用CH-CXJ63型淘洗磁选机优化某选铁工艺试验

范素月 张铜川 邓包磊

(石家庄金垦矿山设备制造有限公司，河北 石家庄 050031)

用CH-CXJ63型淘洗磁选机优化某选铁工艺试验

范素月 张铜川 邓包磊

(石家庄金垦矿山设备制造有限公司，河北 石家庄 050031)

山东某铁矿石中铁矿物种类复杂，以磁铁矿为主，嵌布粒度微细，现场采用1次湿式粗粒中磁预选、3段磨矿(-0.044 mm占91.25%)、5次弱磁选的冗长阶段磨选流程，仅获得铁品位为65.68%的精矿。为探索降本增效新工艺，通过CH-CXJ63型淘洗磁选机在现场的分流分选试验，研究了现场工艺流程优化方案。结果表明：①用CH-CXJ63型淘洗磁选机替代现场二段磨选精矿的后续作业，可获得比现场精矿铁品位高0.20个百分点，铁作业回收率低0.16个百分点的精矿，该流程具有简洁、生产成本低的特点；②用CH-CXJ63型淘洗磁选机替代现场三段磨矿分级后的作业，其精矿铁品位和铁作业回收率均比现场对应作业指标高约3个百分点，该流程精矿品质更高、金属流失更少、产品更具竞争优势。

CH-CXJ63型淘洗磁选机 工艺优化 降耗增效

节能高效和短流程理念正逐步成为选矿科技工作者追求的目标。然而，我国选矿技术工作者普遍面对的都是贫、杂、细矿石资源，这些资源具有典型的难磨难选特征，因此，要在国内选矿厂体现先进的选矿理念难度可想而知。

市场的巨大需求和我国优质矿产资源严重短缺的局面虽给开发境内贫、杂、细资源提供了可能，但国外优质矿石资源低廉的开发成本严重挤压着国内贫、杂、细矿产资源开发企业的生存空间。要在夹缝中求生存，就必须依赖技术进步，用先进的选矿设备、高效的浮选药剂、创新的选矿工艺、科学的管理模式去实现这一目标。

由于磨矿作业是高耗能作业，减少磨矿及选别段数的选矿工艺具有典型的节能高效和短流程特征。对于磁铁矿选矿而言，要做到产品品质和先进理念两不误，开发利用高效的选矿设备是最有效的手段之一。本试验将采用石家庄金垦矿山设备制造有限公司的CH-CXJ63型淘洗磁选机对山东某磁铁矿选矿厂的选矿工艺进行优化研究，以期达到缩短磨选流程、降低选矿成本、提高经济效益的目标。

1 试验设备

CH-CXJ系列全自动淘洗磁选机采用先进的“磁悬浮选矿技术”，该技术2008年获得国家发明专利。该磁选机独特之处在于磁系设计巧妙，除了设置固定磁场和循环磁场外，还增设有补偿磁场，使选别区域内的磁性颗粒受到持续向下的磁力作用，且磁场具有防止磁选区内磁性颗粒形成磁团聚及筒体轴心形成“磁空洞”的特点，从而使“磁悬浮”选矿成为现实。

全自动淘洗磁选机的外部结构见图1。冲洗水由筒底内壁切向给入，给矿由顶部给料斗给入筒体中部，散开后进入选别区，在磁场力、重力、上升水流作用下，脉石颗粒随上升水流从溢流槽排出，磁性颗粒在以磁场力为主的向下合力作用下由底部的精矿排矿管排出。

图1 淘洗磁选机的外部结构Fig.1 The external structure of elputriation magnetic separator

该设备与传统磁重选设备相比，具有2大优点：①分选区内的磁性颗粒始终处于悬浮、离散状态，没有团聚—分散—团聚过程，也就没有形成磁包裹体的机会；②补偿磁场使分选筒内径向上没有磁场梯度，消除了远离磁系区域(筒轴附近区域)的“磁空洞”问题，从而消除了磁性颗粒在水平“梯度磁场”的作用下，向内筒壁靠拢的问题。这2大优点使磁性颗粒始终处于悬浮、离散状态，有利于上升水流的穿行和流动，并淘洗出磁性颗粒间夹杂的脉石矿物；此外，减少磁性颗粒贴筒壁流动可以减少颗粒对筒内壁的摩擦，延长设备使用寿命；“磁空洞”现象的消除为设备大型化提供了可能。

2 现场工艺流程及生产指标

山东某铁矿石为鞍山式磁铁角闪岩型贫磁铁矿石，矿石铁品位为26.21%。矿石中主要铁矿物为磁铁矿，硅酸铁、碳酸铁次之，赤褐铁、硫化铁矿物少量；脉石矿物主要为角闪石、石英、黑云母，石榴子石及磷灰石少量。

磁铁矿主要以他形粒状集合体条带与脉石条带相间嵌布，部分为半自形粒状或集合体状稀疏浸染于脉石间。角闪石主要为柱状，少量为透镜状，均呈集合体产出。集合体分2种形态，一种与石英共生形成条带与铁矿物条带互嵌；另一种为致密块状集合体，磁铁矿呈他形或半自形粒状浸染其中。

现场工艺流程及生产指标(该流程指标为现场分流试验期间的生产指标)见图2。

图2 山东某铁矿选矿工艺流程Fig.2 Flowsheet of an iron ore from Shandong

3 试验结果与讨论

试验采用CH-CXJ63型全自动淘洗磁选机在生产现场进行分流分选试验，给矿分别为二段磨矿分级溢流、二段弱磁选精矿、三段弱磁选精矿，用CH-CXJ63型磁选机1次选别代替现场后续全部作业。

3.1 二段磨矿分级溢流分选试验

3.1.1 冲洗水量试验

冲洗水量试验的给矿浓度约为30%，选别区磁场强度为68.47 kA/m，试验结果见图3。

由图3可知，随着冲洗水量的增加，精矿铁品位上升、铁回收率呈先慢后快的下降趋势。综合考虑，确定二段分级溢流分选试验的冲洗水量为560 L/h。

图3 二分溢分选冲洗水量试验结果Fig.3 The water flushing test results of overflow on secondary classification■—品位；●—回收率

3.1.2 磁场强度试验

磁场强度试验的给矿浓度约为30%，冲洗水量为560 L/h，试验结果见图4。

图4 二分溢分选磁场强度试验结果Fig.4 The magnetic field test results of overflow on secondary classification■—品位；●—回收率

由图4可知，磁场强度变化对分选指标影响较小，提高磁场强度，精矿铁品位小幅下降、铁回收率小幅上升。在试验磁场强度范围内精矿铁品位难以达到65%以上的目标要求。表明该淘洗磁选机不适合用于二段分级溢流的处理。

3.2 二段弱磁选精矿分选试验

二段弱磁选精矿分选试验的给矿浓度约为30%，磁场强度为60.51 kA/m，对冲洗水量进行了研究，结果见图5。

图5 二磁精分选冲洗水量试验结果Fig.5 The water flushing test results on the secondary magnetic concentration■—品位；●—回收率

由图5可知，随着冲洗水量的增加，精矿铁品位上升、铁回收率下降。冲洗水量为580 L/h时，精矿铁品位为65.88%、作业回收率为93.83%，满足现场对精矿质量的要求。

3.3 三段磨矿分级溢流分选试验

三段磨矿分级溢流分选试验的给矿浓度约为20%，磁场强度为60.51 kA/m，对冲洗水量进行了研究，结果见图6。

图6 三分溢分选冲洗水量试验结果Fig.6 The water flushing test results of overflow on the thirdly classification■—品位；●—回收率

从图6可知，随着冲洗水量的增加，精矿铁品位上升、铁回收率下降。在试验冲洗水量范围内，精矿铁品位均在68.50%以上；在冲洗水量为500～520 L/h时，铁作业回收率高达97%以上。

3.4 试验结果分析与讨论

(1)从3.2节试验结果看，淘洗磁选机精矿铁品位为65.88%、铁作业回收率为93.83%；而现场最终精矿铁品位有65.68%，现场三段磨选作业回收率为55.88%/59.45%×100%=93.99%。两相比较，用CH-CXJ63型淘洗磁选机的1次精选流程替代现场三段磨矿—2次弱磁精选—1次浓缩弱磁选流程，精矿铁品位提高了0.20个百分点，铁作业回收率仅降低了0.16个百分点。因此，该替代工艺不仅具有显著缩短工艺流程的效果，而且具有显著的经济效益。

(2)从3.3节试验结果看，用CH-CXJ63型淘洗磁选机的1次精选流程替代现场三段磨矿后的2次弱磁精选—1次浓缩弱磁选流程，不但精矿铁品位提高了约3个百分点，而且作业回收率也可提高3个百分点以上。表明CH-CXJ63型淘洗磁选机对微细粒铁矿物回收效果更好，金属流失大为减少。

(3)对比3.2节和3.3节的试验结果可以看出，后者精矿铁品位和铁作业回收率(对现场二段磨选精矿铁回收率)均提高了约3个百分点。表明现场二段磨矿产品单体解离并不充分，通过三段磨矿可以进一步实现连生体的解离，为提高精矿铁品位和铁回收率创造了条件。

(4)3.2节的工艺流程和3.3节的工艺流程各有利弊，前者更简洁、生产成本更低，后者产品指标更高、产品更具市场竞争优势，现场可根据需要确定改造流程。

4 结 论

(1)用CH-CXJ63型淘洗磁选机对山东某选铁厂现场二段弱磁选精矿进行精选，可在基本保持精矿指标不下降的情况下将磨矿细度由-0.044 mm占91.25%放粗至72.02%，即减少现场三段磨矿和1次精选作业。该流程具有简洁、成本低的特点，充分体现了短流程思想。

(2)用CH-CXJ63型淘洗磁选机替代现场三段磨矿分级后的全部作业，所获精矿铁品位和铁作业回收率均比现场对应作业指标高约3个百分点。因此，在三段磨矿后应用CH-CXJ系列淘洗磁选机所得的精矿品质更高、金属流失更少、产品更具竞争优势，充分体现了精料方针。

(3)CH-CXJ型淘洗磁选机适合微细粒磁铁精矿的精选。该磁选机不仅可以减少已单体解离的微细粒磁铁矿物的流失，而且可以充分解开磁链和磁团聚，减少脉石矿物的夹杂。

[1] 邓善芝．助磨剂对铝土矿粉磨效率的影响及作用机理研究[D]．沈阳：东北大学，2011． Deng Shanzhi.The Affection of the Grinding Aid on the Bauxite Grinding and the Study on the Mechanism of Action[D].Shenyang：Northeastern University,2011.

[2] 段希祥．碎矿与磨矿[M]．北京：冶金工业出版社，2008． Duan Xixiang.Crushing and Grinding[M].Beijing: Metallurgical Industry Press，2008.

[3] 王运敏，田嘉印，王化军，等．中国黑色金属矿选矿实践[M]．北京：科学出版社，2008． Wang Yunmin，Tian Jiayin，Wang Huajun，et al.China Ferrous Metal Dressing Practice[M].Beijing: Science Press，2008.

[4] 张宪宝,王志良,程 伟.淘洗磁选机在某磁选铁精矿提纯中的应用试验[J].现代矿业，2012(11):94-95. Zhang Xianbao，Wang Zhiliang，Cheng Wei.Washing test separator in purification of a magnetic iron concentrate[J].Modern Mining,2012(11):94-95.

[5] 霍翠萍,纪莹华,张立民.淘洗磁选机在柏泉铁矿精选作业中的应用[J].现代矿业，2010(10):105-106. Huo Cuiping，Ji Yinghua，Zhang Limin.Elutriation magnetic separator in the application of Baiquan iron concentration operation[J].Modern Mining,2010(10):105-106.

[6] 范素月,马卫东,高 磊.淘洗磁选机在某些磁铁矿精选中的应用[J].现代矿业,2012(12):96-99. Fan Suyue，Ma Weidong，Gao Lei.Application of magnetic separation machine washing in some magnetite concentration[J].Modern Mining，2012(12):96-99.

[7] 张润身．高效淘洗磁选机在某选矿厂的工业试验及应用[J]．矿山机械，2011，39(1)：133-134． Zhang Runshen.The industrial test and usage of efficiency elputriation magnetic separator on some iron ore[J].Mining Machinery,2011,39(1)：133-134．

[8] 陈中航，陈广振，赵通林，等.板石选矿厂磁选柱尾矿离心机再选试验[J].金属矿山，2012(10)：79-81. Chen Zhonghang，Chen Guangzhen，Zhao Tonglin，et al.Experimental research of the re-concentration on the tailings of column magnetic separator by centrifugal separator in Banshi dressing plant[J].Metal Mine,2012(10):79-81.

[9] 赵通林,陈中航,陈广振.磁选柱自动化控制系统[J].中国矿业,2011(8):90-91. Zhao Tonglin，Chen Zhonghang，Chen Guangzhen.The automatic control system of column magnetic separator[J].China Mining Magazine，2011(8):90-91.

[10] 陈广振,金 镇,王培信,等.磁选环柱结构改进研究[J].金属矿山，2013(2)：118-121. Chen Guangzhen，Jin Zhen，Wang Peixin，et al.Improvement on the structure of annular magnetic separator[J].Metal Mine，2013(2)：118-121.

(责任编辑 罗主平)

Iron Concentrate Process Optimized by using CH-CXJ63 Type Elputriation Magnetic Separator

Fan Suyue Zhang Tongchuan Deng Baolei

(JinkenMiningEquipmentManufacturingCo.，Ltd.，Shijiazhuang050031，China)

The iron ore somewhere in Shandong was fine disseminated,with various complex iron minerals while mainly magnetite.Iron concentrate with iron grade merely 65.68% was achieved through a long separation process of one wet coarse magnetic pre-concentration，three-stage grindings of 91.25% passing -0.044 mm，five-stage low-intensity magnetic separations.Shunt sorting test was carried out by using CH-CXJ63 type elputriation magnetic separator in order to explore the new process of cost decrease and efficiency increase.And on-site process was optimized.The results showed that ①Through the separation of secondary grinding-separation concentrate by using CH-CXJ series elputriation magnetic separator，iron grade of iron concentrate was increased by 0.20 percentage point and iron recovery lowered by 0.16 percentage point than on-site process，which simplified the process and reduced the production costs.②Through the separation of third-stage grinding-classification overflow by using CH-CXJ63 type elputriation magnetic separator，iron concentrate with iron grade and recovery about 3 percentage point higher than on-site process was obtained respectively.The iron concentrate obtained from latter process with high quality and less metal loss，thus has more competitive advantages.

CH-CXJ63 type elputriation magnetic separator，Process optimization，Consumption reduction and efficiency increase

2013-10-29

范素月(1986—)，女，硕士。

TD461，TD924.1+2

A

1001-1250(2014)-01-056-04