李明波
(濟(jì)南鮑德?tīng)t料有限公司,山東濟(jì)南 250101)
隨著進(jìn)口礦石價(jià)格的不斷攀升以及新建選礦規(guī)模的越來(lái)越大,極大的刺激了國(guó)內(nèi)礦石的生產(chǎn)。我國(guó)大部分鐵礦資源為貧鐵礦(90%以上為貧鐵礦),為降低磨礦成本,國(guó)內(nèi)多數(shù)選礦廠采用“多碎少磨、以碎代磨”的多段破碎工藝來(lái)減少入磨粒度來(lái)降低磨礦成本。多段破碎后的碎礦產(chǎn)品中已有部分脈石解離出來(lái),如果是低品位磁鐵礦,解離出來(lái)的脈石會(huì)更多。赤城某選礦廠采用單一磁選選礦工藝流程,一段粗選拋尾產(chǎn)率僅為36%,是影響選礦廠金屬回收率的關(guān)鍵因素。新研制的干法篩式磁選機(jī),可以將細(xì)碎后粒徑小于8 mm 或品位較低的軟、硬質(zhì)礦石,初選富集后拋尾產(chǎn)率達(dá)到44%,成功的解決了傳統(tǒng)筒式磁選機(jī)(磁滑輪)富礦與跑尾不能兼得的狀態(tài)。通過(guò)4 個(gè)月的工業(yè)生產(chǎn)對(duì)比試驗(yàn),在礦品位相等的條件下,精礦品位基本持平,尾礦品位降低0.17%,作業(yè)精礦回收率提高0.28%,粗顆粒連生體礦物得到有效的回收[1-5]。
干法篩式磁選機(jī)以回轉(zhuǎn)筒體內(nèi)部作為磁選空間,筒體外部設(shè)置固定的向心磁系,回轉(zhuǎn)筒筒體內(nèi)部安裝螺旋葉片,礦漿在螺旋葉片作用下沿軸向流動(dòng),翻轉(zhuǎn)次數(shù)增多,分選距離和時(shí)間大大延長(zhǎng),從而有效保證了磁選礦物的回收率,適用于鐵礦石入磨前的預(yù)選、尾礦控尾回收等。
分選原理示意圖見(jiàn)圖1。物料通過(guò)振動(dòng)給料器均勻地加入到回轉(zhuǎn)筒內(nèi),進(jìn)入回轉(zhuǎn)筒內(nèi)強(qiáng)弱有序的磁場(chǎng)。進(jìn)入磁場(chǎng)的磁性顆粒在向心開(kāi)放磁場(chǎng)的作用被捕獲并吸附到回轉(zhuǎn)筒內(nèi)表面,并隨筒體一起旋轉(zhuǎn),當(dāng)提升至頂部無(wú)磁區(qū)時(shí),磁性顆粒在重力作用下,落入精礦螺旋輸送機(jī)并排出;非磁性顆粒、弱磁性顆粒及被包裹磁性顆粒,在回轉(zhuǎn)筒螺旋葉輪推動(dòng)作用下向前推進(jìn),并受到軸向階梯磁場(chǎng)的作用,不停地進(jìn)行分選,直至進(jìn)入尾礦箱。
圖1 分選原理示意圖
干式篩式磁選設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖2所示,主要包括機(jī)架、不銹鋼回轉(zhuǎn)筒、外置向心磁系、螺旋葉片、螺旋輸送機(jī)、進(jìn)料口等組成。
圖2 干法篩式磁選機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖
2.2.1 外置向心磁系結(jié)構(gòu)
外置磁系是整機(jī)的核心,磁系安裝在弧形托架組上,在回轉(zhuǎn)筒和弧形托架之間形成一個(gè)安裝磁系的環(huán)形空間,磁系組由多組磁塊組成,分組設(shè)置后形成一個(gè)弧形面,覆蓋范圍超過(guò)180°。磁系組沿回轉(zhuǎn)筒軸向上單級(jí)布置,沿物料的前進(jìn)方向磁場(chǎng)強(qiáng)度由低到高,每一個(gè)弧面中的磁塊沿徑向上采用N、S交錯(cuò)排列,同一列的磁塊在軸向上采用同極設(shè)置。
2.2.2 磁系與磁場(chǎng)特性
干法篩式磁選機(jī)的選別指標(biāo),除礦石性質(zhì)外,主要取決于磁選機(jī)的磁場(chǎng)性能。G-1050磁選機(jī)磁系采用優(yōu)質(zhì)鐵氧體磁材Y30BH 與稀土釹鐵硼磁材N-38-40,用不導(dǎo)磁螺釘組成階梯式磁場(chǎng),固定在弧形托架上,其極性沿圓周采用N、S 交錯(cuò)排列,其技術(shù)性能參數(shù):圓筒直徑1 000 mm;圓筒長(zhǎng)度5 000 mm;轉(zhuǎn)速19~22 r/min;給礦粒度 0~10 mm;處理量10~25 m3/h;磁場(chǎng)強(qiáng)度200~700 mT;主電機(jī)功率5.5 kW;精礦電機(jī)功率1.5 kW 。外置磁機(jī)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3。
圖3 外置磁機(jī)結(jié)構(gòu)
圖4 為G-1050 距離磁極表面不同距離的磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量曲線,通過(guò)分析測(cè)量的磁場(chǎng)強(qiáng)度數(shù)值,30 mm處磁場(chǎng)強(qiáng)度平均為330 mT,與傳統(tǒng)的cT磁滾筒相比較,G-1050干式篩式磁選機(jī)磁場(chǎng)更加均勻、磁場(chǎng)深度更深,特別是30~90 mm左右區(qū)域磁場(chǎng)深度更均勻,對(duì)于礦石預(yù)選控尾是十分有利的。
圖4 外置磁系的磁場(chǎng)強(qiáng)度分布曲線
磁系組沿回轉(zhuǎn)筒軸向上單級(jí)布置,沿物料的前進(jìn)方向磁場(chǎng)強(qiáng)度由低到高三級(jí)布置,沿物料前進(jìn)方向依次為弱磁性磁場(chǎng),磁場(chǎng)強(qiáng)度為80~200 mT,可以吸附強(qiáng)磁性物質(zhì);中磁性磁場(chǎng),磁場(chǎng)強(qiáng)度為200~500 mT,用于吸附中磁性物質(zhì);強(qiáng)磁性磁場(chǎng),磁場(chǎng)強(qiáng)度為500 mT以上,可吸附弱磁性物質(zhì)。
采用外置式向心開(kāi)放磁系設(shè)計(jì),磁系設(shè)計(jì)分為初選區(qū)、精選區(qū),并通過(guò)調(diào)節(jié)內(nèi)筒轉(zhuǎn)速和磁場(chǎng)強(qiáng)度的方式方便調(diào)節(jié)初選與精選區(qū)的分選面積比例,充分控制精礦品位與跑尾品位。
軸向上采用長(zhǎng)磁程,分階梯布置(篩選原理),將不同磁性的礦物,分階段篩選出來(lái),實(shí)現(xiàn)不同磁性物的篩選功能,充分解決了精礦粉的夾雜問(wèn)題。
物料通過(guò)內(nèi)筒,沿軸向運(yùn)動(dòng),磁系作用時(shí)間長(zhǎng);向心磁系提供了選別精礦在徑向上產(chǎn)生20多次的磁翻轉(zhuǎn),充分消除了夾雜脈石的現(xiàn)象,在磁翻轉(zhuǎn)拋掉的弱磁性礦物,在進(jìn)入下一級(jí)磁系進(jìn)行現(xiàn)次選別,使最終排出的尾礦基本無(wú)磁性。
遼寧寬甸某礦的礦樣,最大粒度10 mm,G-1050和CT1230型干選機(jī)試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。
表1 遼寧寬甸某礦樣對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果 %
赤城某選礦廠在入磨前設(shè)置了干選甩尾,即在破碎最終產(chǎn)品進(jìn)入粉礦倉(cāng)之前,用干選設(shè)備-常規(guī)筒式磁選機(jī)甩掉部分尾礦,提高入磨礦品位。磨前預(yù)選粒度-5 mm,既可以大幅度提高原礦品位,又能將廢石在進(jìn)行磨礦前除去,顯著降低磨礦成本。磁選設(shè)備磁場(chǎng)強(qiáng)度350 mT。但經(jīng)生產(chǎn)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)甩選尾礦中Tfe含量仍達(dá)到6%,選礦廠為進(jìn)一步回收尾礦中的鐵,額外增加了尾礦強(qiáng)磁分選工藝,以提高回收率提高選礦廠效益。
由于預(yù)選工藝復(fù)雜,預(yù)選成本大幅提高。為了降低成本,同時(shí)進(jìn)一步提高鐵的回收率,以提高選礦廠效益,該選礦廠進(jìn)行了磨前工藝改造,選用G-1050干法篩式磁選機(jī),選礦工藝流程如圖5所示。
磨前工藝改造選用G-1050 干法篩式磁選機(jī)后,與改造前的CT1230 型磁選機(jī)甩尾指標(biāo)對(duì)比如表2所示。
表2 G-1050磁選機(jī)與CTB1230磁選機(jī)甩尾指標(biāo)對(duì)比 %
由數(shù)據(jù)可以看出,干法篩式磁選機(jī)用于赤城選礦廠的甩尾作業(yè)表現(xiàn)較好的預(yù)選控尾能力,甩尾產(chǎn)率提高8個(gè)百分點(diǎn);在工業(yè)生產(chǎn)條件相同的情況下進(jìn)行比較,精礦率提高0.27 個(gè)百分點(diǎn),精礦回收率提高0.28個(gè)百分點(diǎn)。金屬回收率達(dá)到91%以上,大大改善了原有預(yù)選系統(tǒng)的控尾指標(biāo),有效保證了鐵的回收率。
圖5 選礦工藝流程
1)G-1050 干式篩式磁選機(jī)采用外置開(kāi)放式向心磁系、階梯式磁場(chǎng)磁系,三段分選區(qū),筒徑Φ 1 000 mm,筒長(zhǎng)5 000 mm,分選粒度0~10 mm,選別帶長(zhǎng),分選時(shí)間延長(zhǎng),磁場(chǎng)作用深度大,金屬回收率得到有效保證。適用于回收細(xì)鋼渣、礦渣、山皮、沙丘、尾礦砂、河砂、碎石屑、粉煤灰等含磁性物料中回收高品位的作業(yè)。
2)經(jīng)工業(yè)應(yīng)用驗(yàn)證,該干式篩式磁選機(jī)應(yīng)用在赤城選礦廠磨前預(yù)選甩尾的效果較為顯著,與原磁選機(jī)在工藝產(chǎn)線上進(jìn)行比較,金屬回收率達(dá)到91%以上,精礦品位基本持平,尾礦品位降低0.17 個(gè)百分點(diǎn),精礦回收率提高0.28 個(gè)百分點(diǎn),取得較好的經(jīng)濟(jì)效益,具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。