悬浮式干选机在承德天宝矿业集团的应用

王金良，刘立伟， 杨秀花

(1.承德天宝矿业集团有限公司 河北 承德 067602；2.华北理工大学 矿业工程学院 河北 唐山 063009)



悬浮式干选机在承德天宝矿业集团的应用

王金良1，刘立伟2， 杨秀花1

(1.承德天宝矿业集团有限公司 河北 承德 067602；2.华北理工大学 矿业工程学院 河北 唐山 063009)

超贫钒钛磁铁矿；悬浮式干选机；干式预选抛废

悬浮式干选机是一种全新理念的磁铁矿石干式预选设备。该设备引入破碎生产线，用于对超贫钒钛磁铁矿石的干选抛废。生产统计结果表明，与原来使用的磁滑轮(表面磁感应强度500 mT)相比，该设备使抛废率由5.1%提高到了17.1%，原矿全铁品位提高了0.77%，抛出废石的全铁品位降到了1.0%以下，精矿产量提高了11%。经济效益分析表明，全部采用该设备后，每年可多产铁精粉44万吨，按目前市场价格相应产值增加约1.4亿元。

超贫磁铁矿是指“达不到现行铁矿地质勘查规范边界品位要求，在当前技术经济条件下可以进行开发利用的含铁岩石的统称”，一般矿石品位TFe<20%[1]。基性、超基性岩为主的超贫钒钛磁铁矿在河北承德地区规模巨大，主要分布在宽城、滦平、隆化、双滦、丰宁、平泉、承德县等7个县区，整个承德地区超贫钒钛磁铁矿资源量超过100亿吨[2-5]。

承德天宝矿业集团是以生产铁精粉为主的大型民营矿业企业集团。矿产资源为超贫钒钛磁铁矿，矿石品位低，选矿比大，铁精粉年产量可达400多万吨。

1矿石性质

1.1化学成分

原矿的化学多元素分析结果和铁物相分析结果见表1、表2。

表1　原矿化学多元素分析结果(%)

表2　原矿铁物相分析结果(%)

由表1、表2可知，矿石铁品位极低，仅为13.71%，铁主要赋存于磁铁矿、赤褐铁矿和硅酸铁中，能回收的磁铁矿铁分布率只有38.73%。

1.2结构构造

矿石的结构主要为自形-半自形晶粒状结构，其次为它形晶粒状结构、假象结构、环边结构。矿石的构造主要为星散浸染状-稀疏浸染状-稠密浸染状构造。矿石中的磁铁矿，以粗细不等的粒状及集合体嵌布在角闪石等脉石矿物中或其间隙内，且无定向排列，从而形成浸染状构造。

1.3矿物组成

矿石中主要矿物为磁铁矿，其次为黄铁矿、黄铜矿、钛铁矿；脉石矿物主要为角闪石、辉石、斜长石、石英等。磁铁矿含量4%～20%，平均为4%～6%；黄铁矿含量<2%，呈它形晶，局部见其沿磁铁矿微裂隙穿插或沿磁铁矿边部分布，粒度较细。钛铁矿含量1%～5%。钒以类质同象形态存在于磁铁矿中。

2选矿工艺

超贫钒钛磁铁矿选矿与常规磁铁矿石选矿，在选矿方法、工艺流程、碎矿与磨矿设备等方面基本上相同。但是，超贫钒钛磁铁矿石原矿全铁品位很低，选矿比高，在碎矿阶段分离出在采矿阶段混入的岩石，为磨矿阶段提供品位高的入料非常重要，而干选设备的分离效率至关重要。

承德天宝矿业集团各选厂的干选设备，原来均采用磁滑轮，分选效果不理想，抛废比例在4%～8%之间，两段干式磁选抛废率不超过10%，而且废石的全铁品位不稳定，经常会超出1%，有时甚至达到2%以上，造成金属流失，使干选指标难以管控。

悬浮式干选机能有效解决采矿贫化和干选效率低的问题， 为提高矿山的分选效率，降低球磨机入磨量提供了一种新的途径。

3悬浮式干选机简介

3.1悬浮式干选机结构

悬浮式干选机结构如图1所示。主要由挤压对辊部、精矿皮带机、平面磁系、给矿皮带机、溢流皮带机、精尾矿分隔调节板以及精矿箱、尾矿箱、溢流精矿箱等部分组成。

1-给矿箱 2-挤压辊 3-精矿皮带 4-平面磁系 5-给矿皮带 6-分选区 7-调节板 8-精矿箱 9-尾矿箱 10-溢流精矿箱 11-溢流皮带 12-溢流口

3.2悬浮式干选机工作原理

细碎后的矿石给入悬浮式干选机的给矿箱，给矿箱下口的挤压对辊均匀布料于给矿皮带上，同时对大粒度矿石有破碎作用，防止大粒度矿石进入分选区划伤皮带；进入分选区的矿石，在平面磁系的作用下，磁性强的颗粒被吸附在精矿皮带下表面，磁性较弱的颗粒呈悬浮状态，无磁性或磁性很弱的颗粒留在给矿皮带上；进入分离区后，物料呈扇形截面抛落，通过可移动的调节板进行精尾矿的分隔；尾矿在给矿皮带头部的磁滑轮再次分选，收回被裹挟在尾矿中的磁性矿物；当给入干选机的瞬时矿石量过大时，超量部分由溢流口进入溢流皮带机，溢流皮带机头部设有磁滑轮对其进行分选。

3.3悬浮式干选机特点

(1)颠覆传统理念，率先采用上平面磁系结构(磁系在上，矿石在下)；

(2)挤压辊均匀布料，同时控制入矿粒度；

(3)在分选区矿石呈悬浮状态，磁性矿吸附在精矿皮带下面；

(4)在给矿皮带和精矿皮带共同作用下，矿石进入分离区通过滑动调节板进行精尾矿分割；

(5)尾矿经过给矿皮带磁滑轮再次分选；

(6)瞬时超量部分进入溢流通道，给到第3层皮带，经磁滑轮分选。

4工业试验及应用

4.1工业试验

工业试验安排在宝丰公司碎矿车间进行，悬浮式干选机XF200安装在筛分车间的一个系列，取代原磁滑轮的位置，进行在线试验，指标考查期间，共采集样品19组，试验结果见表3。

表3　宝丰公司悬浮式干选机试验结果(%)

由表3可知，矿石全铁品位平均由4.78%提高到6.50%，平均提高了1.72%，废石全铁品位平均为0.81%，抛废率为30.21%，效果十分明显。

4.2应用

天宝矿业集团各公司矿石性质相近，鉴于悬浮式干选机优越的分选效果，迅速在宝丰公司、铁泰公司和金海公司进行推广，使用3个月的生产指标统计数据见表4。

表4　悬浮式干选机与传统干选机生产统计数据(%)

注：金海公司原干选工艺为2段。

由表4可知，悬浮式干选机的应用，大大提高了干式分选的效果，甩废比例大幅度提高，干选精矿全铁品位的提高值比磁滑轮提高值大0.58%以上，而甩废全铁品位比磁滑轮均有下降，减少了金属流失。磁滑轮甩废全铁品位波动大，很难控制在1%以下，有时可达到2.0%以上，造成金属的流失。

5效益分析

以全铁品位提高最少的宝丰公司为例进行效益分析。宝丰公司设计能力年产铁精粉为80万吨，在引入悬浮式干选机前，已经达到设计生产能力。由于悬浮式干选机的引入，提高了入磨全铁品位，铁精粉产量提高了11%以上。按照宝丰公司年产铁精粉80万吨，增产达11%，即8.8万吨。

增产的8.8万吨，是由于悬浮式干选机取代了磁滑轮，从而提高了入磨品位所带来的。在成本方面，一是增加了约13.5%矿石量的采矿、运输和破碎成本，约合300元/吨精粉；二是悬浮式干选机的折旧、维护及电耗略高于磁滑轮。按当前市场价格65%品位的铁精粉干基含税价740元/吨估算，增产部分的铁精粉利润约为300元/吨，8.8万吨铁精粉利润为2 640万元；在节电方面，宝丰公司由于悬浮式干选机的投入，耗电量每吨铁精粉节约3.82 kW/h，每吨铁精粉节省电费约2元，由此宝丰公司每年可节省电费160多万元。也就是说，仅由悬浮式干选机的技改，每年可为宝丰公司带来2 800万元的效益。而整个项目的投入是1 600多万元。

按照以上的计算方法，天宝集团在悬浮式干选机投入前，年产铁精粉400万吨，全部技改完成后可增产44万吨，即悬浮式干选机增产和节电2项每年可为天宝集团带来1.4亿元的经济效益。

6结论

与传统干选设备比较，悬浮式干选机对超贫钒钛磁铁矿的分选效果较好。利用该设备进行矿石入磨前的干式抛尾，现场生产统计结果表明，与原来使用的磁滑轮(表面磁感应强度500 mT)相比，该设备使抛废率由5.1%提高到了17.1%，原矿全铁品位提高了0.77%，抛出废石的磁性铁含量降到了1.0%以下，精矿产量提高了11%以上。经济效益分析表明，全部采用该设备后，集团每年可多产铁精粉44万吨，按目前市场价格相应产值增加约1.4亿元，为同类矿山增产增效提供了参考依据。

[1]孙绍利,陈立武,徐连勇,等.承德地区超贫钒钛磁铁矿矿石特征[J].科协论坛,2013(04):112-114.

[2]马建明,陈从喜.我国铁矿资源开发利用的新类型-承德超贫钒钛磁铁矿[J].矿产资源,中国金属通报,2006(11):53-56.

[3]马建明,陈从喜.我国铁矿资源开发利用的新类型-承德超贫钒钛磁铁矿[J].中国金属通报,2007(20):31-32.

[4]李俊旺,郭汝民. 承德建龙铁矿螺旋溜槽重选提质改造实践[J]. 矿冶,2014(06):18-21.

[5]谢承祥,张晓华,王少波,等. 第八届全国矿床会议论文集[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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