SLon-2000型高场强磁选机在东鞍山烧结厂分选氧化铁矿中的应用*

张春浩 翁存建 陈永静 陈亮亮 罗仙平，4

(1.赣州金环磁选设备有限公司；2.江西理工大学资源与环境工程学院；3.赣州市环境科学研究所；4.江西省矿业工程重点实验室)

SLon-2000型高场强磁选机在东鞍山烧结厂分选氧化铁矿中的应用*

张春浩1，2翁存建2陈永静3陈亮亮1罗仙平2，4

(1.赣州金环磁选设备有限公司；2.江西理工大学资源与环境工程学院；3.赣州市环境科学研究所；4.江西省矿业工程重点实验室)

针对东鞍山烧结厂强磁选作业中细粒级铁矿物回收效果差导致尾矿铁品位偏高等问题，进行了现场流程考察分析，采用SLon-2000型Ⅱ(1 040 kA/m)高场强磁选机进行了试验研究。试验结果表明：SLon-2000型Ⅱ(1 040 kA/m)高场强磁选机的精矿铁品位平均值比原来使用的 SLon-2000 型Ⅰ(800 kA/m)高场强磁选机降低了0.33个百分点，尾矿铁品位平均值降低了4.28个百分点，产率和铁回收率分别提高了8.26个百分点和12.92个百分点，取得了较好的分选效果。

SLon-2000型高场强磁选机 强磁选 氧化铁矿

随着国民经济的发展，我国钢铁工业近年得到飞速的发展。经过几十年的攻关，我国红矿(氧化铁矿)选矿工艺和选矿设备有了很大的发展，其中SLon立环脉动高梯度磁选机和反浮选等高效选矿设备和技术的应用使我国红矿选矿技术达到了国际领先水平[1-2]。

我国辽宁鞍山地区的红矿资源的特点是储量大、原矿品位低、嵌布粒度细、绝大部分属难磨难选矿石，为进一步提高细粒级铁矿的回收率[3]，经过技术创新与改进，赣州金环磁选设备有限公司研制了SLon-2000型1 040 kA/m高场强立环脉动高梯度磁选机，该设备回收细粒弱磁性矿物效果好，其转环立式旋转，反冲精矿，并配有脉动机构，具有富集比大、分选效率高、磁介质不易堵塞，对给矿粒度、浓度和品位波动适应性强，工作可靠，操作维护方便等优点[4-7]，解决了细粒级红矿回收难的问题，为我国红矿资源的高效回收利用奠定了基础。针对东鞍山烧结厂强磁选作业中细粒级铁矿物回收效果差导致尾矿铁品位偏高等问题，采用SLon-2000型Ⅱ(1 040 kA/m)高场强磁选机进行了试验研究，并取得了较好的试验结果。

1 矿石性质

东鞍山铁矿中的铁主要以氧化物的形式存在于假象赤铁矿、赤铁矿、磁铁矿、镜铁矿、褐铁矿及针铁矿中，以其他化合物的形式存在于菱铁矿、鳞绿泥石、铁闪石、铁方解石、铁白云石、黄铁矿等矿物中。

原矿化学多元素分析结果见表1，矿石铁物相分析结果见表2。

表1 原矿化学多元素分析结果 %

元素TFeFeOSiO2CaOMgO含量32.861.9151.330.040.23元素Al2O3MnOSP烧失含量0.930.060.0610.0321.31

由表1可知，该红矿中全铁品位为32.86%，有害元素硫、磷的含量较少，对选矿的影响不大。

表2 原矿铁物相分析结果 %

铁物相铁含量铁分布率磁铁矿4.8014.22碳酸铁1.604.74硅酸铁1.203.54假象磁铁矿1.404.14赤、褐铁矿24.7873.36全铁33.78100.00

由表2可知，赤、褐铁矿物中铁含量达到了73.36%，磁铁矿物中铁含量为14.22%，该铁矿主要是弱磁性矿物，少量强磁性矿物，可先弱磁选选出强磁性磁铁矿物，再进行强磁选选出弱磁性赤、褐铁矿。此外，碳酸铁、硅酸铁在矿样中也有少量的分布。

2 选厂磁选段工艺优化

经现场流程考察分析，尾矿中的铁矿物大部分属细粒级的赤铁矿矿物且难以回收，是造成尾矿中铁品位偏高的主要原因。针对该问题，赣州金环磁选设备有限公司对原磁选段强磁选作业进行了优化，原工艺中强磁选采用的是SLon-2000型Ⅰ高磁场强度立环脉动高梯度磁选机，但由于矿石性质的变化，该红矿的嵌布粒度极细，磨矿后产生的大量细粒级的铁矿物难以回收，导致尾矿中的铁品位偏高，造成了资源的浪费。为了回收这部分细粒级铁矿物，赣州金环磁选设备有限公司研发出了磁场强度更高、性能更好的SLon-2000型Ⅱ高场强立环脉动高梯度磁选机，对该铁矿进行了试验室试验研究。试验结果表明：SLon-2000型Ⅱ高场强立环脉动高梯度磁选机对细粒级弱磁性铁矿物的回收效果明显优于SLon-2000型Ⅰ高场强立环脉动高梯度磁选机，并已应用于东鞍山烧结厂强磁选作业段。

3 试验结果与讨论

3.1 磨矿细度分析试验

东鞍山铁矿石普氏硬度系数为12～18，岩石普氏硬度系数为8～18，矿石密度为3.4t/m3，岩石密度为2.6t/m3，各种类型矿石的磨矿产品在相近的磨矿粒度时，铁矿物单体解离度基本接近[8-9]。矿石从粗磨到细磨的过程中，尽管铁矿物单体解离度随磨矿粒度变细而增加较多，但富连生体(铁矿物≥3/4)增加均不大，而且赤铁矿石的磨矿产品富连生体含量基本接近，可见细磨使铁矿物单体解离的过程也是铁矿物泥化的过程，正是由于磨矿过程中粗细两极分化严重、泥化程度较高，即-0.01mm的含量较高，从而影响了选别过程。选矿单体解离度测定结果见表3。

表3 矿石单体解离度测定结果 %

磨矿细度(-0.074mm)41.6152.6261.0169.6683.4391.2996.33铁矿物45.1157.8864.3166.9675.4280.2982.61石英41.7553.2961.3861.9971.9978.1480.66

由表3可知，东鞍山铁矿石结构构造复杂，难磨难选，-0.074mm粒级占83.43%时，铁矿物解离度为75.42%，明显偏低，-0.01mm粒级产率为29.66%，泥化程度较高，+0.074mm各级别主要以连生体形态存在，两极分化严重，给矿物选别带来较大难度。

3.2 试验室强磁选机磁选对比试验

采用SLon-100周期式脉动高梯度磁选机对东鞍山烧结厂的强磁给矿进行磁场强度分别为800和1 040kA/m的对比试验，对比试验结果见表4。

由表4可知，相同的脉动冲程与冲次条件下，在原矿平均铁品位为29.57%，磁场强度为800kA/m时，可获得精矿铁品位为40.76%、尾矿铁品位为18.21%、金属回收率为69.43%的选别指标；在原矿平均铁品位为29.30%，磁场强度为1 040kA/m时，可获得精矿铁品位为40.39%、尾矿铁品位为17.38%、金属回收率为71.40%的选别指标。当磁场强度由800kA/m提高到1 040kA/m后，尾矿铁品位下降了0.83个百分点，减少了有用矿物的损失，精矿回收率提高了1.97个百分点。

表4 强磁选对比试验结果

4 SLon-2000型Ⅱ高场强磁选机在东鞍山烧结厂的应用

由于东鞍山烧结厂要完成鞍钢集团矿业公司下达的铁精矿年增产20万t的生产任务目标，在设备改造中，东鞍山烧结厂依据设备改造前的对比试验，选择使用磁场强度为1 040kA/m的高场强磁选机。在完成了8台SLon-2000型Ⅱ高场强磁选机(简称：SLon-2000型Ⅱ强磁)的部分安装调试后，对强磁选机的作业进行了考查。

4.1 SLon-2000型Ⅱ强磁作业给矿和产品粒度分析

首先对强磁作业给矿和产品粒度进行了分析，结果见表5～表7，采用MASTERSIZER2000系统粒度检测分析仪对强磁尾矿进行粒度分析，进一步了解-0.01mm微细粒级的分布情况，其检测结果见图1。

表5 SLon-2000型Ⅱ强磁作业给矿粒度分析结果

由表5可知，强磁给矿中 -0.019 mm 粒级占59.30%、铁品位为30.76%，铁矿物主要嵌布在细粒级矿石中，是造成尾矿中铁品位偏高的主要原因。

表6 SLon-2000型Ⅱ强磁作业精矿粒度分析结果

由表6可知，SLon-2000型Ⅱ强磁精矿中，粒级回收率均大大高于粒级分配率，这说明通过强磁作业脱泥抛尾分选效果好。强磁精矿中-0.019 mm粒级占54.70%、铁品位为45.03%，但粒级回收率只有56.15%，远低于+0.019 mm以上粒级77.91%～86.94%的粒级回收率。

表7 SLon-2000型Ⅱ强磁作业尾矿粒度分析结果

由表7可知，强磁尾矿铁品位为15.38%，+0.019 mm 粒级铁品位为3.59%～6.01%，非常低，而-0.019 mm粒级占62.57%、铁品位为21.88%，已占到强磁尾矿总金属量的89.03%，产率为62.57%，铁品位为21.88%，金属分布率也高达89.03%。因此，有必要通过减小强磁选机介质间隙，适当提高磁选强度等措施，改善-0.019mm粒级的回收效果，从而降低强磁尾矿品位。

图1 粒度分析仪对强磁尾矿的检测结果

由图1可见，-0.010 mm粒级产率占近40%，说明微细粒铁矿物回收效果差是造成铁损失的原因。因此，应从磨矿分级作业入手，尽量减少微细粒铁矿物的产生，避免泥化。

4.2 现场SLon-2000型Ⅱ高场强磁选机与SLon-2000型Ⅰ高场强磁选机的生产应用对比

对现场使用的SLon-2000型Ⅱ高场强磁选机与SLon-2000型Ⅰ高场强磁选机的生产指标进行了4个批次的考查，结果见表8。

表8 SLon-2000型Ⅱ与SLon-2000型Ⅰ高场强磁选机磁选试验结果 %

机型浓度给矿铁品位精矿铁品位尾矿铁品位产率铁回收率SLon-2000型Ⅱ27.2829.7646.9415.7244.9770.93SLon-2000型Ⅱ27.0728.9246.1113.6946.9874.90SLon-200型Ⅱ27.1131.7050.4316.4244.9371.47SLon-2000型Ⅱ28.6530.5947.4915.7846.7072.51SLon-2000型Ⅰ26.1628.7847.0118.5835.8858.60SLon-2000型Ⅰ27.232.2750.0820.1840.4362.75SLon-2000型Ⅰ29.0731.2248.1320.1239.6361.09SLon-2000型Ⅰ27.2329.2747.0819.8434.6255.68

由表8可知，在对4个批次的数据进行处理后，在实际生产中，在相同的给矿条件下，SLon-2000型Ⅱ高场强磁选机比SLon-2000型Ⅰ磁选机精矿铁品位平均降低0.33个百分点，尾矿铁品位平均降低4.28个百分点，产率平均提高了8.26个百分点，回收率平均提高12.92个百分点，现场生产指标远好于小型试验指标。

5 结 论

(1)新型SLon-2000型Ⅱ高场强立环脉动高梯度磁选机具有富集比大、选矿效率高、磁介质不堵塞、设备处理量大、运转稳定、作业率高的优点。

(2)8台SLon-2000型Ⅱ高场强磁选机在分选东鞍山烧结厂氧化铁矿中，有效地回收了细粒级的弱磁性铁矿物以及将矿泥等影响浮选的物质抛弃，为浮选作业创造了良好的条件。与原有SLon-2000型Ⅰ磁选机相比较，在给矿细度为-0.074 mm 99%的条件下，尾矿铁品位平均降低了4.28个百分点，产率提高了8.26个百分点，回收率提高了12.92个百分点，现场生产指标远好于小型试验指标，经济效益显著。

(3)SLon-2000型Ⅱ高场强磁选机成功的研制并在分选东鞍山烧结厂氧化铁矿车间中的成功应用，高效回收利用了微细粒级弱磁性铁矿物，解决了微细粒级铁矿物难以回收的问题，为我国难选铁矿资源的高效、综合利用作出了新的贡献。

[1] 熊大和.SLon-2500立环脉动高梯度磁选机的研制与应用[J].金属矿山，2010(6)：133-136.

[2] 熊大和.SLon立环脉动高梯度磁选机分选红矿的研究与应用[J].金属矿山，2005(8)：24-29，72.

[3] 范正国，黄旭钊，谭 林，等.鞍山地区地质构造及深部铁矿[J].地质与勘探，2013(11)：1153-1157.

[4] 熊大和.SLon-1000立环脉动高梯度磁选机的研制 [J].金属矿山，1988(10)：37-40.

[5] 熊大和.SLon -1500立环脉动高梯度磁选机的研制[J].金属矿山，1990(7)：43-46.

[6] 熊大和.SLon-1750立环脉动高梯度磁选机的研制与应用[J].金属矿山，1999(10)：23-26.

[7] 熊大和.Slon-2000立环脉动高梯度磁选机的研制[J].金属矿山，1995(6)：32-34.

[8] 刘 动.反浮选应用于铁精矿提铁降硅的现状及展望[J].金属矿山，2003(2)：38-42.

[9] 吴文红.两段连续磨矿、重选—强磁—反浮选工艺流程提高东烧厂精矿品位的试验研究[J].金属矿山，2002(9)：90-93.

*江西省科技支撑计划项目(编号：2010 BGA 00200)。

2015-03-06)

张春浩(1979—)，男，硕士研究生，341000 江西省赣州市章贡区客家大道156号。