马钢南山矿凹山选厂利用淘洗机提质降杂工业试验

耿希华

(马钢集团设计研究院有限责任公司)

南山矿业公司凹山选厂主要处理凹山矿铁矿石。随着凹山采场闭坑，高村铁矿的建成投产，凹山选厂转换为处理高村矿。高村矿较凹山矿矿石结晶粒度细，需要深磨细选。现场受制三段磨矿细筛分级限制，三段磨矿细度只能达到-0.074 mm 92%左右，精矿铁品位在63.5%左右，铁精矿品位不能达到64%以上，不能适应后续冶炼对高品质铁精矿的要求。为进一步提升选矿产品品质，为后续冶炼提供更高品质的原料，采用淘洗机对现有精矿进行工业试验，探索淘洗机对凹选精矿提质降杂的可行性。

1 工业试验方案及设备

1.1 试验方案

凹山选厂现场流程考察结果表明，现场第四段磁选采用弱磁筒式磁选机对最终精矿铁品位的提高幅度较小。分析原因：①由于现场二段磨矿细度只有约-0.074 mm 85%，磨矿粒度偏粗，矿石不能有效单体解离，存在较多磁铁矿与脉石的连生体，这些连生体的磁化率仍属强磁性矿物的范围，弱磁磁选机也将其回收到磁性产品中；②有磁性夹杂的存在，弱磁筒式磁选机选别时由于磁链的形成使产品中夹杂的非磁性杂质无法抛出，导致磁性产品铁品位不能有效提高。淘洗机作为一种磁铁矿精选设备，可以有效剔除贫连生体和机械夹杂,在铁矿选矿厂已经被广泛应用[1-3]。此次工业试验利用淘洗机对凹山选厂四磁精矿进行精选工业试验,精选精矿送过滤厂房过滤，尾矿自流到尾矿溜槽进入尾矿浓缩系统。淘洗机工业试验流程见图1。

图1 淘洗机工业试验流程

1.2 试验设备

工业试验主要设备有石家庄金垦科技有限公司生产的CH-CXJ34000型全自动淘洗磁选机1台(选别直径2 000 mm)，离心式渣浆泵1台。

全自动淘洗磁选机通过特殊的磁系设计，内部有多重磁场相互叠加，水平方向磁场为均匀分布的磁场，垂直方向磁场为磁力向下连续、复合的磁场。其工作原理为矿物由筒体上部进入选别筒后，磁性颗粒在连续向下的磁力、重力以及上升水的冲力联合作用下，结成“磁链”悬浮下行，至设备底部形成精矿排出。在水平方向均匀磁场的作用下，磁链不能左右运动，磁性矿物不会向筒壁“团聚”。矿石中的脉石矿物分布在磁链的周围，在上升水的作用下升至淘洗机顶部溢出形成淘洗尾矿。

淘洗机工作条件为固定磁场强度155 kA/m、补偿磁场强度为130 kA/m、循环磁场强度140 kA/m，底阀开度为20%，主水阀开度为50%，取样过程中根据矿石性质的变化自动微调。给矿量为0.5～1 t/h，给矿浓度约35%，供水压力≥0.2 MPa，淘洗机供水量需满足3～8 m3/h。

2 试验结果

在调整好试验设备的工艺参数后进行工业试验。按工艺流程对每个取样点进行取样，并测定每个点的矿浆浓度、粒度以及全铁品位等，试验共取样25批次，结果取平均值。试验结果见表1、表2和图2。

表1 淘洗机工业试验给矿与精矿结果对比 %

表2 淘洗机给矿与淘洗机精矿多元素分析对比 %

由表1可知，淘洗机精选给矿平均品位为61.63%，淘洗机精矿平均品位为65.17%，即铁品位提高了3.54个百分点，精矿作业回收率达到98.56%。淘洗尾矿铁品位平均为12.78%，所以需考虑对淘洗尾矿进行进一步回收利用，以减少铁元素损失。

由表2可知，利用淘洗机精选时精矿中杂质含量均有所下降，其中Al2O3含量可降低至≤2%，SiO2含量可降低至≤4%。

由图2可见，随着给矿铁品位的提高，精矿铁品位提高幅度降低，说明淘洗机选别并不能改变矿石解离度，随着解离度的增加、连生体的减少，其精选效果会逐渐减小。

图2 淘洗机精矿品位提升幅度与给矿品位的关系

3 结 语

马钢南山矿通过试验研究表明，淘洗机对于提高凹山选厂精矿铁品位、降低杂质含量有较为显著的效果，且试验期间设备运行稳定，可靠性好；但淘洗尾矿铁品位较高，在一定程度上造成有用元素损失，需要进一步研究尾矿中铁元素的回收利用。