不同锥度离心机选别新选二车间1段离心机尾矿的工业试验

于春海

(海南矿业股份有限公司)



不同锥度离心机选别新选二车间1段离心机尾矿的工业试验

于春海

(海南矿业股份有限公司)

摘要为探索不同锥度离心机对离心选矿效果的影响，在2段离心选矿进行了单锥度、双锥度和三锥度离心机选矿试验。试验结果表明：8-8双锥度离心机选别指标最好，8-9单锥度离心机次之，8-10三锥度离心机稍差一些；双锥度8-8、单锥度8-9离心机较适合2段离心选矿。

关键词离心机单锥度双锥度三锥度铁精矿品位

海南矿业新选二车间选矿工艺为原矿磨矿—弱磁—强磁—离心重选—离尾再磨—弱磁—强磁—离心重选。自2013年2月试生产以来，2段离心选矿现有的双锥度离心机选别效果较差，精矿和尾矿品位达不到设计要求。而单锥度离心机是海南矿业在原有离心机的基础上加工改进而成，三锥度离心机为赣州金环公司研制产品，这两种离心机先在1段离心选矿进行试验研究。研究结果发现，三锥度离心机与现有1段离心机相比具有精矿低、尾矿低的特点，比较适合现阶段2段离心选矿要求。因此，为了寻找更适合2段选别的离心设备，决定将单锥度、三锥度离心机安装在2段8-9离心机、8-10离心机的位置，并与原有的双锥度离心机8-8进行对比试验。

1矿石性质

海南矿业矿石的自然类型为磁铁赤铁石英岩，夹有含铁闪英岩，工艺类型为闪石型，赤铁矿与磁铁矿在矿样中相对富集，含量不均匀，属变质型矿石。

矿石矿物组成较复杂，有用铁矿物为赤铁矿、镜铁矿、磁铁矿、针铁矿、褐铁矿及含铁方解石，非工业用铁矿物为镁铁闪石，有害铁矿物为黄铁矿及黄钾铁矾。脉石矿物有石英、直闪石、蓝闪石、方解石等。

28-8双锥度离心机单机工业条件试验

2.1延长给矿时间条件试验

因第一阶段2段离心机已进行了给矿时间为80、100、120 s的3个条件试验，其中120 s指标较好，故此次延时给矿时间试验进行120、160、200、240、280 s共5个条件的试验，试验固定给矿细度 -45 μm 97%、给矿浓度15%、给矿体积6 m3/h、转鼓转速200 r/min、精矿漂洗水角度45°，试验每个条件做5组以适应生产中给矿品位、给矿浓度的变化，试验平均结果见表1。

表1　8-8双锥度离心机给矿时间试验结果

由表1可知，随着给矿时间的升高，精矿铁品位、尾矿铁品位同时升高，而精矿产率与铁回收率同步下降；综合考虑各指标，选择给矿时间120 s为宜。

2.2给矿体积条件试验

固定给矿细度为-45 μm 97%、给矿浓度为15%、给矿时间为120 s、转鼓转速为200 r/min、精矿漂洗水角度45°，进行给矿体积分别为4、6、8、10、12 m3/h的条件试验，试验平均结果见表2。

表2　8-8双锥度离心机给矿体积试验结果

由表2可知，随着给矿体积的增大，单机处理的干矿量增大，精矿品位升高幅度不大，而尾矿品位却大幅度上升，精矿产率和回收率随之下降；综合考虑，给矿体积选择6 m3/h。

2.3转鼓转速试验

固定给矿细度为-45 μm 97%、给矿浓度为15%、给矿时间为120 s、精矿漂洗水角度为45°、给矿体积为6 m3/h进行转鼓转速分别为180，200，220，240，260 r/min的条件试验，试验平均结果见表3。

表3　8-8双锥度离心机转鼓转速试验结果

由表3可知，随着转鼓转速的升高，精矿品位和尾矿品位呈规律性下降，而精矿产率和回收率呈规律性上升，其选别技术指标以260 r/min为最好；但当转速从220 r/min提高到240、260 r/min时，离心机转鼓的响声较大，综合考虑各项因素选择转鼓转速为220 r/min。

2.4精矿漂洗水角度条件试验

精矿漂洗水量试验为随机进行，在给矿细度为-45 μm 97%、给矿浓度为15%、给矿时间为120 s、给矿体积6 m3/h、转鼓转速为220 r/min的固定条件下，进行精矿漂洗水角度分别为30°～35°，45°～50°，60°～65°，75°～80°的条件试验。试验期间，给矿品位偏低，最低给矿品位仅45.4%，平均结果见表4。

表4　8-8双锥度离心机精矿漂洗水试验结果

由表4可知，随着精矿漂洗水角度的增大精矿品位和尾矿品位同步上升，而精矿产率和回收率同步下降；在给矿品位偏低的情况下，要保证精矿品位在60%以上，生产中精矿漂洗水阀开启角度必须控制在60°～80°。

2.5给矿浓度条件试验

给矿浓度试验期间，给矿品位波动较大，为47.04%～56.02%，固定给矿细度为-45 μm 97%、给矿体积为6 m3/h、给矿时间为120 s、精矿漂洗水角度为60°～80°，给矿转速分别选择180，220，260 r/min，其中180 r/min为二批样平均值，220，260 r/min是四批样平均值，试验结果见表5。

表5　不同转速不同给矿浓度试验指标平均结果

由表5可知，在转鼓转速为180 r/min、给矿品位为51.56%、给矿浓度为20.48%的条件下，可获得精矿铁品位为60.17%，尾矿铁品位为41.5%的指标；而当给矿品位大于53%，给矿浓度为27.5%～32.2%时，可获得精矿铁品位为60%左右，尾矿铁品位为41.5%～41.6%的指标，精矿产率可达到62.4%～67.26%，回收率为70.57%～74.80%；而当转鼓转速达到220、260 r/min时随着给矿浓度的升高，精矿铁品位和尾矿铁品位下降，而精矿产率和铁回收率同步上升；由于给矿品位均低于50%，无论低浓度还是高浓度均未使精矿铁品位达到59%。

综合上述试验结果表明，在此给矿条件下，8-8单锥度离心机条件试验最佳技术参数为给矿时间120 s(间隔10 s、冲矿25 s、复位5 s)，给矿体积为6 m3/h，转鼓转速为220 r/min，精矿漂洗水阀开启角度为60°～80°。

38-9单锥度离心机工业条件试验

3.1给矿时间条件试验

试验采取生产随机取样，固定给矿细度为-45 μm 96%、给矿浓度为17%、给矿体积为6 m3/h、转鼓转速为180 r/min(生产中使用180 r/min，试验未做调整)，精矿漂洗水阀角度控制在50°～60°，进行给矿时间条件试验，试验平均结果见表6。

表6　8-9单锥度离心机给矿时间试验结果

由表6可知，随着给矿时间的增加，精矿铁品位、尾矿铁品位升高，而精矿产率与铁回收率下降；综合考虑，给矿时间以100 s为最佳。

3.2给矿体积条件试验

固定给矿细度为-45 μm 96%、给矿浓度为17%、给矿时间100 s、转鼓转速为200 r/min(生产中使用200 r/min，试验未做调整)、精矿漂洗水角度控制在50°～60°，进行给矿体积条件试验。试验时采用生产随机试验取样，其四批试样平均结果见表7。

表7　8-9单锥度离心机给矿体积试验结果

由表7可知，在给矿品位基本相近的条件下，随着给矿体积的升高，精矿铁品位随之升高，但上升到10 m3/h后精矿铁品位下降；而尾矿铁品位却随给矿体积升高而升高，精矿产率和铁回收率随给矿体积升高同步下降；若二离心精矿品位以60%为目标，综合考虑给矿体积6 m3/h为最佳。

3.3离心机转鼓转速条件试验

固定给矿细度为-45 μm 96%、给矿浓度为17%、给矿时间100 s、精矿漂洗水角度控制在50°～60°、给矿体积6 m3/h，进行转鼓转速条件试验。试验时采用生产随机试验取样，其四批样平均结果见表8。

表8　8-9单锥度离心机转鼓转速试验平均结果

由表8可知，随着转鼓转速的升高，精矿铁品位和尾矿铁品位呈规律性下降，而精矿产率和铁回收率呈规律性上升；综合考虑选择220 r/min为宜。

3.4精矿漂洗水角度条件试验

固定给矿细度为-45 μm 96%、给矿浓度为17%、给矿时间为100 s、给矿体积为6 m3/h、转鼓转速为220 r/min进行精矿漂洗水角度条件试验，试验平均结果见表9。

表9　8-9单锥度离心机精矿漂洗水角度试验结果

由表9可知，随着精矿漂洗水阀角度的增大，精矿铁品位和尾矿铁品位同步上升，而精矿产率和铁回收率同步下降；在此给矿品位的条件下，要使精矿铁品位达到60%以上，生产中精矿漂洗水阀开启角度必须控制在60°～80°。

3.5给矿浓度条件试验

固定给矿细度为-45 μm 96%、给矿时间100 s、精矿漂洗水角度控制在60°～80°、给矿体积6 m3/h、转鼓转速220 r/min，进行给矿浓度试验，试验平均结果见表10。

表10　8-9单锥度离心机给矿浓度大小试验结果

由表10可知，随着给矿浓度升高，其精矿铁品位和尾矿铁品位同步下降，而精矿产率和铁回收率同步上升；给矿浓度为22.35%～32.46%时，均可获得铁品位大于61%的精矿，而尾矿铁品位为38.82%～41.74%；综合考虑给矿浓度为32.46%时指标最好。

综上试验结果表明，8-9单锥度离心机在给矿品位必须在53%以上时，条件试验最佳技术参数为：给矿时间100 s(间隔10 s、冲矿25 s、复位5 s)，给矿体积6 m3/h，转鼓转速220 r/min，精矿漂洗水角度为60°～80°。

48-10三锥度离心机工业条件试验

4.1给矿时间条件试验

试验随机进行，给矿浓度和给矿品位不作人为调整，试验期间给矿浓度波动于14.44%～21.29%、给矿品位波动于51.2%～57%，固定给矿细度为-45 μm 97%、给矿浓度为20%、给矿体积为6 m3/h、转鼓转速为200 r/min、精矿漂洗水角度为50°～60°进行给矿时间试验，试验平均结果见表11。

由表11可知，随着给矿时间的升高，精矿铁品位、尾矿铁品位同步升高，而精矿产率与铁回收率同步下降；兼顾精矿品位、产率与回收率，给矿时间以120 s为最佳。

表11　8-10三锥度离心机给矿时间试验结果

4.2给矿体积条件试验

试验期间给矿浓度调整到20%以上，试验中给矿品位偏低，但波动性小，为50.7%～52.4%，固定给矿细度为-45 μm 97%、给矿时间以120 s、转鼓转速为200 r/min、精矿漂洗水角度为50°～60°进行给矿体积条件试验，给矿体积四批样平均结果见表12。

表12　8-10三锥度离心机给矿体积试验结果

由表12可知，随着给矿体积的增大，单机处理的干矿量增大，精矿铁品位和尾矿铁品位随之升高，而精矿产率和铁回收率随之下降；结合精矿品位、产率和回收率三者考虑，给矿体积6 m3/h为宜。

4.3转鼓转速条件试验

固定给矿细度为-45 μm 97%、给矿浓度为20%、给矿时间120 s、精矿漂洗水角度控制在50°～60°、给矿体积6 m3/h，进行转鼓转速条件试验。试验采用生产随机进行，给矿品位波动于49.5%～51.6%，给矿浓度波动于15.77%～24.43%，试验平均结果见表13。

由表13可知，随着转鼓转速的升高，精矿铁品位和尾矿铁品位呈规律性下降，而精矿产率和铁回收率呈规律性上升。综合考虑各项因素，选择转鼓转速为220 r/min。

4.4精矿漂洗水角度条件试验

精矿漂洗水角度试验，固定给矿细度为-45 μm 97%、给矿浓度为20%、给矿体积为6 m3/h、给矿时间为120 s、转鼓转速为220 r/min，给矿品位为49.64%～53.10%，试验进行精矿漂洗水角度试验。四批样平均给矿品位偏低，仅51.5%左右，试验结果见表14。

由表14可知，随着精矿漂洗水阀角度的增大，精矿铁品位和尾矿铁品位呈规律性上升，而精矿产率和铁回收率呈规律性下降，精矿漂洗水阀开启角度在60°～80°(最大90°)时，其平均精矿铁品位仅为57.31%，综合考虑，精矿漂洗水角度选择60°～80°。

表13　8-10三锥度转鼓转速试验平均结果

表14　8-10三锥度离心机精矿漂洗水试验结果

4.5给矿浓度条件试验

给矿浓度试验采用人工挂机提高浓度，固定给矿细度为-45 μm 97%、给矿体积为6 m3/h、给矿时间为120 s、转鼓转速为220 r/min、精矿漂洗水角度为60°～80°，试验期间平均给矿品位偏低，给矿品位为48.44%～54.60%，试验结果见表15。

表15　8-10三锥度离心机给矿浓度试验结果

由表15可知，随着给矿浓度升高，精矿铁品位下降，尾矿铁品位升高，精矿产率和铁回收率同步上升；由于给矿品位偏低(50%左右)，精矿铁品位很难达到60%左右。

综上所述，8-9单锥度离心机条件试验最佳技术参数为：给矿品位必须在53%以上时，给矿时间为120 s(间隔10 s、冲矿25 s、复位5 s)，给矿体积为6 m3/h，转鼓转速为220 r/min，精矿漂洗水角度为60°～80°。

5二段离心机8-8双锥度、8-9单锥度、8-10三锥度离心机取样对比试验

根据上述3种不同转鼓锥度的离心机单机试验结果，选择同一固定参数对8-8(双锥度)、8-9(单锥度)、8-10(三锥度)离心机进行单机对比取样。固定参数给矿细度为-45 μm 95%、给矿体积6～6.5 m3/h、给矿时间120 s、转鼓转速220 r/min、精矿漂洗水角度90°全开。为确保每台设备性能稳定，试验前对3台离心机中的精矿漂洗水管进行了拆除清理，保证水眼不堵。对比试验期间，给矿品位较稳定，除2批给矿品位为50.18%、50.5%以外，其余22批给矿品位均为52.2%～56%，平均53%左右。试验给矿浓度变化范围为15%～35%，按浓度分类，3种不同锥度离心机取样对比结果见表16。

由表16可知，在给矿浓度为15%～25%，如按铁精矿品位60%为标准，兼顾精矿产率和回收率， 8-8选别指标最好，8-9次之，8-10稍差；在给矿浓度为25%～35%时，按铁精矿品位60%为标准，8-9最好，8-8次之，8-10稍差，但结合精矿品位、产率和回收率三者关系，8-8指标最好，8-9次之，8-10稍差。

62段离心机全流程取样试验

对比试验结束后，对生产中的2段离心作业进行流程取样，以验证单机取样结果与总流程取样是否存在差异。总流程单机给矿体积为6～6.5 m3/h、给矿时间为120 s，转鼓转速为 220 r/min，精矿漂洗水90°全开。此次试验生产中给矿浓度为20.24%～36.32%，平均为28.80%，给矿品位为51.40%～55.20%，平均为53.58%，但仍获得了较好的指标，总流程取样结果见表17～表19。

表16　2段离心机8-8、8-9、8-10离心机对比试验结果

表17　2段离心全流程取样结果

由表17全流程取样平均结果可知，在平均给矿浓度为28.80%、平均给矿品位为53.58%的条件下，可获得平均品位为58.97%、精矿产率和回收率分别为78.29%和82.88%的铁精矿，尾矿平均品位为37.13%。同时段生产指标2段离心机的精矿品位为57.37% ，尾矿品位为44.91%，全流程调试取样与同时段的生产指标相比精矿品位提高1.6个百分点、尾矿品位低7.78个百分点；结果说明2段离心机用小体积生产能获得较好的选别指标。

表18　按给矿品位大小统计结果

由表18按给矿品位大小分类结果可知，在3批给矿品位平均为51.51%时，平均精矿品位较低仅55.60%。而15批给矿品位平均为53.93%时能获得精矿铁品位为59.64%，尾矿铁品位为37.15%的满意指标，此时平均精矿产率为74.61%，铁回收率为82.51%。

由表19按给矿浓度大小分类结果可知，在给矿品位相近的前提下，随着给矿浓度升高，精矿铁品位下降，尾矿铁品位下降，产率和铁回收率升高；如果要使精矿铁品位达到59%以上，生产中的给矿浓度应控制在20%～30%。

7结语

(1)3种不同锥度离心机对比试验结果表明：当给矿品位为53.17%、给矿浓度为20%～25%时，8-8(双锥度)可获得品位为61.02%，产率为66.50%的铁精矿，尾矿品位为37.59%；8-9(单锥度)可获得品位为61.10%，产率为62.66%的铁精矿，尾矿品位为39.86%；8-10(三锥度)可获得品位为59.12%，产率为71.41%的铁精矿，尾矿品位为38.31%；在此给矿条件下，三种离心机均能获得较好的选别指标，综合考虑精矿品位、精矿产率和尾矿品位等因素，8-8选别指标最好，8-9次之，8-10稍差，8-8、

表19　按给矿浓度统计结果

8-9两种机型均适合2段离心机作业的选别。

(2)全流程调试试验结果表明：在平均给矿浓度为28.80%、平均给矿品位为53.58%的条件下，可获得铁品位为58.97%、精矿产率和作业回收率分别为78.29%和82.88%的铁精矿，尾矿品位为37.13%。

(3)流程取样按给矿品位大小分类结果表明：当平均给矿品位为51.51%时，可获得铁品位为55.60%、精矿产率和作业回收率分别为78.05%和84.24%的铁精矿，尾矿铁品位为36.97%；当平均给矿品位为53.93%，可获得铁品位为59.64%、精矿产率和作业回收率分别为74.61%和82.51%的铁精矿，尾矿铁品位为37.15%；试验结果表明，高品位入选指标比低品位入选指标好。

(4)2段离心选矿单机的最佳给矿体积为6～6.5 m3/h，20台离心机全开所能处理的总体积为120～130 m3/h，而目前3#浓缩池给入2段离心机的总体积为250 m3/h。因此，要满足生产需要，获得了较好的选矿指标，需要增加20台离心机。

(收稿日期2015-11-23)

于春海(1984—)，男，助理工程师，572700 海南省昌江黎族自治县石碌镇中一区1栋302室。