南芬选矿厂精选工艺改进研究①

肖启飞， 朱东方

（1.本溪钢铁（集团）有限责任公司 南芬选矿厂，辽宁 本溪117014； 2.沈阳隆基电磁科技股份有限公司，辽宁 抚顺113122）

本钢南芬选矿厂作为本钢原料的主要供应基地之一，设计规模为年处理原矿石1 300 万吨，主要产品为铁精矿，产量由1944 年的39 万吨发展到2018 年的415 万吨。 本钢南芬选矿厂入选矿石来自南芬露天铁矿，近几年由于加大了对主采场中、北部部位的推采速度，从2008 年开始红矿和过渡类型北山矿石较多。 北山矿石基本属于难磨难选类型，结晶粒度细，矿石相应也要细磨才能达到单体解离，球磨机磨矿能力明显下降，严重影响本钢南芬选矿厂弱磁选的生产工艺主流程。

南芬选矿厂四选作业区大选厂房内磁选柱于2006 年投入使用，是生产的关键设备，目前已运行13年，存在设备老化、提质幅度小等问题，制约着生产指标进一步提升，急需更新改造。

1 选矿厂磁选柱简介及存在问题

1.1 磁选柱简介

磁选柱是2003 年南芬选矿厂降硅提铁工艺改造选用的新设备，四选作业区现有Φ600 mm 型磁选柱28 台，是生产的关键精选设备。 该设备采用特殊的电源供电方式，使磁系在分选空间产生特殊的变换机制，对磁选矿浆进行反复多次的团聚-分散-团聚作用，能较充分地分选出常规磁选设备分选后夹杂的中、贫连生体及单体脉石。 从实践运行看，磁选柱运行平稳可靠、操作便利，而且调节精矿品位能力非常强，是提高精矿质量的极佳设备［1］。

1.2 目前的选矿工艺

目前选矿流程中细筛筛下合格品经大筒径磁选机浓缩后的精矿产品进入磁选柱进行精选，磁选柱精矿产品进入过滤进行脱水，溢流进入大筒磁选机进行浓缩磁选。 选厂流程见图1。 磁选柱给矿浓度30%～50%，给矿TFe 品位大于65.50%，给矿粒度-0.074 mm粒级含量87%，排矿浓度60%～65%，排矿TFe 品位大于67.00%［2］。

图1 南芬选矿厂工艺流程

1.3 生产中存在的问题

在磁选柱的实际生产过程中，主要存在以下问题：

1） 设备老化。 南芬选矿厂Φ600 mm 型磁选柱属于早期第一代产品，运行时间长，设备磨损严重，电控系统故障频繁，经过多次修复已无法保证设备原技术状态，现已影响到生产的运行；设备规格小、台时处理能力低，因此设备台数多，无法实现自动化控制，生产运行波动大。

2） 精矿产品质量较差。 根据生产考查磁选柱提质品位较低，为0.8 个百分点，尤其是大选流程磁选柱提质仅0.57 个百分点，中矿品位高达33%，对铁精矿质量及产量影响较大，无法达到预期的精矿指标。

2 磁悬浮精选机更新改造及试验情况

2.1 改进概况

根据磁选柱设备发展现状，结合南芬选矿厂的实际情况，确定采用1 台LJC-5000 磁悬浮精选机（Φ1 400 mm）对四选作业区大选9＃系统5 台Φ600 mm 型磁选柱进行更新改造。 设备于2019 年4 月采购到厂，2019年5 月完成设备安装，2019 年6 月完成生产调试和试验考察工作，全面投入生产运行，目前运行效果良好。

2.2 试验结果

试验地点为四选作业区大选磁选柱间，试验时间为2019 年6 月12 日～7 月9 日。 由四选作业区和生产技术室共同组织采样；由生产技术室试验室进行制样、粒度筛析和化验分析。

对四选作业区大选新安装的Φ1 400 mm 磁悬浮精选机给矿、磁悬浮精选机精矿和磁悬浮精选机中矿分别进行取样，每批次取样3 个，共计取样26 批次，对照磁悬浮精选机技术协议中的工况条件，将4 批次不符合工况条件的数据去除，其余22 批次数据为有效数据。 试验数据及平均数据见表1。

表1 试验数据

磁悬浮精选机的精矿品位最高提升幅度可以达到3 个百分点，平均提升幅度为1.68 个百分点。 调试过程中保持了良好的回收率，并在节水、节能的前提下，保留了设备提品能力。

磁悬浮精选机的精矿浓度可达到60%，如果从工艺设备数量减少方面考虑，可以减少磁悬浮精选机后段浓缩磁选机，将精矿直接排走，缩短工艺流程，减轻日常维护量。 省去浓缩磁选机后，也可以节省选厂电耗、管路损耗及泵类损耗，减轻日常维护人员的工作压力。

2.3 试验数据分析

Φ1 400 mm 磁悬浮精选机精矿品位平均提升幅度为1.68 个百分点，精矿粒度-0.074 mm 粒级占87.19%。磁悬浮精选机中矿品位较低，磁悬浮精选机回收率较高。

采样期间磁悬浮精选机工作状态基本稳定，从22批次试验数据可以看出：在给矿品位较高时，精矿提质幅度较小；给矿品位较低时，精矿提质幅度较大，有的达到3 个百分点；给矿品位在达到工序指标时，精矿提品幅度基本上在1～2 个百分点之间，精矿提质幅度高于原有的磁选柱。 处理能力可达28 ～30 t／h。 磁悬浮精选机的精矿提质能力还有提升空间。

经考查，Φ1 400 mm 磁悬浮精选机台时处理能力与现有磁选柱相比可提高2.5～3 倍，提质幅度1.68 个百分点，中矿品位仅19.22%，提质幅度较原磁选柱提高1.1～3.02 个百分点，回收率提高0.54 个百分点。

3 LJC-5000 磁悬浮精选机简介

本次改进采用的LJC-5000 磁悬浮精选机是沈阳隆基电磁科技股份有限公司生产的第四代电磁重选设备，主要用于磁性矿物的精选阶段。 该设备具有以下优点：

1） 提品降硅。 提高精矿品位2 ～9 个百分点，降低硅、硫、磷等杂质含量。

2） 增加产能。 在不降低精矿品位的前提下，适当放粗磨矿粒度，提高产能。

3） 设备结构采用新式设计理念。 入选矿物进入设备的方式和溢流尾矿方式与传统磁选柱和淘洗机不同，颠覆传统设备的流体运动轨迹方式，采用四周给矿、中心溢流、微流磁控。

4） 整体运输和安装。 LJC-5000 磁悬浮精选机设备采用一体式结构，方便现场安装，节省投产周期。 整套设备主要由主机、给矿箱（内部结构）、给水管、控制柜组成，给矿箱用于设备给矿，将物料给入给矿箱内，并由给矿箱将物料送入主机内部。 主机上的溢流槽主要用于排出尾矿。

5） 自动化程度高。 主机是物料的主要分选区，负责对物料进行分选。 控制柜负责励磁供电、监控设备工作状态、自动化控制；传感器将探测到的信号传递给控制柜，控制柜根据信号进行计算并对电动阀门、磁场进行实时控制。 通过PLC 建立逻辑模型和公式实现智能控制。

4 结 论

1） 南芬选矿厂磁选柱运行时间长，设备磨损严重，电控系统故障频繁，经过多次修复已无法保证设备原技术状态，已影响到生产运行。 根据生产考查磁选柱提质品位幅度较低，仅0.57 个百分点，中矿品位高达33%，对铁精矿质量及产量影响较大。

2） 采用沈阳隆基生产的LJC-5000 磁悬浮精选机代替现有磁选柱，台时处理能力可提高2.5 ～3 倍，提质幅度达1.68 个百分点，中矿品位仅19.22%，提质幅度较原磁选柱提高1.1 ～3.02 个百分点，回收率提高0.54 个百分点。

3） 通过对四选作业区大选磁选柱的考察研究，不但解决了四选作业区精矿质量低的问题，同时对南芬选矿厂其它选别作业区磁选柱更新改造提供了可靠的技术依据。