磁鐵礦選礦設備的改造與更新

首鋼秘魯鐵礦位于秘魯西南部的伊卡大區(qū)，是首鋼集團重要的境外礦石基地，年處理高品位磁鐵礦1000多尤噸，年產(chǎn)精礦700多尤噸，為了擴大產(chǎn)能、提高分選指標、減少原有設備的占地面積，首鋼秘魯鐵礦決定對舊的生產(chǎn)線進行技術發(fā)行和設備的升級換代。

1、礦石性質(zhì)

秘魯鐵礦目前處理的鐵礦為含銅、低磷高硫酸性磁鐵礦石。礦石中可供選礦回收的主要組分是鐵、銅、鈷、硫，需要選礦丟棄的組分是SiO2、Al2O3、CaO、MgO等。礦石中金屬礦物以磁鐵礦為主，其次是半假象赤鐵礦、假象赤鐵礦、褐鐵礦、黃鐵礦、白鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦，另有少量銅蘭、閃鋅礦、方鉛礦、輝銅礦等，脈石主要是陽起石、透閃石和普通角閃石。礦石中的有害組分磷、砷含量很低，對選礦產(chǎn)品質(zhì)量影響很小，但是硫含量很高，選礦過程必須采用脫硫作用，以獲得合格的鐵精礦，因此選廠采用了階段磨礦、弱磁選回收鐵礦石礦物，利用浮選進行脫硫作業(yè)獲得最終精礦的工藝流程，發(fā)行前選礦原則流程見圖1。

2、存在的問題及原因分析

隨著礦山規(guī)模擴大，選礦廠處理量逐漸增大，原磁選流程及磁鐵礦選礦設備逐漸暴露出其不適應性。

（1）處理能力低。在現(xiàn)有流程中，采用的磁選機種類型號較多，其中粗磁選采用了Φ600mm雙筒磁選機，精磁選采用了Φ600mm三筒的磁選機，為減少金屬損失，球磨機不得不降低處理量，從而影響選礦生產(chǎn)的順利進行，限制了選礦能力的進一步擴展。

（2）分選效果差。選礦指標隨著礦量變化而波動，當?shù)V量增大，礦漿在選別空間流速加快，導致尾礦品位升高，且礦漿量的增大極易造成尾礦來不及排出而發(fā)生跑礦現(xiàn)象，致使金屬回收率降低。

（3）占地面積大。以選廠中的第一系列為例，精選段原有流程中需要排布11臺三筒精選磁選機，如需增加新的產(chǎn)能，選廠中已經(jīng)沒有新的空間增加新設備。為了提高產(chǎn)能，決定將原有的粗磁選機和精磁選機替換為Φ1200mm筒徑的磁選機，并減少分選次數(shù)。

通過對流程中磁選的不適應性分析，提出了解決辦法：①解決設備分選效果差，首先要提高磁選設備的技術指標，其次通過增大設備規(guī)格，實現(xiàn)設備對于礦漿波動的適應性；②通過更新采用單機處理能力大的新型設備，提高設備的作業(yè)率，同時減少占地面積。

3、磁選機選型試驗

為選擇合適的磁選機，首鋼秘魯鐵礦對選廠流程中的礦樣進行了試驗，以選擇合適的磁選機參數(shù)，試驗采用了磁選管和實驗室用的小型筒式磁選機分別進行了粗選和精選試驗，試驗結果見表1和表2。

由表1可以看出磁選設備的磁場強度從63.69kA/m到159.24kA/m時，精礦品位保持在66.46%~66.84%，精礦回收率隨著磁場強度的增加由92.40%增加到93.18%，可見磁場強度對于精礦指標的影響較小。尾礦品位隨著磁場強度從63.69kA/m增加到159.24kA/m變化時，出現(xiàn)下降趨勢從15.96%下降到14.93%，尾礦品位基本保持在15%左右。

由表2可以看出分選場強對于精礦品位的影響不明顯，磁場強度從47.77~127.39kA/m變化時，精礦品位從69.79%降低到69.53%，但隨著磁場強度的增加精礦的回收率由94.58%提高到96.29%。分選場強對于尾礦品位的影響比較明顯，磁場強度從47.77kA/m到127.39kA/m時，尾礦品位從22.13%降到17.23%。

通過上述試驗分別確定了粗選磁選機和精選磁選機適宜的平均場強，并根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)的處理能力確定了設備的規(guī)格型號。

4、BGRIMM系列磁選機

BGRIMM系列磁選機根據(jù)礦石在不同磨礦段數(shù)時的粒度，濃度以及分選指標的側重點不同，依據(jù)磁鐵礦石在磁場中的行為規(guī)律，對磁系和槽體等重要部件進行了全新的設計。該系列設備具有選礦效率高，機械性能可靠，處理量大以及對礦漿性質(zhì)波動適應性強等優(yōu)點。

BGRIMM系列中的粗選用磁選機分選棒磨機的出料，分選粒度較粗，雖然礦物已有相當大的解離度，但解離仍不充分，分選時要求保證較高的回收率的前提下，盡量充分地拋出已經(jīng)完全解離的粗細粒脈石礦物。粗選用磁選機在設計過程中采用了適宜粗料的給料方式，保證給礦的均勻性，礦漿經(jīng)過礦漿通道進行磁筒的底部，在磁力作用下脈石尤其粗粒和大比重的脈石與磁性礦物首先實現(xiàn)分層分離，磁性礦物在較強磁場條件下形成磁鏈，隨著筒體的旋轉(zhuǎn)進入精礦卸礦區(qū)，非磁性礦物不受磁力的作用，隨著礦漿一起流向尾礦卸料區(qū)。為保證尾礦卸料區(qū)中磁性礦物的充分后來居上，采用了較大磁系包角的磁系結構，并同時提高了礦漿液位。為減少進行精選中的脈石夾雜，通過采用較小磁極面，增加翻滾次數(shù)的磁路設計來實現(xiàn)。粗磁選磁選機的槽體機構和磁系結構適宜捕獲較粗的磁性顆粒。粗磁選機的整機結構見圖2。

BGRIMM精選用磁選機是一種適合分選細粒強磁性礦物的高效分選設備。分選球磨機的出料，根據(jù)分選物料粒度細，礦物已基本完全解離，分選時要求在保證精礦品位的前提下，盡量提高精礦的回收率的要求。精選磁選機在設計過程中采用了適宜細料的給礦方式，保證給礦的均勻性，同時設置了給礦分散水以增加礦漿給入分選區(qū)時的分散性，保證礦漿以懸浮狀態(tài)受到磁場作用。礦漿進入分選區(qū)在磁力作用下，磁性礦物沿磁力線方向形成磁鏈，與非磁性礦物出現(xiàn)分離現(xiàn)象，因為礦漿的流向與磁力線方向不一致容易導致磁鏈中夾雜著脈石礦粒，影響精礦品位。為剔除磁鏈中的脈石，通過增加磁極數(shù)量，來增加磁性礦物在運輸過程中的磁翻滾或磁抖動次數(shù)，同時通過選擇合適的磁場強度，形成適合捕收細粒磁鐵礦石的磁場力，捕收極易流失的細粒磁鐵礦物，來提高精礦回收率。精選過程由兩次分選組成，第一次分選的鐵精礦在隨著筒體的旋轉(zhuǎn)進入卸料區(qū)，在精礦卸料水的作用下進入下一次精選作業(yè)。精選機的結構見圖3。

5、現(xiàn)場工業(yè)考察調(diào)試及應用

首鋼秘魯鐵礦采用BGRIMM系列磁選機首先對選廠的9系列進行技術改造。通過采用單次粗磁選替代原有的兩次粗磁選，通過采用兩次精磁選代替原有的三次精磁選。改造后的選礦原則流程見圖4。

為考察設備對現(xiàn)場工藝流程中礦石的適應性，進行了設備的適應性測試，對磁選機的磁偏角、底槽水流、排礦間隙等可調(diào)因素進行了調(diào)節(jié)。并且在保證棒磨機和球磨機的處理能力、磨礦效率不變的前提下對采用原流程的8系列和采用新流程的9系列進行了30d的新舊設備分選性能考察和對比，考察結果見圖3、表4。

對于粗磁選段統(tǒng)計結果表明，在給礦品位53.9%時，BGRIMM粗選磁選機的精礦品位可以達到61.9%，尾礦品位為15.3%，精礦回收率達到95.12%，亞鐵損失率為3.64%，與舊粗磁選機分選效果相比比精礦品位提高、尾礦品位降低，特別是亞鐵損失率變小，各項分選指標都優(yōu)于舊粗磁選機。

精磁選段的對比數(shù)據(jù)表明，BGRIMM精磁選機在平均給礦品位61.9%時，可以實現(xiàn)精礦品位69.3%，尾礦品位18.1%，精礦回收率95.77%的指標，與舊精磁選機相比尾礦品位低，精礦回收率高，同時亞鐵損失率下降。BGRIMM精磁選機的分選指標明顯優(yōu)于舊精磁選機分選指標。

采用新流程的9系列利用2臺BGRIMM粗磁選機和3臺BGRIMM精磁選機取代了原有的4臺粗磁選機和8臺舊精選機，占地面積明顯減少，與采用原流程的8系列相比，9系列的磁選設備不存在跑礦、漏礦現(xiàn)象，且磁選設備維護簡單方便，減少了工人的勞動強度。參照9系列的改造試驗，首鋼秘魯鐵礦已逐步開始對所有系列進行流程改造和設備的更換。

6、磁鐵礦選礦設備改進后的效果

（1）秘魯鐵礦通過采用新型的磁選設備降低了分選次數(shù)、減少了設備的占地面積實現(xiàn)了粗選段精礦回收率95.12%，精選段精礦回收率95.77，精礦品位69.3%的綜合技術指標，實現(xiàn)了選礦廠的既定目標。

（2）BGRIMM系列磁選機在應用過程中性能可靠、分選高效、處理量大，并根據(jù)現(xiàn)場的選礦實踐進行針對性設計，充分提高了秘魯鐵礦選礦廠的分選能力，保證了選廠磁選流程的高作業(yè)率。

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