高梯度磁选机在降低尾矿品位中的作用.pdf

2023 年第 2 期2023 年 6 月高梯度磁选机在降低尾矿品位中的作用徐芳陈绍磊刘志科李军（玉溪大红山矿业有限公司）摘要通过对大红山铁矿的产能进行分析后发现，随着产能的提升原有的工艺已不满足目前的生产条件。同时对原矿进行元素分析，结合分析结果以及提升综合回收率的目标，对扩能一段高梯度磁选机进行改造升级，完成改造后通过条件实验开展工业试验探索最优选别效果的设备参数。研究结果表明：（1）改造升级以后尾矿品位明显降低 在相同电流（即为 600 A）条件下通过改造升级扩能一段高梯度强磁选机尾矿品位相对原矿品位降低 2.46%，较改造前提升 33.70%。（2）通过探索不同电流下扩能一段高梯度强磁选机的选别效率发现当扩能一段强磁选机电流设置在 800 A 时尾矿品位降低最为明显，实验所测总尾矿品位为 9.90%。改造后满足目前生产需要，同时探索到较为合适的电流，提高了设备选别效率，降低了尾矿品位，提升了二选厂综合回收率，最大限度的对资源进行充分利用。近年来大红山铁矿二选厂不断开展提质增量工作，半自磨机的原矿处理能力较原设计有所提高，后续流程有待优化的问题伴随而来。按照绿色矿山建设相关要求，选厂设备在设计采购需采用高效节能设备，开展强磁机粗选尾矿降尾研究在当前生产条件及矿山行业绿色高质量发展工作中具有重要意义。1 矿石性质大红山的原矿当中，矿物中的脉石主要组成成分是含铁的硅酸盐，无用矿物具备了与有用矿物相近的性质。因为都含铁故都具有磁性，同样的表面化学性质、密度都有相似，这类相似的特殊性质导致杂物与有用矿物彻底分离更加困难。为探索适合大红山铁矿的选别工艺，大红铁矿技术研究做了多项工艺矿物学研究和工艺流程的探索性研究。二选厂原矿来自深部铁矿，主要是以 Fe3O4为主的磁铁矿和以 Fe2O3为主的赤铁矿构成。矿石的构造以块状为主，其他的一些含量较低部分就是浸染状、斑状、角砾状等构造。磁铁矿：结晶粒度较粗，嵌布粒度在 0.030.5 mm，50%矿物粒度大于 0.1 mm，最大可达 2 mm，该类矿物主要是和石英呈相互嵌布。呈现出较为紧密的集合体、自形半自形粒状、变形柱状或细粒半自形他形嵌布形态。赤铁矿和磁铁矿相比较赤铁矿的粒度更细，矿物粒度在 0.05 mm 以下的占比可达 60%。在脉石矿物中对占比较大的石英进行一个介绍：石英的构造主要呈他形单晶颗粒组成集合体棱角状，与磁铁矿的粒度相比较要更粗一些，脉石在 0.05 mm以下的分布率仅为 16.95%，大于 0.1 mm 的分布率占 64.82%。矿石多元素分析结果见表 1，原矿的矿物含量分析结果见表 2。1、4注：Au、Ag 的含量单位是 g/t。表 1原矿多元素分析结果（%）元素TFemFeCaOMgOAl2O3SiO2K2ONa2OSPAgAu含量36.4627.201.391.276.8926.381.021.940.100.182.920.19高 梯 度 磁 选 机 在 降 低 尾 矿 品 位 中 的 作 用2023 年第2 期 7 表 2大红山铁矿中的矿物含量（%）矿物磁铁矿赤铁矿黄铁矿石英长石白云母黑云母绿泥石碳酸盐闪石英其他合计含量34.0218.300.1332.963.294.162.011.722.010.890.51100.00图 1改造流程图根据矿物性质研究部分结果，可以看出：大红山铁矿原矿中主要成分磁铁矿（即 Fe3O4），该部分的嵌布粒度较粗，粒度大于 0.1 mm 的超过 50%，相对来说易于磨选。需要回收的矿物中以 Fe2O3为主的赤铁矿一部分微细粒晶体呈浸染状嵌在脉石中，经过磨矿后，这部分贫连生体在强磁作用下会带入很大一部分脉石夹杂进铁精矿，最后会影响铁精矿的品位，如果进入尾矿后也会影响尾矿品位。大红山铁矿二选厂选矿工艺目前较大难点也是在保证铁精矿品位达标同时提高回收率，捕捉进入尾矿的细粒级铁精矿产品，故一直在探索改进能够降低尾矿品位的设备、工艺。一段强磁粗选设备处理能力有限，作为扫选的高梯度磁选机用于粗选尾矿，再选回收赤铁矿降低尾矿品位的流程也是基于这样的条件下产生的。2 工艺流程根据矿石特性，二选厂选择了预先抛废、阶段磨矿、阶段选别，三段弱磁+两段强磁+重选的联合选别工艺。矿石经井下破碎机破碎后由胶带输送至二选厂地面矿仓（矿石粒度为 0-250 mm）。通过二选厂胶带运输至主厂房湿式半自磨机进行磨矿作业，该段磨矿的半自磨机型号为8.534.27 m，磨机与 GK 直线振动筛、反砂皮带组成闭路磨矿，筛上物（大于 10 mm）进入抛废系统破碎后再次由 3#皮带运输到半自磨机再磨，筛下物（小于 10 mm）进入 1#泵池泵送至旋流器（6607）进行下一步分级作业，旋流器（6607）与二段磨矿的溢流型球磨机（4.87.0）组成闭路磨矿。旋流器（6607）的溢流进入一段弱磁选别后精矿输送至三段磨矿，尾矿进入隔渣筛隔渣后进入一段强磁选别，一段强磁选精矿输送至三段磨矿，尾矿进入扩能强磁机进行再选。三段磨矿由 5 台立磨机构成，充分解离后进入二段弱磁强磁离心流程机选别得到铁精矿产品。近年来，随着井下二期采矿工程投产，矿石性质发生了变化，赤铁矿占比升高，处理量也不断加大，原流程对赤铁矿的回收效果较差，尾矿品位不断升高，为此开展了一段强磁尾矿改造。为进一步降低尾矿品位，回收铁精矿产品，实现降尾、增量、创效，二选厂需要进行工艺流程完善，根据现场实际情况最终采取对扩能降尾流程进行升级改造：新增 3 台高梯度强磁选机，使扩能一段强磁选机作业台数从粗选的 6 台增加至 8 台，扫选的 1 台增加至 2 台，确保一段强磁尾矿全部进入扩能降尾流程再选，选别流程图如图 1 所示。3 设备工作原理本次改造二选厂安装 SLON-2000 高梯度磁选机整机 2 台、LGS-2000 高梯度磁选机整机 1台，具体设备结构如图 2、图 3 所示。其工作原理相似：选矿时，转环顺时针旋转（SLON-2000昆 钢 科 技2023 年第 2 期 8 图 2Slon 立环脉动高梯度磁选机结构图图 3LGS-2000 立式感应湿式中强磁选机结构图1.脉动机构；2.激磁线圈；3.铁轭；4.转环；5.给矿斗；6.漂洗水斗；7.精矿冲洗装置；8.精矿斗；9 中矿斗；10.尾矿斗；11.液位斗；12.转环驱动机构；13.机架；F 一给矿；W 一清水；C 一精矿；M 一中矿；T 一尾矿。1.脉动机构；2.水套；3.励磁线圈；4.磁系；5.转环；6.给矿斗；7.漂洗水斗；8.精矿冲洗装置；9.精矿斗；10.溢流斗；11.尾矿斗；12.机架；13.转环驱动机构；14.中矿斗；F 一给矿；W 一清水；C 一精矿；M 一中矿；T 一尾矿。高梯度磁选机为顺时针，LGS-2000 高梯度磁选机为逆时针旋转），矿物通过进矿通道给入给矿斗，矿物沿磁系上缝隙流经转环，转环内由不锈钢棒（高导磁）组成的感应磁介质在背景磁场中被磁化，磁介质的外表面形成磁场且梯度极高，矿物中含有的磁性颗粒便被吸着在磁介质表面，伴随着转环转动被带至顶部的无磁场区，再通过冲洗水的冲刷，磁性矿物会被带入精矿斗中，没有磁性的矿物沿磁系下缝隙流入尾矿斗中排走。2、34 工业试验数据改造前取样进行数据统计：当扩能一段强磁机电流给到 600 A、给矿（即一段强磁尾矿）品位为 9.48%条件下，扩能一段强磁选机尾矿品位为 7.64%，降低 1.84%。改造后取出多组数据统计结果如下：当扩能一段强磁机电流给到600 A、给矿（即一段强磁尾矿）品位为 8.58%条件下，扩能一段强磁选机尾矿品位为 6.12%，降低 2.46%，改造后效果更为明显。此外在不同条件下进行实验，实验结果均可说明改造后扩能一段强磁尾矿品位降低。扩能一段强磁尾矿品位对比见表 3。高 梯 度 磁 选 机 在 降 低 尾 矿 品 位 中 的 作 用2023 年第2 期 9 表 3扩能一段强磁尾矿品位对比表 4总尾矿品位对比时间电流（A）一段强磁尾矿品位（%）扩能一段强磁尾矿品位（%）降低品位（%）改造前6009.487.641.84改造后8008.716.731.988008.755.762.996008.586.122.463009.226.522.70时间电流（A）一段强磁尾矿品位（%）总尾矿品位（%）改造前7009.4810.64改造后8008.7110.228008.759.906008.5810.343009.2210.36改造前，总尾矿品位为 10.64%，改造后同样进行了不同条件下的实验，结果如下：扩能一段强磁机电流给到800 A、给矿（即一段强磁尾矿）品位为 8.71%条件下总尾矿品位为 10.22%；扩能一段强磁机电流给到 800 A、给矿（即一段强磁尾矿）品位为 8.75%条件下总尾矿品位为 9.90%；扩能一段强磁机电流给到 600 A、给矿（即一段强磁尾矿）品位为 8.58%条件下总尾矿品位为 10.34%；扩能一段强磁机电流给到 300 A、给矿（即一段强磁尾矿）品位为 9.22%条件下总尾矿品位为 10.36%。总尾矿品位对比见表 4。由此可看出用高梯度强磁选机对主要流程一段强磁选尾矿进行再选确实可以达到降低尾矿品位的目的。5 结论（1）大红山铁矿原矿中需要回收的还有大量的以 Fe2O3为主的赤铁矿，与磁铁矿相比较赤铁矿的粒度更细，矿物粒度在 0.05 mm 以下的占比可达 60%，这部分贫连生体在强磁作用下会带入很大一部分脉石夹杂进铁精矿，最后会影响铁精矿的品位，如果进入尾矿后也会影响尾矿品位。（2）大红山铁矿二选厂选矿工艺较大难点是捕捉进入尾矿的细粒级铁精矿产品较为困难，尾矿品位较高。（3）针对存在的困难对扩能一段流程进行改造，增设 SLON-2000 高梯度磁选机整机 2 台、LGS-2000 高梯度磁选机整机 1 台，改造后的流程扩能一段强磁选机尾矿品位相对原矿品位降低2.46%，较改造前提升 33.70%，能够达到回收更多细粒级精矿的目的。（4）通过条件实验探索到最优设备参数：把扩能一段高梯度强磁选机电流控制在 800 A 得到的总尾矿品位为 9.90%，符合二选厂经济技术指标。满足了高效节能、绿色低碳的要求，对尾矿品位的降低、提高综合金属回收率起到了积极的作用。参考文献1 邓琴，温合平，雷敏，等.VTM-1500 立磨机在某铁矿选矿工艺中的应用 J.现代矿业，2020，10：244-245.2 刘振凯，蒙剑华，唐奇.LGS 立式转环感应湿式强磁机及其在钛铁矿分选中的应用 J.有色设备，2011，6：33-35.3 王键敏.SLon 立环脉动高梯度磁选机的应用前景J.赣州有色冶金研究所，1991，1：22-28.4 王晗，邓琴.大红山铁矿开发的综合研究和实践M.北京：冶金工业出版社，2017.551-554.