磁選機(jī)從鐵礦尾礦回收赤鐵礦的應(yīng)用

上廠鐵礦是昆明鋼鐵公司主要的鐵精礦原料供應(yīng)基地之一，其鐵礦物以赤鐵礦和褐鐵礦為主，具有含磷、硫等雜質(zhì)元素低的優(yōu)點(diǎn)，是優(yōu)質(zhì)的鋼鐵原料。該鐵礦于1969年建礦，1972年投產(chǎn)。經(jīng)近30年的開(kāi)采，礦石資源已趨于枯竭，礦山的生存問(wèn)題尤其突出。然而據(jù)1989年的統(tǒng)計(jì)數(shù)字，該礦尾礦庫(kù)已堆積含鐵近28%的尾礦約736萬(wàn)t，折合鐵金屬量約206萬(wàn)t，且鐵品位大于20%的現(xiàn)生產(chǎn)尾礦還在不斷排入尾礦庫(kù)中。至今，尾礦庫(kù)已堆積了近千萬(wàn)噸尾礦，平均Fe品位為22%左右。隨著昆鋼公司大高爐的投產(chǎn)，對(duì)鐵精礦原料的需求量大增，公司也要求上廠鐵礦增加鐵精礦的產(chǎn)量。為了充分利用上廠鐵礦的尾礦資源，減緩礦山的老化，延長(zhǎng)礦山服務(wù)年限，研究綜合回收生產(chǎn)流程及尾礦庫(kù)尾礦中的鐵礦物資源已勢(shì)在必行，意義重大。

1、礦石性質(zhì)

上廠鐵礦是露天開(kāi)采的鐵帽型風(fēng)化礦，采出的原礦氧化程度較深，磁鐵礦、假象磁鐵礦含量極小，含鐵礦物主要是赤鐵礦和褐鐵礦，主要脈石礦物是石英和鋁土礦，鐵礦物的賦存狀態(tài)以塊狀富集體為主，鐵礦物的粒度從數(shù)百毫米至幾微米不等。礦石粒度越粗，則鐵品位越高且可選性越好，礦石粒度越細(xì)，則鐵品位越低，且因含泥大而可選性越差。因此上廠鐵礦原設(shè)計(jì)的選礦流程是以感應(yīng)輥強(qiáng)磁選機(jī)和跳汰選礦機(jī)回收粗粒鐵礦物為主，細(xì)粒部分未經(jīng)任何選別就作尾礦排放。

原尾礦有用礦物主要由赤鐵礦和褐鐵礦組成，另有少量的磁鐵礦、碳酸鐵、硫鐵礦及硅酸鐵。其中赤、褐鐵礦占73.86%，且以赤鐵礦為主，另外原尾礦中具有含泥量大，有害雜質(zhì)元素低的特點(diǎn)。

原尾礦多元素化學(xué)分析結(jié)果見(jiàn)表1，鐵的化學(xué)物相分析見(jiàn)表2，原尾礦中的礦物含量及其單體解離度測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3。

2、選礦試驗(yàn)研究

2.1、小型試驗(yàn)

根據(jù)試料的礦物性質(zhì)，采用濕式強(qiáng)磁選全磁選流程回收原尾礦中的鐵礦物是適宜的。1998年8月，受上廠鐵礦委托，贛州有色冶金研究所針對(duì)上廠鐵礦提供的原尾礦試料采用SLon型脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)進(jìn)行了一次粗選、一次精選開(kāi)路和閉路的全磁選流程試驗(yàn)研究，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4和表5。試驗(yàn)結(jié)果表明，采用SLon型脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)進(jìn)行了一次粗選、一次精選開(kāi)路和閉路的全磁選流程試驗(yàn)研究，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4和表5。試驗(yàn)結(jié)果表明，采用SLon型脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)回收上廠鐵礦尾礦中的赤鐵礦，開(kāi)路、閉路流程均能獲得鐵品位大于55%的合格鐵精礦，且閉路流程的精礦回收率比開(kāi)路流程高4個(gè)百分點(diǎn)。

2.2、工業(yè)試驗(yàn)

在小型試驗(yàn)獲得較好的指標(biāo)的基礎(chǔ)上，上廠鐵礦于1999年5月在其洗選車(chē)間采用3臺(tái)SLon-1500立環(huán)脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)，組成一粗一精選別流程，并于同年7月投產(chǎn)開(kāi)始進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)試驗(yàn)。

上廠鐵礦細(xì)粒尾礦包括兩部分，一部分是采場(chǎng)原礦選礦系統(tǒng)槽洗機(jī)的溢流，另一部分是從現(xiàn)有尾礦庫(kù)采出的老尾礦。這兩部分尾礦性質(zhì)基本相同。上廠鐵礦洗選車(chē)間原生產(chǎn)流程（處理?xiàng)蛟V）是通過(guò)二段槽洗機(jī)槽洗，使礦泥分離。+2mm返砂經(jīng)振動(dòng)篩分級(jí)，+11mm進(jìn)入大粒跳汰機(jī)；-11mm經(jīng)φ1200mm單螺旋分級(jí)機(jī)，溢流丟棄，返砂經(jīng)小振動(dòng)篩分級(jí)、-6mm進(jìn)入CS-1感應(yīng)輥式強(qiáng)磁選機(jī)一次粗選、一次掃選；+6mm進(jìn)入CS-2感應(yīng)輥式強(qiáng)磁選機(jī)一次粗選、一次掃選。而一段槽洗機(jī)溢流（-2mm）進(jìn)入φ1500mm雙螺旋分級(jí)機(jī)，其溢流丟棄?，F(xiàn)采用SLon磁選機(jī)的生產(chǎn)流程，是將尾礦庫(kù)尾礦及洗選車(chē)間原生產(chǎn)流程中φ1500mm雙螺旋分級(jí)機(jī)溢流經(jīng)φ53m高效濃密機(jī)濃縮，并經(jīng)φ15m濃密機(jī)脫去部分泥后給入SLon-1500立環(huán)脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)分選。

SLon-1500立環(huán)脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)的操作條件為：脈動(dòng)沖程粗選16mm、精選20mm；脈動(dòng)沖次粗選220次/min、精選270次/min；背景場(chǎng)強(qiáng)粗選0.94T，精選0.74T。

磁選條件試驗(yàn)指標(biāo)為：原尾礦品位20%~25%時(shí)，可獲得產(chǎn)率為12%~16%，鐵精礦品位為53%~57%，回收率為32%~40%的精礦。以條件試驗(yàn)為依據(jù)，選定操作參數(shù)，對(duì)該流程進(jìn)行72h連續(xù)穩(wěn)定試驗(yàn)，其結(jié)果見(jiàn)表6。

由表6可知，通過(guò)72h穩(wěn)定試驗(yàn)，原尾礦平均含F(xiàn)e 22.11%，經(jīng)SLon-1500立環(huán)脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)一次粗選、一次精選全磁選流程獲鐵精礦品位55.56%、產(chǎn)率14.77%、回收率37.06%的指標(biāo)。

自1999年7月31日至8月8日生產(chǎn)取樣平均指標(biāo)：原尾礦品位24.17%，鐵精礦品位55.26%，共生產(chǎn)鐵精礦834t。生產(chǎn)數(shù)質(zhì)量流程見(jiàn)圖1。

3、結(jié)果分析

1）SLon立環(huán)脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)設(shè)計(jì)合理，集磁、重選礦原理于一體，轉(zhuǎn)環(huán)立式旋轉(zhuǎn)；對(duì)每一組磁介質(zhì)而言，沖洗磁性精礦的方向與給礦方向相返，粗顆粒不必穿過(guò)磁介質(zhì)堆便可沖洗出來(lái)，防止了磁介質(zhì)堵塞；脈動(dòng)機(jī)構(gòu)周期性地產(chǎn)生上升沖動(dòng)水流，使礦漿松散、懸浮，有效地打破礦泥膠結(jié)的脈石和鐵礦物，使礦物松散性好。對(duì)上廠鐵礦含泥量大的原尾礦選別效果明顯，精礦品位提高幅度大，從而獲得較高質(zhì)量的鐵精礦。

2）由于SLon立環(huán)脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)采用優(yōu)化組合的分選介質(zhì)，對(duì)上廠鐵礦波動(dòng)較大的入選品位和給礦粒度有很強(qiáng)的適應(yīng)性，均獲得較理想的分選指標(biāo)。

4、細(xì)粒尾礦回收的成本分析

上廠尾礦細(xì)粒尾礦回收系統(tǒng)工程投資500萬(wàn)元，目前每年回收細(xì)粒鐵礦礦近7萬(wàn)t，從尾礦中回收鐵精礦，采礦費(fèi)用低，不需要交納礦產(chǎn)資源稅，省去了破碎、磨礦等作業(yè)，具有選礦成本低的優(yōu)點(diǎn)。上廠鐵礦的細(xì)粒尾礦選礦成本分析見(jiàn)表7。

從表7可見(jiàn)，該礦建成尾礦回收系統(tǒng)后，每年新增產(chǎn)值1340萬(wàn)元，新增利稅539萬(wàn)元，獲得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

5、結(jié)論

1）SLon型立環(huán)脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)為國(guó)內(nèi)外先進(jìn)選礦設(shè)備，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定可靠，不易發(fā)生堵塞，成本低，操作方便。上廠鐵礦采用SLon型立環(huán)脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)全磁選流程回收尾礦中赤鐵礦，工藝流程簡(jiǎn)單，選別指標(biāo)較好。

2）上廠鐵礦是昆鋼的主要原料基地之一，其鐵精礦含雜質(zhì)元素很低，是優(yōu)質(zhì)的鋼鐵原料，但是經(jīng)過(guò)30年開(kāi)采后，至今已面臨資源枯竭的問(wèn)題。該礦積極采用最新的選礦技術(shù)和設(shè)備，從尾礦中二次回收有用礦物。SLon型磁選機(jī)對(duì)細(xì)粒級(jí)弱磁性礦物回收是行之有效的設(shè)備，該機(jī)在上廠鐵礦的應(yīng)用解決了該礦微細(xì)粒（-0.2mm）的鐵礦物長(zhǎng)期因無(wú)合適設(shè)備而不能回收的技術(shù)難題。已建成尾礦回收系統(tǒng)，年新增利稅539萬(wàn)元以上，不僅獲得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，而且可延長(zhǎng)礦山服務(wù)年限10年以上。

3）上廠鐵礦采用磁選流程回收細(xì)粒鐵精礦，減少了尾礦的排放量，有利于充分利用國(guó)家的資源和生態(tài)環(huán)境保護(hù)。

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