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)，充分提高了秘魯鐵礦選礦廠的分選能力，保證了選廠磁選流程的高作業(yè)率。

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