盘式自卸磁选回收机在中关铁矿的应用

刘云龙 张义坤 谢安铭 李彦科

（河北钢铁集团沙河中关铁矿有限公司）

铁矿石是矿产资源的重要组成部分，其作为世界最大的商品之一，对国民经济和社会发展具有重要影响［1］。我国磁铁矿矿石资源整体呈现贫、细、杂的特点，再加上优质磁铁矿资源的不断枯竭，导致矿产资源可持续供给能力逐年下降。据资料显示，我国铁矿石对外依存度在80%以上［2］，故结合当地资源赋存状态，降低选矿比，提高精矿产量显得格外重要。

中关铁矿属接触交代矽卡岩型磁铁矿床，矿石总储量9 489.21 万t，平均铁品位45%，矿石类型以原生磁铁矿石为主，局部见有氧化矿石，矿石中有用工业铁矿物主要为磁铁矿，另有少量金属硫化物黄铁矿［3］。由于硫元素的存在，导致铁精粉中的硫含量相对较高，尽管通过增加磨矿时间、提高磨矿细度的办法可使铁矿石达到更高的单体解离度使硫铁分离，但致使尾磁偏高、金属流失增加。

尾矿品位是综合反映选矿工艺技术能力与水平的一个关键性技术经济指标，本着降本增效、节约资源的目的，通过对尾矿现状研究以及查阅大量文献［4-5］，选择在现有工艺流程上引入尾矿回收机。生产实践表明，该设备的引入可有效提高铁精粉回收效率，解决现有生产问题。

1 盘式回收机的构造原理及技术性能

1.1 构造原理

ZX 系列自卸磁选尾矿回收机采用盘式组合结构（图1），主要由传动装置、卸矿系统以及磁盘等组成，适用于磁性物料的尾矿回收。该设备采用磁翻滚和磁块的结构设计原理，具有成品回收率高、品位高及卸料充分等特点。为了降低能源消耗，该设备以永久磁场代替电磁场，全年可节约电能144万kW·h，与旧式回收机相比，其性能与经济效益均有明显提升。

1.2 技术性能

ZX 型自卸磁选尾矿回收机的表面磁感应强度≥500 mT，回收磁盘转速在5～10 r/min，减速器为ZQ系列（i=40.17），各项技术指标经过不断完善，具备优势：①可消除磁性较弱的连生体矿粒及夹杂的影响，并加强了矿物在回收过程中的返料效果；②加装的导流板可使物料充分搅动并消除无磁区；③通过挡流分流装置使物料充分流经强磁选别区，提高回收率；④可实现远程控制的全过程运转；⑤设备运转过程实现了自动化，节省人力资源。

通过现场研究，最终选用ZX15-8 型盘式磁选回收机并安装在尾矿溜槽处，其技术性能参数见表1。

2 现场应用及调试

2.1 原工艺应用情况

中关铁矿的矿石类型以原生磁铁矿石为主，其选矿厂原矿处理量200 万t/a。目前，选厂采用一段开路自磨、二段闭路球磨、三次磁选、阶段磨矿阶段选别工艺流程（图2）。

2.2 尾矿回收工艺技术指标

在尾矿溜槽处增设1 条尾矿回收流槽，随后进行设备安装、空载试机和负荷试机工作，当进行负荷工作时，通过打开冲水装置，可防止回收矿浆自流造成的堵塞现象，最后通过调试设备达到最佳回收效果。

2.2.1 后挡板高度对回收效果的影响

回收机后挡板高度可影响回升槽尾矿浆液面高度，槽体矿浆储存区液面过低，可减少磁盘对矿浆中磁性铁的有效吸附，直接降低尾矿回收机的运行效率。通过对比后挡板不同高度对回收机效率的影响，进行4组测试，测试结果见表2。

由表2 可知，随着后挡板高度不断提高，尾矿浆液中发现有夹杂情况，为保证尾矿回收作业兼具高回收率且无颗粒夹杂，尾矿回收机后挡板高度调整为300 mm较合理。

2.2.2 矿浆流速对回收效果的影响

测试中发现，矿浆流速的加快同样会影响尾矿回收机的运行效率，在回收机给料端口处增加1个给料减速箱，其安装角度（与进料溜槽的角度）可以一定程度地影响矿浆流速，不同角度对回收机工作效率的影响见表3。

由表3可知，当给料减速箱与溜槽为90°时，矿浆在溜槽内的流速最低，其经过尾矿回收机磁盘的时间增长，矿浆中的磁性铁可被磁盘充分吸附，故磁性铁回收率相对最高。

2.2.3 矿浆槽内部件对回收效果的影响

考虑矿浆槽内放置的部件对尾矿回收效率的影响，在矿浆槽内设置导流板并放置多个用于搅动矿浆的搅动块，其不仅可以促进磁盘对槽壁附近矿浆中磁性铁的吸附，同时也可减少沉积矿浆对集料盘的磨损，矿浆槽内部件对尾矿回收机效率的影响见表4。

由表4可知，导流板与搅动块的混合使用提高了尾矿回收机的运行效率，使磁性铁回收率有所增加，减少了尾矿中磁性铁的含量。

2.2.4 技改后回收工艺技术指标

在后挡板高度为300 mm、给料减速箱与溜槽安装角度为90°、矿浆槽内放置导流板与搅动块的条件下进行24 h验证试验，试验结果见表5。

注：精矿细度均指-0.074 mm含量。

由表5 可知，使用该设备后，在保证铁精粉细度和硫含量达标的前提下，尾矿全铁品位明显下降，精矿平均全铁品位达67.42%，回收效果明显，与条件试验结果相比，该试验结果具有较好的重复性。

3 其他建议

生产过程中在规章制度方面应做到：①严格把控细度设计标准，继续加强一段磨机操作，降低磁选机跑尾现象；②定时检查各段生产设备及尾矿回收机状况，保证运行良好；③加强磁选机操作和巡查，及时检修，调整跑、冒、滴、漏现象。

在回收机各装置的选择和应用方面应做到未雨绸缪，刮刀与刮刀架的频繁使用极易造成磨损，导致刮刀与磁盘间隙增大，降低尾矿回收机的运行效率。针对卸料装置存在的问题，建议将材料更换为不锈钢材质，定期更换刮刀，降低刮刀磨损因素带来的不良影响。接料槽的规格应根据生产实际进行相应调整，消除漏料、磨损等因素带来的影响。

4 结语

（1）ZX系列盘式自卸磁选回收机具有性能优越、性价比高、回收效果好的特点，通过现场调试应用，达到了预期效果，经济效益显著，具有推广应用价值。

（2）尾矿回收机的应用使选矿工艺铁精矿平均品位达到了67.42%，提高了约1.2 个百分点，由于尾矿中的铁仍具有一定的回收价值，建议继续增设1～2台盘式回收机进行回收验证。