王金良，劉立偉， 楊秀花

(1.承德天寶礦業(yè)集團(tuán)有限公司 河北 承德 067602；2.華北理工大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院 河北 唐山 063009)

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懸浮式干選機(jī)在承德天寶礦業(yè)集團(tuán)的應(yīng)用

王金良1，劉立偉2， 楊秀花1

(1.承德天寶礦業(yè)集團(tuán)有限公司 河北 承德 067602；2.華北理工大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院 河北 唐山 063009)

超貧釩鈦磁鐵礦；懸浮式干選機(jī)；干式預(yù)選拋廢

懸浮式干選機(jī)是一種全新理念的磁鐵礦石干式預(yù)選設(shè)備。該設(shè)備引入破碎生產(chǎn)線，用于對超貧釩鈦磁鐵礦石的干選拋廢。生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，與原來使用的磁滑輪(表面磁感應(yīng)強(qiáng)度500 mT)相比，該設(shè)備使拋廢率由5.1%提高到了17.1%，原礦全鐵品位提高了0.77%，拋出廢石的全鐵品位降到了1.0%以下，精礦產(chǎn)量提高了11%。經(jīng)濟(jì)效益分析表明，全部采用該設(shè)備后，每年可多產(chǎn)鐵精粉44萬噸，按目前市場價(jià)格相應(yīng)產(chǎn)值增加約1.4億元。

超貧磁鐵礦是指“達(dá)不到現(xiàn)行鐵礦地質(zhì)勘查規(guī)范邊界品位要求，在當(dāng)前技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下可以進(jìn)行開發(fā)利用的含鐵巖石的統(tǒng)稱”，一般礦石品位TFe<20%[1]?；浴⒊詭r為主的超貧釩鈦磁鐵礦在河北承德地區(qū)規(guī)模巨大，主要分布在寬城、灤平、隆化、雙灤、豐寧、平泉、承德縣等7個(gè)縣區(qū)，整個(gè)承德地區(qū)超貧釩鈦磁鐵礦資源量超過100億噸[2-5]。

承德天寶礦業(yè)集團(tuán)是以生產(chǎn)鐵精粉為主的大型民營礦業(yè)企業(yè)集團(tuán)。礦產(chǎn)資源為超貧釩鈦磁鐵礦，礦石品位低，選礦比大，鐵精粉年產(chǎn)量可達(dá)400多萬噸。

1礦石性質(zhì)

1.1化學(xué)成分

原礦的化學(xué)多元素分析結(jié)果和鐵物相分析結(jié)果見表1、表2。

表1　原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果(%)

表2　原礦鐵物相分析結(jié)果(%)

由表1、表2可知，礦石鐵品位極低，僅為13.71%，鐵主要賦存于磁鐵礦、赤褐鐵礦和硅酸鐵中，能回收的磁鐵礦鐵分布率只有38.73%。

1.2結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石的結(jié)構(gòu)主要為自形-半自形晶粒狀結(jié)構(gòu)，其次為它形晶粒狀結(jié)構(gòu)、假象結(jié)構(gòu)、環(huán)邊結(jié)構(gòu)。礦石的構(gòu)造主要為星散浸染狀-稀疏浸染狀-稠密浸染狀構(gòu)造。礦石中的磁鐵礦，以粗細(xì)不等的粒狀及集合體嵌布在角閃石等脈石礦物中或其間隙內(nèi)，且無定向排列，從而形成浸染狀構(gòu)造。

1.3礦物組成

礦石中主要礦物為磁鐵礦，其次為黃鐵礦、黃銅礦、鈦鐵礦；脈石礦物主要為角閃石、輝石、斜長石、石英等。磁鐵礦含量4%～20%，平均為4%～6%；黃鐵礦含量<2%，呈它形晶，局部見其沿磁鐵礦微裂隙穿插或沿磁鐵礦邊部分布，粒度較細(xì)。鈦鐵礦含量1%～5%。釩以類質(zhì)同象形態(tài)存在于磁鐵礦中。

2選礦工藝

超貧釩鈦磁鐵礦選礦與常規(guī)磁鐵礦石選礦，在選礦方法、工藝流程、碎礦與磨礦設(shè)備等方面基本上相同。但是，超貧釩鈦磁鐵礦石原礦全鐵品位很低，選礦比高，在碎礦階段分離出在采礦階段混入的巖石，為磨礦階段提供品位高的入料非常重要，而干選設(shè)備的分離效率至關(guān)重要。

承德天寶礦業(yè)集團(tuán)各選廠的干選設(shè)備，原來均采用磁滑輪，分選效果不理想，拋廢比例在4%～8%之間，兩段干式磁選拋廢率不超過10%，而且廢石的全鐵品位不穩(wěn)定，經(jīng)常會超出1%，有時(shí)甚至達(dá)到2%以上，造成金屬流失，使干選指標(biāo)難以管控。

懸浮式干選機(jī)能有效解決采礦貧化和干選效率低的問題， 為提高礦山的分選效率，降低球磨機(jī)入磨量提供了一種新的途徑。

3懸浮式干選機(jī)簡介

3.1懸浮式干選機(jī)結(jié)構(gòu)

懸浮式干選機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1所示。主要由擠壓對輥部、精礦皮帶機(jī)、平面磁系、給礦皮帶機(jī)、溢流皮帶機(jī)、精尾礦分隔調(diào)節(jié)板以及精礦箱、尾礦箱、溢流精礦箱等部分組成。

1-給礦箱 2-擠壓輥 3-精礦皮帶 4-平面磁系 5-給礦皮帶 6-分選區(qū) 7-調(diào)節(jié)板 8-精礦箱 9-尾礦箱 10-溢流精礦箱 11-溢流皮帶 12-溢流口

3.2懸浮式干選機(jī)工作原理

細(xì)碎后的礦石給入懸浮式干選機(jī)的給礦箱，給礦箱下口的擠壓對輥均勻布料于給礦皮帶上，同時(shí)對大粒度礦石有破碎作用，防止大粒度礦石進(jìn)入分選區(qū)劃傷皮帶；進(jìn)入分選區(qū)的礦石，在平面磁系的作用下，磁性強(qiáng)的顆粒被吸附在精礦皮帶下表面，磁性較弱的顆粒呈懸浮狀態(tài)，無磁性或磁性很弱的顆粒留在給礦皮帶上；進(jìn)入分離區(qū)后，物料呈扇形截面拋落，通過可移動(dòng)的調(diào)節(jié)板進(jìn)行精尾礦的分隔；尾礦在給礦皮帶頭部的磁滑輪再次分選，收回被裹挾在尾礦中的磁性礦物；當(dāng)給入干選機(jī)的瞬時(shí)礦石量過大時(shí)，超量部分由溢流口進(jìn)入溢流皮帶機(jī)，溢流皮帶機(jī)頭部設(shè)有磁滑輪對其進(jìn)行分選。

3.3懸浮式干選機(jī)特點(diǎn)

(1)顛覆傳統(tǒng)理念，率先采用上平面磁系結(jié)構(gòu)(磁系在上，礦石在下)；

(2)擠壓輥均勻布料，同時(shí)控制入礦粒度；

(3)在分選區(qū)礦石呈懸浮狀態(tài)，磁性礦吸附在精礦皮帶下面；

(4)在給礦皮帶和精礦皮帶共同作用下，礦石進(jìn)入分離區(qū)通過滑動(dòng)調(diào)節(jié)板進(jìn)行精尾礦分割；

(5)尾礦經(jīng)過給礦皮帶磁滑輪再次分選；

(6)瞬時(shí)超量部分進(jìn)入溢流通道，給到第3層皮帶，經(jīng)磁滑輪分選。

4工業(yè)試驗(yàn)及應(yīng)用

4.1工業(yè)試驗(yàn)

工業(yè)試驗(yàn)安排在寶豐公司碎礦車間進(jìn)行，懸浮式干選機(jī)XF200安裝在篩分車間的一個(gè)系列，取代原磁滑輪的位置，進(jìn)行在線試驗(yàn)，指標(biāo)考查期間，共采集樣品19組，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3　寶豐公司懸浮式干選機(jī)試驗(yàn)結(jié)果(%)

由表3可知，礦石全鐵品位平均由4.78%提高到6.50%，平均提高了1.72%，廢石全鐵品位平均為0.81%，拋廢率為30.21%，效果十分明顯。

4.2應(yīng)用

天寶礦業(yè)集團(tuán)各公司礦石性質(zhì)相近，鑒于懸浮式干選機(jī)優(yōu)越的分選效果，迅速在寶豐公司、鐵泰公司和金海公司進(jìn)行推廣，使用3個(gè)月的生產(chǎn)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見表4。

表4　懸浮式干選機(jī)與傳統(tǒng)干選機(jī)生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)(%)

注：金海公司原干選工藝為2段。

由表4可知，懸浮式干選機(jī)的應(yīng)用，大大提高了干式分選的效果，甩廢比例大幅度提高，干選精礦全鐵品位的提高值比磁滑輪提高值大0.58%以上，而甩廢全鐵品位比磁滑輪均有下降，減少了金屬流失。磁滑輪甩廢全鐵品位波動(dòng)大，很難控制在1%以下，有時(shí)可達(dá)到2.0%以上，造成金屬的流失。

5效益分析

以全鐵品位提高最少的寶豐公司為例進(jìn)行效益分析。寶豐公司設(shè)計(jì)能力年產(chǎn)鐵精粉為80萬噸，在引入懸浮式干選機(jī)前，已經(jīng)達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。由于懸浮式干選機(jī)的引入，提高了入磨全鐵品位，鐵精粉產(chǎn)量提高了11%以上。按照寶豐公司年產(chǎn)鐵精粉80萬噸，增產(chǎn)達(dá)11%，即8.8萬噸。

增產(chǎn)的8.8萬噸，是由于懸浮式干選機(jī)取代了磁滑輪，從而提高了入磨品位所帶來的。在成本方面，一是增加了約13.5%礦石量的采礦、運(yùn)輸和破碎成本，約合300元/噸精粉；二是懸浮式干選機(jī)的折舊、維護(hù)及電耗略高于磁滑輪。按當(dāng)前市場價(jià)格65%品位的鐵精粉干基含稅價(jià)740元/噸估算，增產(chǎn)部分的鐵精粉利潤約為300元/噸，8.8萬噸鐵精粉利潤為2 640萬元；在節(jié)電方面，寶豐公司由于懸浮式干選機(jī)的投入，耗電量每噸鐵精粉節(jié)約3.82 kW/h，每噸鐵精粉節(jié)省電費(fèi)約2元，由此寶豐公司每年可節(jié)省電費(fèi)160多萬元。也就是說，僅由懸浮式干選機(jī)的技改，每年可為寶豐公司帶來2 800萬元的效益。而整個(gè)項(xiàng)目的投入是1 600多萬元。

按照以上的計(jì)算方法，天寶集團(tuán)在懸浮式干選機(jī)投入前，年產(chǎn)鐵精粉400萬噸，全部技改完成后可增產(chǎn)44萬噸，即懸浮式干選機(jī)增產(chǎn)和節(jié)電2項(xiàng)每年可為天寶集團(tuán)帶來1.4億元的經(jīng)濟(jì)效益。

6結(jié)論

與傳統(tǒng)干選設(shè)備比較，懸浮式干選機(jī)對超貧釩鈦磁鐵礦的分選效果較好。利用該設(shè)備進(jìn)行礦石入磨前的干式拋尾，現(xiàn)場生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，與原來使用的磁滑輪(表面磁感應(yīng)強(qiáng)度500 mT)相比，該設(shè)備使拋廢率由5.1%提高到了17.1%，原礦全鐵品位提高了0.77%，拋出廢石的磁性鐵含量降到了1.0%以下，精礦產(chǎn)量提高了11%以上。經(jīng)濟(jì)效益分析表明，全部采用該設(shè)備后，集團(tuán)每年可多產(chǎn)鐵精粉44萬噸，按目前市場價(jià)格相應(yīng)產(chǎn)值增加約1.4億元，為同類礦山增產(chǎn)增效提供了參考依據(jù)。

[1]孫紹利,陳立武,徐連勇,等.承德地區(qū)超貧釩鈦磁鐵礦礦石特征[J].科協(xié)論壇,2013(04):112-114.

[2]馬建明,陳從喜.我國鐵礦資源開發(fā)利用的新類型-承德超貧釩鈦磁鐵礦[J].礦產(chǎn)資源,中國金屬通報(bào),2006(11):53-56.

[3]馬建明,陳從喜.我國鐵礦資源開發(fā)利用的新類型-承德超貧釩鈦磁鐵礦[J].中國金屬通報(bào),2007(20):31-32.

[4]李俊旺,郭汝民. 承德建龍鐵礦螺旋溜槽重選提質(zhì)改造實(shí)踐[J]. 礦冶,2014(06):18-21.

[5]謝承祥,張曉華,王少波,等. 第八屆全國礦床會議論文集[C].2006:4.

Application of Suspension Type Dry Separator Used in Chengde Tianbao Mining Group

WANG Jin-liang1, LIU Li-wei2, YANG Xiu-hua1

(1.Chengde Tianbao Mining Group,Chengde Hebei 067602,China;2. College of Mining Engineering,North China University of Science and Technology,Tangshan Hebei 063009,China)

ultrar-low-grade vanadium-titanium magnetite;suspension dry separator;dry pre-concentration for discarding waste

Suspension type dry separator is a new concept of magnetite ore dry preselecting equipment. The equipment is installed in crushing production line as dry separator for over-low-grade vanadium-titanium magnetite ore. Production statistics show that, throwing waste rate increased from 5.1% to 17.1% compared with magnetic pulley (surface magnetic induction intensity 500 mT), and ore magnetic iron grade increased by 0.77%. Magnetic iron content of the separated waste rock dropped to less than 1.0% and concentrate production increased by more than 11%. It was showed by economic benefits analysis that the production of iron concentrate could be increased by 440,000 tons annually after all the devices were applied in Tianbao Group. According to current market prices that output value will be increased 140 million yuan correspondingly.

2095-2716(2015)04-0017-04

TD951

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