白象山选矿厂磁铁矿选别工艺优化试验

沈 斌 王荣林 陆 虎 冯 建 杨松付 陈 辛

（安徽马钢矿业资源集团姑山矿业有限公司）

磁选是在不均匀磁场中，利用磁性矿物颗粒所受磁场力大小，实现磁性颗粒与非磁性颗粒分离的一种选矿方法，被广泛地应用于黑色金属矿、有色和稀有金属的选别以及非金属矿除铁等领域［1］。常规磁选机是在非均匀的磁场中依靠磁场强度与磁场梯度直接吸引捕集磁性矿物，该方式磁性矿物回收率高，但由于磁性矿物易夹杂非磁性矿物，矿物产品的品位有待提高，为了达到生产要求，选矿厂不得不增加多段磁选流程来提高产品品位，但相应增加了生产成本［2］。马鞍山天工科技股份有限公司研发的TGCT系列高效磁选机采用高性能磁性材料，基于“双高”设计理念，磁系设计上突破了传统磁选机磁系磁路的分布结构，形成了磁场渐变、平滑、磁搅动因子高的磁场表现，并设计出了与之匹配的多功能槽体。高效磁选机与普通磁选机相比，精矿铁品位接近时，尾矿铁品位可降低1个百分点以上。

为解决白象山选矿厂回收率降低的问题，开展了选矿厂磁铁矿高效选别试验研究。

1 原矿性质

白象山铁矿是安徽马钢矿业资源集团姑山矿业有限公司旗下主力矿山之一，总储量1.5亿t，地质平均铁品位36.4%［3］。该矿金属矿物主要为磁铁矿，含量46.30%，其次为赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿、黄铁矿、黄铜矿等，其他金属矿物少量或微量；脉石矿物以铁白云石和方解石类碳酸盐矿物为主，合计13.75%，金云母和石英含量分别为11.41%和7.63%，斜长石、钾长石、绿泥石、阳起石、滑石等其他脉石矿物少量。选矿厂主要回收磁铁矿，兼回收部分弱磁性矿物，如赤铁矿、褐铁矿等［4］。

2 30～0 mm粒级原矿粗粒干式抛尾试验

白象山选厂破碎工艺流程为原矿经井下颚式破碎机开路破碎至-250 mm后提升至地面原矿缓冲矿仓，给入预先筛分，+30 mm粗粒级经HP500型圆锥破碎机进闭路破碎至-30 mm后，进行磁滑轮预选抛尾，磁性矿给入粉矿仓经GM105-110型高压辊磨机细碎，经检查筛分构成闭路。6～30 mm粒级经CTX0816型磁滑轮干式抛尾后回笼至粉矿仓，-6 mm粒级给入CTS1540型湿式磁选机抛尾，粗精矿进入磨矿和磁选系统。

选矿厂对30～0 mm原矿进行干式磁选抛尾，生产中发现抛出的尾矿量少，尾矿中磁性铁含量高，有用铁矿物损失较多。考虑到原有磁滑轮干选机使用年限较长、磁场衰退等原因，计划采购新的磁滑轮干式磁选机代替原有干选机或在原有干选机后增设一段扫选作业，因此进行原矿—干式磁选抛废试验和粗粒干选尾矿—干式磁选抛废试验。试验考查1次干选与1粗1扫干选工艺对选别指标的影响以及尾矿中磁性铁的损失情况，为选取合适的干选流程、工艺参数和干式磁选设备提供技术依据。

30～0 mm原矿和粗粒干抛尾矿分析检测结果见表1，粒度组成筛析结果见表2、表3。

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试验设备为马鞍山市天工科技股份公司生产的磁场强度360 kA/m的CTDG-0808磁滑轮干选机，试验流程见图1，试样及主要设备见图2，原矿干式磁选结果见表4、表5，粗粒干抛尾矿干式磁选结果见表6。

由表4可知，对原矿用磁滑轮1次选别流程干选时，通过调节皮带速度，可抛出产率6.61%～15.67%、磁性铁含量1.04%～1.98%的尾矿，入选铁品位提高到34.21%～36.89%，精矿磁性铁回收率高于97%。为了满足尾矿中磁性铁含量≤1.50%的技术目标，选取磁滑轮干选机带速1.8 m/s，此条件下可抛出产率9.04%、磁性铁含量1.26%、铁品位7.73%的尾矿，精矿铁品位35.13%、磁性铁回收率达99.57%。

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由表5可知，粗粒干抛尾矿用磁滑轮1次干选时，通过调节皮带速度，可抛出产率77.60%～91.52%、磁性铁含量0.72%～1.02%的尾矿，入选铁品位提高到14.30%～21.78%。为了满足尾矿中磁性铁含量≤1.0%的技术目标，选取磁滑轮干选机带速2.2 m/s，此条件下可抛出产率85.96%、磁性铁含量0.86%、铁品位7.60%的尾矿，精矿铁品位18.37%、磁性铁回收率达59.67%。

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由表6可知，对原矿用磁滑轮1次选或1粗1扫干选，当2种流程抛废量接近时，相较于1次选，1粗1扫流程抛出的尾矿铁品位低0.33个百分点，磁性铁含量低0.26个百分点，1粗1扫流程抛废效果明显优于1次选。

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3 细粒级磁铁矿高效磁选试验

白象山磁铁矿嵌布粒度细，目前主要采用单一弱磁选阶段磨矿—阶段弱磁选矿，由于常规弱磁场筒式磁选机不能有效克服磁化磁团聚和剩磁磁团聚所引发的磁性夹杂，导致磁铁矿连生体和非磁性夹杂进入磁选精矿，从而导致该工艺不能从单体解离度很高（-0.074 mm粒级达90%以上）的磁铁矿中获得高品位的磁铁矿精矿。为此，采用高效磁选机开展白象山选矿厂磁铁矿高效选别试验，达到提高精矿质量及金属回收率，降低高频细筛筛孔堵塞频次的目的。

3.1 一段高效磁选试验

选矿厂一段分级溢流粒度-0.074 mm含量70%～75%，生产设备为2台XCTB-1530弱磁选机。为考查一段磁选效果，首先对现场生产指标进行检测，同时开展磁选管和高效磁选机试验。一段分级溢流矿样500 kg，磁选精矿和尾矿各20 kg，矿样分析结果见表7。

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对一段分级溢流采用T-GCT1006高效磁选机进行1次选别，试验中用搅拌槽将一段分级溢流矿浆进行搅拌，搅拌均匀后给入砂泵，由砂泵给入TGCT1006高效磁选机。设备调试稳定后每间隔20 min取1批样，分别取给矿、磁选精矿和尾矿进行化验，测定给矿浓度，试验共取样4批，单机稳定运转1 h。为对比磁选管试验指标进行了磁选管试验，试验结果及现场取样指标结果见表8。

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由表8可知，高效磁选机和弱磁选机相比，高效磁选机精矿铁品位高0.71个百分点，磁性铁品位高1.00个百分点，磁性铁回收率高0.70个百分点，尾矿磁性铁品位低1.60个百分点，说明高效磁选机对连生体的回收效果优于弱磁选机，这部分连生体进入二段磨矿、磁选作业后，可提高最终精矿回收率。

3.2 二段高效磁选试验

选矿厂二段分级溢流粒度-0.074 mm含量90%～95%，由3台2CTB-1230双筒弱磁选机选别。为考查二段磁选效果，开展高效磁选机与普通磁选机对比试验。

对二段球磨分级溢流样进行化验，二段分级机溢流分析结果见表9，粒度组成筛析结果见表10。

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由表9、表10可知，二段分级溢流铁品位55.40%、磁性铁品位51.40%，磁性铁分布率92.78%，-0.074 mm含量91.01%。二段分级溢流细粒级分布量多，中间粒级铁品位高，粗粒级铁品位低，其中-0.03 mm产率61.44%、铁品位57.95%、铁分布率63.87%，+0.076 mm产率8.99%、铁品位29.15%、铁分布率4.70%。

对二段分级溢流分别用高效磁选机和普通磁选机进行1次选别对比试验，试验样品和设备外形见图3，试验结果见表11。

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由表11可知，采用高效磁选机［5］

对二段分级溢流进行选别，可获得铁品位60.06%和60.49%%、磁性铁回收率99.70%和99.68%的铁精矿，尾矿中磁性铁含量1.51%和1.53%%。普通磁选机可获得铁品位59.39%、磁性铁回收率99.59%的铁精矿，尾矿中磁性铁含量2.36%。高效磁选机与普通磁选机相比，尾矿磁性铁含量低0.8个百分点，铁精矿品位高0.6个百分点，高效磁选机的选别指标明显优于普通磁选机。

4 结论

（1）粗粒干抛尾矿再抛废时，抛出的尾矿磁性铁含量0.72%～1.02%，预示原矿干式磁选抛废时将有部分微细粒磁性铁矿物损失在尾矿中。

（2）当抛废量接近时，1粗1扫流程抛出的尾矿磁性铁含量低，抛废效果明显优于1次选别流程。

（3）通过一段、二段高效磁选与弱磁选机选别对比试验，高效磁选替代普通磁选机可明显降低尾矿品位及尾矿中的磁性铁含量，提高金属回收率。

（4）白象山选矿厂二段溢流目前采用3组2CTB-1230双筒磁选机选别，磁选机台数较多，用水量大，采用高效磁选机代替普通磁选机可减少二段磁选机台数，起到简化工艺，降低能耗的效果，社会效益和经济效益显著。