GTQ永磁干式强磁选机在分选弱磁性矿石中的应用

任祥君 陈禄政 熊 涛 陈 健 雷晓龙

（1.赣州金环磁选科技装备股份有限公司；2.昆明理工大学国土资源工程学院）

磁选是利用被分选物料的磁性差异，在磁选机磁场中使矿物分离的一种有效的物料处理方法［1-2］。永磁磁选机根据分选介质不同分为永磁干式磁选机和永磁湿式磁选机，与湿式磁选复杂流程以及应用局限性相比，干式磁选设备具有结构简单、投资少、运行成本低廉、节能环保的优势［3］，尤其干法工艺适用于资源丰富而严重缺水的我国西部地区和北方寒冷地区。物料入磨前进行预先抛废是矿山节能、降耗、增效的重要途径，采用预先抛废工艺，可提高入磨矿石品位，间接提升选矿厂的处理能力，抛出的废石还可以作为砂石骨料供建筑使用［4］。

针对赤铁矿、褐铁矿、镜铁矿、铬铁矿、锰矿、黑钨矿等弱磁性氧化矿的选别，国内的设备制造厂商近40 a开发了许多永磁干式强磁选机，同时针对这些设备也开发出了适合不同矿石的干式磁选流程，均取得了一定的效果，获得了较好的选矿指标，大大推进了永磁干式磁选技术的发展［5］。在设备的应用过程中，也反映出磁场强度低、分选粒度和磁路结构匹配不佳、粉尘污染较大、更换皮带较繁琐等问题。

要达到对弱磁性矿物进行预处理的要求，需要具备强的磁场强度和大的磁场深度两方面的条件［6］。赣州金环磁选科技装备股份有限公司开发的GTQ 系列永磁干式强磁选机强磁滚筒表面磁场强度最高可达到1.6 T，同时具有较深的磁场深度，最大处理量可达110 t/h，最大预处理矿物颗粒粒度可达60 mm，为较大颗粒弱磁性矿物的预处理和选别提供了良好条件。为此，就该系列设备的结构特点及工业应用情况进行论述。

1 设备结构及工作原理

GTQ 永磁干式强磁选机主要由振动给料器、无磁滚筒、矿石档板、强磁辊、机架、传动机构等部件组成，其结构见图1。GTQ 永磁干式强磁选机的工作原理与传统永磁干式磁选机相似，即通过不同磁性的矿石在分选过程中所受磁力、离心力和重力的差异，实现磁性物和非磁性物的分离；它适合中、细粒弱磁性矿石的分选，优点是在抛废的同时对矿物具有预富集作用，可显著提高下段作业的品位，且该机结构简单，操作方便，运行可靠，节能显著。

GTQ 永磁干式强磁选机分选时，物料由振动给料器均匀给入给料斗中，调节给料斗中的调节板，调整到合适的给矿量，由给料斗匀速的将物料给入到运转的皮带上，传动机构带动皮带将物料输送到永磁强磁辊上，磁性物料被永磁强磁辊吸引，黏附于强磁辊带面上，物料离开强磁辊区后通过分料板掉落到永磁强磁辊下部的精矿收集槽中，而非磁性物料由于不受磁力吸引，在离心力和重力的作用下呈抛物线运动，掉入尾矿收集槽中，从而实现磁性物料与非磁性物料的分离。在选别的过程中，可以视分选效果调整辊筒转速、料层厚度、精尾矿分料板的角度等条件来达到最佳的分选效果。该系列磁选机可根据选矿要求进行双层或多层配置以获取最佳的选矿指标。GTQ 系列永磁干式强磁选机部分机型主要技术参数见表1。

2 GTQ永磁干式强磁选机应用实例

2.1 在海南某赤铁矿的应用

海南某选厂处理的铁矿石主要为赤铁矿和少量磁铁矿，主要脉石矿物为石英。此前的生产流程为给矿磨矿至-0.074 mm90%以上，首先通过弱磁选机分选出磁铁矿，其尾矿再通过SLon-2000磁选机组成1粗1精工艺分选赤铁矿。典型生产指标给矿铁品位37.15%，铁精矿品位60.24%，铁回收率85.01%。然而，近年该选厂原矿铁品位降至25%以下，采用原流程只能生产铁品位57%左右的铁精矿，铁回收率降至73%左右。由于原矿品位低，单位铁精矿磨矿成本增加一倍以上，并产生了大量的细粒尾矿，给尾矿处理带来了很大压力。

为了提高入磨矿铁品位，实现节能降耗的目标，该选厂采用了2台GTQ-4015永磁干式强磁选机进行预先抛尾，形成破碎—干选磁选抛尾—磨矿分级—弱磁—强磁1 粗1 精生产工艺，获得了给矿铁品位24.93%，铁精矿品位61.23%，铁回收率78.45%的良好指标，其数质量流程见图2。

该流程中，矿石破碎至-12 mm 后，进入2 台GTQ-4015 永磁干式强磁选机预选抛废，提高入磨矿品位的同时降低了入磨矿量，从而降低了后续磨矿成本；同时，预先抛废降低了细磨过程中脉石矿物的泥化现象，有助于后续磁选分离。

2.2 在西北地区分选镜铁矿中的应用

酒钢集团镜铁山选厂选别矿石为镜铁矿，金属矿物主要为镜铁矿、菱铁矿和褐铁矿，少量黄铁矿和磁铁矿；脉石矿物主要为石英，其次为重晶石、碧玉和少量的方解石。由于原矿品位较低，为了提高和稳定入磨品位，降低生产成本，特委托赣州金环磁选科技装备股份有限公司进行永磁强磁干抛试验。试样铁品位约21%，要求精矿铁品位提高至26%以上，尾矿铁品位降至13%以下，金属回收率81%以上，尽可能多抛出尾矿。由于矿样为块状样品，首先进行30 mm 筛分，+30 mm 矿样进行碎矿处理，-30 mm 再进行15 mm 和3 mm 两段筛分，最终得到15～30 mm，3～15 mm 和-3 mm 3 种粒级的试验样品，将3 种不同粒级的矿样分别进行GTQ 型磁选机1 粗1 扫磁选流程试验，试验流程和结果见图3。

经试验可知，3 种不同粒度的样品经1 粗1 扫磁选流程选别后，尾矿铁品位均降至13%以下，达到了试验要求，粒度越细，尾矿铁品位越低，同时抛尾率均保持在30%以上；从精矿品位来看，3～15 mm粒级精矿铁品位略低于试验要求，-3 mm粒级由于其给矿品位远低于综合原矿品位，只作为参考依据；从金属回收率来看，粒度范围越细，铁回收率越高，这主要是粒度越细，部分磁性矿物被解离出来，更容易被磁场捕获。综合考虑，3～15 mm 粒级的试验指标较好，可为设计和生产提供一定的参考依据。鉴于试验选矿指标，镜铁山选厂采用6 台GTQ-3512 永磁干式强磁选机（双层）进行抛尾作业。

2.3 在分选锰矿中的应用

南非锰矿储量居世界第1 位，总储量115～120亿t，占世界已知陆地锰矿资源的70%以上。以目前全世界每年各种品位锰矿消耗2 500 万t 计算，南非锰矿资源可满足世界500 a的需求量。广西恩迪矿业有限公司在南非开采的锰矿属沉积型矿床，处理的锰矿中金属矿物为硬锰矿、软锰矿和褐铁矿，脉石矿物主要为石英、高岭土，其次为云母。该公司采用10台GTQ-4015 永磁干式强磁选机进行选别，选矿指标见表2。

福建连城地区锰矿储量丰富，某公司提供了1#、2#2 种矿样，1#为低品位矿样，经化验原矿锰品位约10%；2#为高品位矿样，经化验原矿锰品位约18%，试验要求采用永磁干式强磁选机将精矿中的锰提高到28%左右。干式磁选试验采用GTQ-4005 永磁干式强磁选机作为试验设备，在磁感应强度1 000 mT，带速0.8 m/s的条件下进行1次分选，试验结果见表3。

由表3 可知，2 种矿样经GTQ 永磁干式强磁选机1 次选别，能将精矿品位提升至约28%，可见采用该设备选别该类锰矿是可行的。

2.4 在赣南分选黑钨矿中的应用

赣南某钨矿选厂通过重选流程得到钨锡精矿，因钨锡比重差异较小，通过重选方法很难将其分离。为达到钨、锡分离的效果，拟采用精矿烘干—强磁选分离工艺，委托赣州金环磁选科技装备股份有限公司采用GTQ-4005 永磁干式强磁选机进行干式强磁选试验，分离试验采用1粗1扫流程，试验结果见表4。

由表4可知，试验实现了钨锡精矿中钨、锡的有效分离，达到了试验预期。该选厂采用2 台GTQ-4005永磁干式强磁选机通过1 粗1 扫流程进行工业生产，取得了良好的选别效果，其工艺数质量流程见图4。

3 结论

（1）GTQ 永磁干式强磁选机磁场强度最高可达1.6 T，磁场深度较深，最大处理量可达110 t/h，最大预处理矿物颗粒粒度可达60 mm，为较大颗粒弱磁性矿物的预处理和选别提供了良好条件。

（2）GTQ 永磁干式强磁选机可根据辊长等参数配置多种机型，磁场强度、分选粒度上限和处理能力等均可根据需求进行搭配。

（3）GTQ 永磁干式强磁选机可对赤铁矿、镜铁矿进行预抛废处理，减少入磨矿量，降低磨矿成本；可对锰矿和黑钨矿进行干式选别，为粗颗粒弱磁性矿物的预处理和选别提供良好条件。