粗粒分选大型磁选机的研制与工业试验研究.pdf

2 0 1 3 年增刊有色金属 选矿部分 2 1 9 d o i 1 0 ．3 9 6 蜘．i s s n ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 3 ．z 1 ．0 5 6 粗粒分选大型磁选机的研制与工业试验研究 王芝伟1 ，宗金彪2 ，史佩伟1 ，张浩2 ，成磊1 1 ．北京矿冶研究总院，北京1 0 0 1 6 0 ；2 ．宝通矿业有限公司，河北承德0 6 8 2 5 1 摘要成功研制出B K Y l 5 4 5 粗粒分选专用磁选机，并在承德地区某钒钛磁铁矿进行了工业试验。结果表明，与原一 段磁选工艺流程相比，磁性铁回收率提高了4 ．0 6 个百分点，尾矿磁性铁品位降低了0 ．2 3 个百分点且控制在0 ．4 3 ％以下，同时 功耗降低1 5 ．9 ％。 关键词粗粒分选；大型磁选机；钒钛磁铁矿；尾矿磁性铁 中图分类号T D 4 5 7文献标志码A 文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 3 S O 一0 2 1 9 0 3 承德地区是我国华北地区最大的钒钛磁铁矿资 源基地，其铁、磷矿石资源储量超过1 0 0 亿t ，但 矿石品位偏低，常规磁性铁品位为5 ％一6 ％，钛 T i O z 平均品位1 ％．6 ％，磷平均品位2 ％～3 ％E l l 。 低品位铁矿石矿床规模大，资源利用潜力巨大。工 艺上普遍采用先粗磨磁选铁后浮选磷的工艺，由于 粒度粗，选比大，大规模综合利用对磁选设备处理 量及运行稳定性提出了挑战。北京矿冶研究总院研 制开发了新型粗颗粒分选专用大型磁选机，针对高 浓度、粗颗粒钒钛磁铁矿进行选别。该机应用于承 德宝通矿业公司，1 台代替原有流程2 台C T S l 2 3 0 磁选机。磁性铁回收率提高4 ．0 6 个百分点，尾矿 磁性铁严格控制在0 ．4 3 ％以下，该机具有分选指标 稳定，运行可靠，排粗顺畅的特点。 1 粗颗粒分选大型磁选机的研制 B K Y 型永磁筒式磁选机为北京矿冶研究总院 研制的B K 系列磁选机的一种，主要用于磁铁矿矿 石细碎后的湿式预选作业，或一段磨后粗粒磁选， 实现对目标矿石的预富集E 2 1 。该类型磁选机采用大 分选室结构槽体，具有高矿浆液面、多尾矿通道， 能够承受较大的矿石量及矿浆量的波动；槽体内部 设置稳流结构，使尾矿浆的流态有利于脉石矿物的 沉降分层和与磁性矿物的分离；磁系结构采用大磁 包角，可以有效保证对矿石的分选效率，在槽体侧 面设置有液位观察孔，可以随时获取矿浆液位信 息；给矿预磁结构，预先对来矿进行磁化，提高分 选效果。 1 ．1 优化设计 本次工业试验样机筒径15 0 0m m ，筒长 45 0 0m l n ，整机结构进行了优化设计。主要包括以 下几点 1 开放式磁系的表面均匀化磁路设计 本次试验分选目标矿物为低品位含磷钒钛磁铁 矿，提高对磁性矿物的捕集尤为重要。周向磁场均 匀化，应避免由于磁团剧烈磁翻滚导致的磁性矿物 过多流失。保证磁性矿颗粒有效磁翻滚情况下，提 高磁性矿粒和半连生体的捕集，降低脉石和贫连生 体的夹杂量。 2 粗颗粒分选防堵塞结构设计 目标矿物的另一个特点是，矿浆浓度高，粒度 粗，粗颗粒在矿浆中沉降速度较快，容易堵塞排粗 出口。本次设计了防堵塞结构，能够有效排出粗粒矿 物，同时避免影响分选区液位，降低矿物分选效率。 3 液位控制结构设计 为了保证矿物的有效分选，磁性矿物的高效回 收，一定要确保具有较高的分选液位，本次设计了 液位调节控制机构，可以延长矿石分选时间，提高 矿物选别指标。 1 ．2 结构参数 B K Y l 5 4 5 大型磁选机主体结构示意图如图1 所示，主要技术参数规格中1 ．5m x 4 ．5m ；磁感应 强度3 5 8 ．3k M m 4 5 0m T ；槽体间隙7 0 ～1 0 0r a m ； 处理量2 0 0 ～3 0 0t ／h ；磁筒转速1 4r ／m i n ；电机减速 机T R l 3 8 一Y 1 8 ．5 4 P ；外形尺寸61 2 0m m x 27 9 5 m m x 23 7 5m m 。 收稿日期2 0 1 3 1 0 2 4 作者简介王芝伟 1 9 8 5 一 ，男，河北霸州人，硕士，工程师，从事选矿设备研究。 万方数据 有色金属 选矿部分2 0 1 3 年增刊 二扣。t 慝孰 二_ 豆l } 譬。≯’。， 图1B K Y l 5 4 5 大型永磁筒式磁选机结构示意图 l 一磁偏角调整机构；2 一流量调整机构；3 传动机构； 4 一电机减速机；5 一槽体；6 一磁筒；7 一冲精矿装置； 8 一液位调整机构；9 一精矿箱；1 0 一粗粒控制阀；1l 一机架 2 选矿工业试验 2 ．1 试验流程 B K Y l 5 4 5 大型磁选机安装于承德宝通矿业公 司第三选矿厂一段3 2 4 5 球磨机之后，用于一段磨 后含磷粗粒钒钛磁铁矿 一1 0m m 进行湿式磁选 作业。原有系统为1 台磨机对应两台C T B l 2 3 0 磁 选机，新方案采用B K Y l 5 4 5 磁选机替代原有的2 台磁选机后，实现了一磨机一磁选机的单机作业配 置，从而简化流程布置，减小了占地面积。 2 ．2 分选指标考察 大磁选机给矿试运转3 天后满负荷运转，给矿 量达到2 3 0t ／h 左右，根据设备运转情况，为了能 够有效降低磁性铁的流失，保证磁性矿的有效回 收，磁系偏角设为2 0 。，底流口开度为1 0 ％。 大磁选机工业试验连续考察时间1 个月。在三 选车间正常生产、一磁磁选机正常远转的情况下， 对大型磁选机进行取样。每天的上午和下午分别取 样，每隔一小时取一次，共取样3 次，严格按照取 样点、取样时间、全断面截取矿样。对所取试样分 析全铁品位和磁性铁品位，测定浓度及细度。并与 现有C T S l 2 3 0 磁选机在处理量、精矿、尾矿及精 矿的分选指标进行了比较，结果见表1 。 由表1 可知，在给矿平均品位1 4 ．5 5 ％，平均 浓度4 0 ％，粒度条件一0 ．0 7 4m m 占2 6 ．1 ％的条件 下，B K Y l 5 4 5 大型磁选机产出的精矿全铁品位 表1大型磁选机与现有C T S l 2 3 0 磁选机分选指标对比情况 2 8 ．8 9 ％，与现有2 台C T S l 2 3 0 磁选机精矿全铁品 位 2 8 ．8 5 ％ 相当，但是大型磁选机精矿产率为 2 8 ．8 3 ％，比现有2 台C T S l 2 3 0 磁选机高6 - 3 个百分 点。其次，B K Y l 5 4 5 大磁选机的尾矿磁性铁品位 比现有C T S l 2 3 0 磁选机低O ．2 3 个百分点，磁性铁 回收率比现有C T S l 2 3 0 磁选机高4 ．0 6 个百分点。 另外，现有2 台C T S l 2 3 0 磁选机装机功率为2 2 k W ，大磁选机单机功率为1 8 ．5k W ，大磁选机装 机功率比现有磁选机降低了1 5 ．9 ％。 可见，大型磁选机与平行对比的2 台C T S l 2 3 0 磁选机分选指标相比，在精矿品位相当的情况下， 精矿产率提高了6 ．3 个百分点。磁性铁回收率提高 了4 ．0 6 个百分点，占地面积小、节能，经济效益 比较明显。 2 ．3 设备处理量考察 通过工业试验，大磁选机单机给矿量为1 8 0 ～ 2 3 0t ／h ，在矿量频繁波动的情况下，大磁选机运行 可靠，分选指标稳定，单机可以替代原流程2 台 C T S l 2 3 0 磁选机。由于受到磨机能力的限制 最大 台时处理量2 3 0t ／h ，无法提高磁选机给矿量，但 是磁选机处理能力仍具有较大潜力。 3 生产考察 B K Y l 5 4 5 大磁选机工业试验考察完成后，转 入日常生产考察。通过4 个月的工业应用，大型磁 选机分选指标稳定，磁性铁严格控制在0 ．4 3 ％以下， 平均磁性铁含量约0 ．3 8 ％，详细指标如表2 所示。 表2 B K Y15 4 5 大型磁选机生产考察指标 为了考察B K Y l 5 4 5 磁选机的运行情况，对磁 选机的运转情况进行了为期1 周的详细考察，主要 内容包括磁选机机械运转情况考察，减速机、轴 承等重要部件温升考察，矿浆流动稳定性考察等。 考察结果表明，减速机温度基本小于5 0 ℃，电机 温度基本小于4 7 ℃，轴承温度基本为环境温度， 说明大磁选机运转稳定，各关键部件温升正常，矿 浆分选状况稳定。 万方数据 2 0 1 3 年增刊王芝伟等粗粒分选大型磁选机的研制与工业试验研究 2 2 1 4 结论 1 B K Y l 5 4 5 大型磁选机与现有C T S l 2 3 0 磁选 机相比，尾矿磁性铁降低O ．2 3 个百分点并可以严 格控制在0 ．4 3 ％以下，磁性铁的回收率高4 ．0 6 个百 分点。 2 B K Y l 5 4 5 大型磁选机处理宝通矿业公司三 选一系列的所有物料，给矿量达2 3 0t ／h 非该机 最大处理量 ，在给矿量频繁波动的情况下，该机 运行稳定，分选指标稳定，单台功耗比原来2 台 C T S l 2 3 0 磁选机降低1 5 ．9 ％。 3 B K Y l 5 4 5 大型磁选机试验的成功实施，证 明了该型磁选机满足选厂大型化设计的工艺要求和 配置要求，为大型低品位钒钛磁铁矿综合选矿系统 大型磁选设备的设计选型提供了重要依据。可以用 于同类选厂或工艺流程的改造和优化。 参考文献 [ 1 ] 朱俊士．钒钛磁铁矿选矿及综合利用[ J ] ．金属矿山， 2 0 0 0 1 1 - 5 ． [ 2 ] 赵瑞敏，董恩海．B K 系列专用筒式磁选机分选机理和特 点[ J ] ．金属矿山，2 0 0 5 1 4 2 - 4 7 ． 、 仓 仓 仓 仓 仓 仓 仓 岔 仓 僚 仓 仓 岔 岔 仓 岔 金 仓 岔 岔 岔 仓 金 岔 岔 岔 岔 命 岔 岔 岔 岔 岔 岔 上接第2 1 8 页 性颗粒主要受到磁场力、有效重力和上升水流冲力 三者的联合作用；非磁性颗粒主要受到有效重力和 上升水流冲力二者的联合作用。要实现磁性颗粒和 非磁性颗粒的有效分离就要使非磁性颗粒受到的合 外力方向向上，磁性颗粒受到的合外力方向向下。 2 通过调节电磁精选机的电流强度、脉冲时 间和冲洗水速度可以控制矿物颗粒的受力状态，实 现对分选结果的控制。在电流强度为5A ，脉冲时 间为3S ，冲洗水速度为3c m ／s 时，磁铁矿精矿品 位达6 5 ．6 6 ％，尾矿品位为2 8 ．3 2 ％，精矿品位提高 2 ．7 3 个百分点。 3 将该试验数据作为样本，用M a t l a b 分析求 解出精矿品位口和尾矿品位6 的多元线性回归方 程，通过该方程可以看出，在合理的取值范围内，对 精矿品位影响程度最大的因素是脉冲时间，其次是 电流强度和冲洗水速度，对尾矿品位影响程度最大的 因素是冲洗水速度，其次是电流强度和脉冲时间。 参考文献 [ 1 ] 余永富．国内外铁矿选矿技术进展及对炼铁的影响[ J ] ． 矿冶工程，2 0 0 4 ，2 4 2 2 6 2 9 ． [ 2 ] 余永富，陈雯，麦笑宇．提高铁精矿质量实现高炉节能 减排增效[ J ] ．矿产保护与利用，2 0 0 9 1 1 3 一1 6 ． [ 3 ] 毛益平．我国高品质铁精矿研究现状及发展前景[ J ] ． 金属矿山，2 0 0 2 增刊1 9 一1 4 ． [ 4 ] 袁怀雨，胡永平，李克庆．采用高效选矿技术，提高和优 化铁精矿品位[ J ] ．金属矿山，2 0 0 1 1 2 9 5 9 8 ． [ 5 ] 陈达，葛英勇，余永富．磁选铁精矿再提纯反浮选工艺 和药剂的研究[ J ] ．矿产保护与利用，2 0 0 5 4 4 6 5 0 ． [ 6 ] 燕洪全，李玉刚，樊丽勤，等．包钢选厂采用细筛再磨工 艺提质降杂工业试验[ J ] ．金属矿山，2 0 0 4 增刊1 3 5 8 3 6 0 ． [ 7 ] 谢强．强磁物磁链的分选磁力[ J ] ．国外金属矿选矿， 2 0 0 0 1 0 1 7 2 0 ． 万方数据