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南芬选矿厂精选工艺改进研究 ① 肖启飞１， 朱东方２ （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） 摘 要 针对南芬选矿厂四选作业区大选厂房内磁选柱设备老化、精矿质量提质幅度小的问题，进行了磁选柱更新改造。 采用 １ 台 ＬＪＣ－５０００（Φ１ ４００ ｍｍ）磁悬浮精选机对四选作业区大选 ９＃系统 ５ 台 Φ６００ ｍｍ 型磁选柱进行更新改造，经过一个月的试验考查，磁 悬浮精选机台时处理能力可提高 ２．５～３ 倍，提质幅度 １．６８ 个百分点，中矿品位 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。 可为南芬选矿厂其它选别作业区磁选柱更新改造提供可靠的技术依据。 关键词 铁矿； 选矿； 磁选柱； 工业试验； 应用； 改造 中图分类号 ＴＤ９５１文献标识码 Ａｄｏｉ１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３－６０９９．２０２０．０２．０１７ 文章编号 ０２５３－６０９９（２０２０）０２－００７３－０３ Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｌｅａｎｉｎｇ Ｓｔａｇｅ ｉｎ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ ｆｏｒ Nａｎｆｅｎ Ｍｉｎｅｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｐｌａｎｔ ＸＩＡＯ Ｑｉ⁃ｆｅｉ１， ＺＨＵ Ｄｏｎｇ⁃ｆａｎｇ２ （１．Ｎａｎｆｅｎ Ｂｅｎｅｆｉｃｉａｔｉｏｎ Ｐｌａｎｔ， Ｂｅｎｘｉ Ｓｔｅｅｌ （Ｇｒｏｕｐ） Ｃｏ Ｌｔｄ， Ｂｅｎｘｉ １１７０１４， Ｌｉａｏｎｉｎｇ， Ｃｈｉｎａ； ２．ＬＯＮＧｉ Ｍａｇｎｅｔ Ｃｏ Ｌｔｄ， Ｆｕｓｈｕｎ １１３１２２， Ｌｉａｏｎｉｎｇ， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａｓ ｔｈｅ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｃｏｌｕｍｎｓ ｉｎ Ｄａｘｕａｎ ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｆ Ｎａｎｆｅｎ Ｍｉｎｅｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｐｌａｎｔ ｗｅｒｅ ｗｏｒｎ ｏｕｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ ｃｏｕｌｄ ｈａｒｄｌｙ ｂｅ ｕｐｇｒａｄｅｄ， ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｆｏｒ ｒｅｐｌａｃｉｎｇ ｔｈｅ ｃｌｅａｎｉｎｇ ｆａｃｉｌｉｔｙ． Ｏｎｅ ｓｅｔ ｏｆ ＬＪＣ－５０００ （Φ１ ４００ ｍｍ） ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｓｅｐａｒａｔｏｒ ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｏ ｒｅｐｌａｃｅ ｆｉｖｅ ｓｅｔｓ ｏｆ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｃｏｌｕｍｎｓ （Φ６００ ｍｍ） ｉｎ ９＃ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｄａｘｕａｎ ｗｏｒｋｓｈｏｐ． Ｔｈｅ ｏｎ⁃ｓｉｔｅ ｔｅｓｔ ｒｕｎ ｆｏｒ ｏｎｅ ｍｏｎｔｈ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｃｏｌｕｍｎ， ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｓｅｐａｒａｔｏｒ ｈａｄ ｉｔｓ ｃａｐａｃｉｔｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ ２．５～３ ｔｉｍｅｓ， ｒｅｓｕｌｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ ｇｒａｄｅ ｕｐ ｂｙ １．６８ ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ ｐｏｉｎｔｓ， ｔｈｅ ｍｉｄｄｌｉｎｇｓ ｇｒａｄｅ ｒｅｄｕｃｅｄ ｔｏ １９．２２％， ｎａｍｅｌｙ， ｄｏｗｎ ｂｙ １．１～３．０２ ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ ｐｏｉｎｔｓ， ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ ０．５４ ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ ｐｏｉｎｔ． Ｔｈｉｓ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｒｅｌｉａｂｌｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｄａｔａ ｆｏｒ ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｏｆ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｃｏｌｕｍｎｓ ｉｎ ｏｔｈｅｒ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒｓ ｏｆ Ｎａｎｆｅｎ Ｍｉｎｅｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｐｌａｎｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｉｒｏｎ ｏｒｅ； ｏｒｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ； ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｃｏｌｕｍｎ； ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ； ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ； ｒｅｎｏｖａｔｉｏｎ 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 ①收稿日期 ２０１９－１１－１７ 作者简介 肖启飞（１９８７－），男，辽宁本溪人，工程师，主要从事选矿生产工艺技术管理工作。 第 ４０ 卷第 ２ 期 ２０２０ 年 ０４ 月 矿矿 冶冶 工工 程程 ＭＩNＩNＧ ＡND ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ ＥNＧＩNＥＥＲＩNＧ Ｖｏｌ．４０ №２ Ａｐｒｉｌ ２０２０ 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］。 2 * 9*96 * 0 D373D23 A* ; ,, * ,, ; ,* ,0 A, * A* ,0 9* ,0 -8 9, ; 9, *0 * D ,*96 A*96 B3 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 日期时间批次 ＴＦｅ 品位／ ％ 柱给柱精柱中 作业回收率 ／ ％ ２０１９－６－１２１０３０１６７．４０６８．１０２４．４０９９．４２ ２０１９－６－１３１０３０２６７．１０６８．６０２３．２０９８．８６ ２０１９－６－１４１０３０３６５．９０６７．５０１８．５０９９．０８ ２０１９－６－１７１４３０４６７．５０６８．３０２０．１５９９．５０ ２０１９－６－１８１４３０５６６．２０６７．９０１６．８０９９．１６ ２０１９－６－１９１３３０６６６．７０６９．２０１７．２０９８．７６ ２０１９－６－２０９３０７６７．６０６９．２０２１．９０９８．９０ ２０１９－６－２１１０３０８６６．１０６８．００１８．３０９８．９４ ２０１９－６－２４１０３０９６５．８０６６．８０１９．３０９９．３８ ２０１９－６－２４１４３０１０６６．７０６８．５０２６．８０９８．２７ ２０１９－６－２６１０３０１１６６．２０６８．５０９．７０９８．６０ ２０１９－６－２６１４３０１２６５．７０６８．６０２５．４０９７．４０ ２０１９－６－２８１０３０１３６５．５０６８．５０２１．７０９７．８８ ２０１９－６－２８１４３０１４６６．００６８．１０２０．９０９８．５９ ２０１９－７－３１０３０１５６６．００６７．８０２８．５０９８．０２ ２０１９－７－３１４３０１６６７．９０６９．５０２８．８０９８．３３ ２０１９－７－４１０３０１７６５．５０６７．９０１２．６０９９．１７ ２０１９－７－４１４３０１８６６．１０６６．５０１４．７０９９．８３ ２０１９－７－８１０３０１９６５．４０６７．２０１４．７０９９．２３ ２０１９－７－８１４３０２０６５．２０６６．００１０．１５９９．７８ ２０１９－７－９１０３０２１６６．１０６７．１０１１．２５９９．７０ ２０１９－７－９１４３０２２６３．６０６５．３０７．８０９９．６４ 平均６６．１９６７．８７１９．２２９８．７７ ４７矿 冶 工 程第 ４０ 卷 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。 参考文献 ［１］ 谢广元． 选矿学［Ｍ］． 徐州中国矿业大学出版社， ２００１． ［２］ 范兆玲． 南芬选矿厂五选磁选柱给矿质量的研究［Ｊ］． 本钢技术， ２０１５（３）１－３． 引用本文 肖启飞，朱东方． 南芬选矿厂精选工艺改进研究［Ｊ］． 矿冶工 程， ２０２０，４０（２）７３－７５． ５７第 ２ 期肖启飞等 南芬选矿厂精选工艺改进研究