ZCLA 型磁选机在重选2-0.5 系统的应用①

刘安平， 衣德强， 张祖刚， 周 润

(南京梅山冶金发展有限公司矿业分公司,江苏 南京210041)

梅山铁矿选矿原则流程为入选原矿先经磁选、重选预先抛尾,所得粗精矿经细碎后给入磨浮系统,两段闭路磨矿后-0.074 mm 粒级含量达70%左右,再经浮选脱硫、磁选降磷、浓缩过滤脱水后得到最终铁精矿［1-4］。 预选抛尾采用直线筛分级洗矿,分为-50+20 mm、-20+2 mm 和-2 mm 共3 个粒级,-2 mm 粒级通过Ф5 m 浓缩锥斗分为-2+0.5 mm 与-0.5 mm 粒级,2 个粒级物料分别采用不同工艺进行选别。 多年的生产实践表明,-20+2 mm 与-0.5 mm 粒级采用的工艺是合理的,而-50+20 mm 与-2+0.5 mm 粒级采用的工艺各自存在不足,本文仅对-2+0.5 mm 系统存在的问题进行讨论。 该粒级采用一粗一扫选别,扫选采用中磁选抛尾,尾矿铁品位达23.00%左右,与其他各粒级尾矿铁品位相比明显偏高,说明采用中磁选抛尾不尽合理,大量赤铁矿及菱铁矿流失于尾矿中,如何回收此部分弱磁性矿物是降低该粒级尾矿品位的关健。

1 矿石性质

梅山铁矿为宁芜式玢岩铁矿,矿石中含铁矿物主要有磁铁矿、半假象赤铁矿、假象赤铁矿、菱铁矿、黄铁矿等；脉石矿物主要有碳酸盐矿物、绿泥石、高岭土、石英、方柱石、透辉石、石榴石等。 矿石呈中细粒结构、交代残余结构、海绵陨铁结构等,主要构造有块状构造、浸染状构造、斑点状构造、网脉浸染状构造和角砾状构造等。

磁铁矿呈自形～半自形晶,粒度一般为0.05 ～0.5 mm,局部1.0～2.5 mm；假象～半假象赤铁矿系气液交代磁铁矿而成,粒度一般为0.02 ～0.05 mm；菱铁矿呈隐晶～微晶,粒度0.02 ～0.1 mm,为交代早期铁矿物,主要是交代石榴子石；黄铁矿呈自形晶,粒度一般为0.01～0.7 mm,呈星散状、网脉状分布于各类矿石中,也有呈块状、浸染状构成黄铁矿矿体,常见交代假象赤铁矿的现象。

随着矿山开采向深部延伸矿石质量逐渐变差,矿石类型更为复杂,且各类型矿石间互相穿插较为普遍,下部矿体铁主要赋存于假象赤铁矿、半假象赤铁矿和菱铁矿中,其次在磁铁矿和铁硅酸盐中,TFe 品位在28%～51%之间,平均品位38.39%,S 主要赋存于黄铁矿中,S 品位在0.02%～2.5%之间,平均品位1.62%,P主要赋存于磷灰石中,P 品位在0.05%～0.55%之间,平均品位0.27%；碱度一般0.3～0.9,平均0.65。

2 试验研究

2.1 探索试验

ZCLA 磁选机在其分选空间内利用重力、磁力和离心力协同作用,对入选矿石进行高效分选,由于其磁性产品排矿区没有明显的分选带,所以不存在因偶尔夹带的粗颗粒刮伤磁力分选筒的现象,并可在分选筒内安装不同类型的聚磁分选介质,提高分选磁场梯度,从而拓宽磁性微细粒级的下限,提高已经解离的微细颗粒磁性产品回收率。

ZCLA 磁选机的分选过程为:待选物料通过中心给矿管径向给入分选滚筒内进行分选。 磁性矿物在分选区受到磁力-重力和离心拉力的作用后紧贴着分选滚筒的筒壁,沿其旋转方向在漂洗区运行,受到漂洗水洗涤-脱水后进入分选区,在分选区的卸矿区内通过顶部冲洗水将该产品卸入磁性产品接矿箱中,脱离分选设备,余下的非磁性产物通过底部收集箱排出,整个分选过程结束。

对梅山矿业分公司-2+0.5 mm 粒级中场强磁选机给矿进行了ZCLAΦ630 mm × 1 200 mm 磁选机探索试验,获得选矿指标见表1。 探索试验结果表明,除精矿品位下降1.5 个百分点外,精矿产率和回收率明显提高,尾矿品位及尾矿产率显著下降。 故此决定开展半工业试验。

表1 ZCLA 磁选机探索试验结果

2.2 半工业试验

为了探索ZCLA 磁选机在现场应用的可行性,在梅山重选作业区-2+0.5 mm 系统安装1 台ZCLAΦ950 mm × 3 800 mm 磁选机开展半工业试验,由原来的一粗一扫流程改为一次选别流程,经过1.5 个月分流试验,所得现场半工业试验选别指标见表2。

表2 ZCLA 磁选机现场半工业试验结果

半工业试验结果表明,与原流程对比,精矿品位相近,精矿产率提高6.23 个百分点,金属回收率提高10.23 个百分点,尾矿品位降低4.36 个百分点。

2.3 工业试验

2.3.1 工业试验结果

在半工业试验基础上,采购了1 台ZCLAΦ1 200 mm × 4 800 mm 磁选机进行工业试验,连续运转3 个月,所得工业试验选别指标见表3。

表3 ZCLA 磁选机现场工业试验结果

工业试验结果表明,对比原流程,ZCLA 精矿品位降低1.72 个百分点,产率提高7.24 个百分点,金属回收率提高9.01 个百分点,尾矿品位降低2.48 个百分点,选别效率提高3.77 个百分点。 设备运行稳定且运转率高达99%,操作维护工作量少,在现场受到欢迎。ZCLA 磁选机工业试验成功为该系统技术改造提供了可靠的技术支撑。

2.3.2 产品物相分析

ZCLA 磁选机与原流程选别各产品物相分析结果见表4。

表4 各产品铁物相分析分析结果（质量分数）/%

从铁物相分析结果可以计算得出,ZCLA 尾矿磁性铁含量0.653%,比原流程低0.204 个百分点,精矿中Fe3O4和Fe2O3回收率81.12%,比原流程高15.22个百分点,说明ZCLA 对Fe3O4和Fe2O3的回收效果较原流程好。

3 生产应用

原流程采用一粗一扫选别,分别安装4 台Φ1 050 mm × 2 400 mm 弱磁选机和中磁选机,同时还装有1 台弧形筛隔粗,该系统年处理矿量(90～95)万吨。

改造后流程优点为:流程简单,取消了弧形筛,变2 次选别为1 次选别,运行更稳定；可粗粒级入料,不堵塞,不刮坏分选筒；一次选别可以同时分选强磁性矿物和弱磁性矿物,得到强磁性和弱磁性混合精矿,回收率更高；节约用水量,ZCLA 选矿机给矿浓度45%～58%,高于普通筒式磁选机给矿浓度25%～35%,精矿浓度50%～60%；节能、环保,降低了分矿箱高度,减少了输送泵扬程。 ZCLA 选矿机采用永磁磁系设计,处理量50～120 t/h 的设备能耗为7 kW/h 左右,仅为同等电磁设备的10%左右。 由于采用特殊的分选方式,整个分选过程在密闭空间内进行,使矿浆不外流,保证了生产场地的环境卫生；设备台套减少5 台,固定资产投资少,运行成本更低；维护方便易损件少,设备稳定运转率达到95%以上,设备定期更换易损件容易。 改造完成后仅采用一次选别,仅3 台ZCLAΦ1 200 mm ×4 800 mm 磁选机就能满足生产需求。

新流程于2019 年12 月完成改造调试并投入生产使用,新流程数质量流程见图1。

改造后流程正常投入生产后,对新流程的生产指标进行了10 天共240 h 指标统计,结果见表5。 统计结果表明,生产指标与工业试验指标基本相当,全流程投入生产以来运行稳定,无故障,生产指标理想。

4 结 语

图1 重选作业区-2+0.5 mm 系统选矿数质量流程

表5 稳定运行生产指标统计

1) 梅山重选作业区-2+0.5 mm 系统采用ZCLA磁选机替代原有的弱磁选机、中磁选机,可以获得ZCLA 精矿平均品位54.37%、产率42.85%、金属回收率64.86%、尾矿品位21.86%、选别效率45.04%的试验指标。 设备运行稳定且运转率高达99%,操作维护工作量少,极大提高了该系统作业回收率,降低了尾矿产率。

2) 工艺流程采用一次选别替代原有的一粗一扫选别,流程简单,取消了弧形筛,运行更稳定,设备台套减少5 台,固定资产投资少,运行成本更低,同时新流程在节能环保上具有明显优势,投入运行以来体现了良好的经济效益和社会效益。