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ＺＣＬＡ 选矿机预先抛尾试验研究 ① 李辉跃， 曾尚林 （长沙矿冶研究院有限责任公司， 湖南 长沙 ４１００１２） 摘 要 采用 ＺＣＬＡ 选矿机对南芬选厂半自磨矿样进行了预选试验研究，经过一次粗选，可抛出产率 ５０％左右的尾矿，尾矿 ＴＦｅ 品 位 ８％左右，ＺＣＬＡ 精矿中铁回收率为 ８３％，为提高半自磨处理能力和精矿品位创造了条件。 关键词 ＺＣＬＡ 选矿机； 预先抛尾； 赤铁矿 中图分类号 ＴＤ９２４文献标识码 Ａｄｏｉ１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３－６０９９．２０１６．０２．０１６ 文章编号 ０２５３－６０９９（２０１６）０２－００５７－０３ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＺＣＬＡ Ｓｅｐａｒａｔｏｒ ｉｎ Ｐｒｅ⁃ｄｉｓｃａｒｄｉｎｇ ｏｆ Ｔａｉｌｉｎｇｓ ＬＩ Ｈｕｉ⁃ｙｕｅ， ＺＥＮＧ Ｓｈａｎｇ⁃ｌｉｎ （Ｃｈａｎｇｓｈａ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ Ｃｏ Ｌｔｄ， Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００１２， Ｈｕｎａｎ， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ ＺＣＬＡ ｓｅｐａｒａｔｏｒ ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｆｏｒ ｐｒｅ⁃ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｒｏｎ ｏｒｅ ｇｒｉｎｄｅｄ ｂｙ ｓｅｍｉ⁃ａｕｔｏｇｅｎｏｕｓ ｍｉｌｌ （ＳＡＭ） ｉｎ Ｎａｎｆｅｎ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ． Ａｆｔｅｒ ｏｎｅ ｓｔａｇｅ ｏｆ ｒｏｕｇｈｉｎｇ， ｔａｉｌｉｎｇｓ ｇｒａｄｅｄ ａｒｏｕｎｄ ８％ ＴＦｅ ｗｉｔｈ ａ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ５０％ ｃａｎ ｂｅ ｄｉｓｃａｒｄｅｄ， ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ ｉｎ ＺＣＬＡ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ＴＦｅ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ａｔ ８３％． Ｗｉｔｈ ｔｈｉｓ ｐｒｅ⁃ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ， ｔｈｅ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ＳＡＭ ａｎｄ ＴＦｅ ｇｒａｄｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ ｃａｎ ｂｅ ｂｏｔｈ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ＺＣＬＡ ｓｅｐａｒａｔｏｒ； ｐｒｅ⁃ｄｉｓｃａｒｄｉｎｇ ｏｆ ｔａｉｌｉｎｇｓ； ｈｅｍａｔｉｔｅ 本钢南芬露天矿是全国大型铁矿山之一，主要为 磁铁矿矿石与赤铁矿矿石的混合矿［１］。 矿石经露天 破碎站破碎后，－３５０ ｍｍ 矿石经一次自磨、一次球磨 及旋流器以及二次球磨及旋流器组，使矿石中的铁矿 物达到各段选别所要求的粒度后进行分选。 选别流程 分为弱磁选别及强磁⁃反浮选选别。 现场生产工艺流 程见图 １。 南芬选矿厂投产后因所处理的矿样主要为 采场北山部位红矿，与 ２００６ 年长沙矿冶研究院进行选 矿试验所用矿样不一致，导致南芬选矿厂红矿车间投 产之后存在诸多问题，主要表现在［２］半自磨处理能 力低，仅能达到设计能力的一半；铁精矿品位低，总精 矿品位仅 ６３％，浮选精矿品位仅 ５９％；铁回收率低，最 高仅能达到 ６５％左右。 为解决南芬选矿厂红矿车间铁精矿品位低和回收 率低的难题，长沙矿冶研究院拟采用 ＺＣＬＡ 选矿机对 该矿半自磨矿样进行预选试验研究。 １ 原料性质及试验方法 １．１ 原料性质 为确定矿物的粒度组成情况，对南芬选矿厂半自 磨样进行了筛析，结果见表 １。 筛析结果表明，半自磨 样粒级范围较宽，适合采用 ＺＣＬＡ 选矿机进行粗粒 预选。 １．２ 试验方法 ＺＣＬＡ 选矿机是长沙矿冶研究院研发的一种综 合了磁力和重力的新型选矿机［３］，其结构示意图见 图 ２。 待选物料从给料槽给入转筒中，转筒在一个由 磁系及其固定装置产生的高梯度非均匀磁场分选空 间内旋转时，物料中的磁性物受磁力和重力作用，紧 贴滚筒的内壁随滚筒一起旋转，当滚筒旋转至顶部 无磁区时，由其自身重力作用和喷水管的水流冲洗 作用，卸落进入磁性物收集溜槽内，由磁性物溜槽流 入磁性物接矿斗中。 非磁性物则沿着转筒筒壁直接 流走进入非磁性物接矿斗中，实现了磁性物与非磁 性物的分离。 ＺＣＬＡ 选矿机采用了永磁材料，能耗低、不易堵 塞，并可实现强磁性矿物与弱磁性矿物同时入选，在较 粗的粒度条件下抛出铁、钛合格尾矿，且设备结构简 单、操作方便、运行成本和检修费用低。 该技术已被专 家鉴定为国际先进水平。 ①收稿日期 ２０１５－１１－０４ 作者简介 李辉跃（１９６８－），男，湖南武冈人，高级工程师，主要从事黑色金属及有色金属选矿工艺研究工作。 第 ３６ 卷第 ２ 期 ２０１６ 年 ０４ 月 矿矿 冶冶 工工 程程 ＭＩＮＩＮＧ ＡＮＤ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｖｏｌ．３６ №２ Ａｐｒｉｌ ２０１６ B3 A*D 6 ,*63 - D , ; -  ,,* A,* 48 9*63 9*.A 8*- .A 48 -87 * A, ,, 8*873A4; B 图 １ 南芬选矿厂红矿处理工艺流程 表 １ 南芬选矿厂半自磨样筛析结果 粒级／ ｍｍ产率／ ％负累计产率／ ％ －３．０＋２．０ ４．３７１００．００ －２．０＋１．０ ２．６６９５．６３ －１．０＋０．４５ ３．２７９２．９７ －０．４５＋０．１５４６．８２ ８９．７０ －０．１５４＋０．１１８．８７ ８２．８８ －０．１１＋０．０７４２０．６７ ７４．０１ －０．０７４＋０．０４５１２．４１ ５３．３４ －０．０４５＋０．０３８１０．３７ ４０．９３ －０．０３８ ３０．５６３０．５６ 合计１００．００ 图 ２ ＺＣＬＡ 选矿机结构示意 ２ 试验结果及分析 ２．１ 坡度条件试验 固定转速 １２ ｒ／ ｍｉｎ，采用 ５ ｍｍ 间隙聚磁介质，采 用一次粗选，进行了坡度条件试验，结果见表 ２。 表 ２ ＺＣＬＡ 坡度条件试验结果 坡度 ／ （） 产品 名称 产率 ／ ％ ＴＦｅ 品位 ／ ％ ＴＦｅ 回收率 ／ ％ 精矿５１．８９３８．８７８３．６４ ７尾矿４８．１１８．２０１６．３６ 给矿１００．００２４．１１１００．００ 精矿４９．０７４０．１５８１．４５ ９尾矿５０．９３８．８１１８．５５ 给矿１００．００２４．１９１００．００ 结果表明，在坡度为 ７时，采用 ＺＣＬＡ 选矿机对半 自磨样进行一次粗选抛尾，可抛出产率为 ４８．１１％的尾 矿，尾矿 ＴＦｅ 品位 ８．２０％，ＺＣＬＡ 精矿中铁回收率为 ８３．６４％。 ＺＣＬＡ 选矿机坡度越大，ＺＣＬＡ 尾矿产率越 高，ＺＣＬＡ 精矿铁品位也越高，但 ＺＣＬＡ 尾矿铁品位也 相应提高，导致精矿中铁回收率降低。 ＺＣＬＡ 选矿机 抛出大量尾矿，可大幅度降低二段球磨的处理矿量，为 节能降耗创造了条件。 ２．２ 产品粒度组成分析 为了查明 ＺＣＬＡ 精矿和尾矿的粒级组成情况，对 产品进行了粒度筛析和铁元素分析，结果见表 ３～４。 表 ３ 精矿粒度筛析结果 坡度 ／ （） 粒级 ／ ｍｍ 产率 ／ ％ 负累计产率 ／ ％ ＋０．０７４ ６４．４２１００．００ ７ －０．０７４＋０．０３８１７．９１ ３５．５８ －０．０３８ １７．６７１７．６７ 合计１００．００１００．００ ＋０．０７４ ６３．３５１００ ９ －０．０７４＋０．０３８１８．１５ ３４．６５ －０．０３８ １６．５０１６．５０ 合计１００．００１００．００ 表 ４ 尾矿金属分布率 坡度 ／ （） 粒级 ／ ｍｍ 产率 ／ ％ ＴＦｅ 品位 ／ ％ 铁金属分布率 ／ ％ ＋０．０７４２６．２７ ５．２８１６．６０ ７ －０．０７４＋０．０３８２８．００５．０８ １７．０２ －０．０３８４５．７３ １２．１３６６．３８ 合计１００．００８．３６１００．００ ＋０．０７４２９．１６ ６．２０２０．１９ ９ －０．０７４＋０．０３８２７．８６６．６０ ２０．５３ －０．０３８４２．９８ １２．３５５９．２８ 合计１００．００８．９５１００．００ ８５矿 冶 工 程第 ３６ 卷 结果表明，坡度为７和９时，ＺＣＬＡ 精矿中－０．０３８ ｍｍ 粒级含量分别为 １６．５％和 １７．６７％，与原矿相比，含量减 少，说明 ＺＣＬＡ 预选还起到了脱泥的效果。 浮选原料 －０．０３８ ｍｍ 粒级含量减少，可显著改善浮选作业，为提 高浮选精矿品位创造了条件。 ＺＣＬＡ 尾矿中＋０．０３８ ｍｍ 粒级铁品位分别为 ５．１７％（７）和 ６．３９％（９），回收效果 好，且设备对给矿粒级适应范围为 １５～０ ｍｍ，可以放 粗半自磨机的排矿粒度，为提高半自磨机的处理能力 创造条件。 ＺＣＬＡ 尾矿中－０．０３８ ｍｍ 粒级铁品位分别 为１２．１３％（７）和 １２．３５％（９），该粒级占尾矿中铁金 属分布率 ６０％左右。 若想进一步回收该粒级的铁矿 物，可对 ＺＣＬＡ 尾矿进行分级，＋０．０３８ ｍｍ 粒级排入尾 矿库，－０．０３８ ｍｍ 粒级可进一步进行研究。 ３ 结 论 １） ＺＣＬＡ 选矿机可同时回收弱磁性矿物和强磁性 矿物，经一次粗选，可抛出产率 ５０％的尾矿，尾矿 ＴＦｅ 品位 ８％左右，ＺＣＬＡ 精矿中铁回收率 ８３％。 ２） 采用 ＺＣＬＡ 选矿机进行预选抛尾，可大幅度降 低二段球磨的处理矿量，为节能降耗创造了条件；并能 简化生产流程，为降低生产成本创造了条件；ＺＣＬＡ 选 矿机对＋０．０３８ ｍｍ 粒级铁矿的回收效果好，且设备对 给矿粒级适应范围为 １５～０ ｍｍ，因此可以放粗半自磨 机的排矿粒度，解决半自磨处理能力不足的问题；浮选 原料－０．０３８ ｍｍ 粒级含量减少，可显著改善浮选作业， 提高浮选精矿品位。 ３） ＺＣＬＡ 选矿机尾矿中－０．０３８ ｍｍ 粒级含量高且 品位较高，若不采用放粗半自磨粒度的方法，可采用优 化磁选工艺参数来降低尾矿中的铁品位；或者采用旋 流器将 ＺＣＬＡ 尾矿分级，沉砂排入尾矿库，溢流用强磁 选机回收－０．０３８ ｍｍ 细粒级铁矿物。 参考文献 ［１］ 张 红，高秋爽． 南芬红铁矿选矿工艺研究［Ｊ］． 本钢技术，２００８ （６）４－７． ［２］ 董 事，刘 军． 南芬选矿厂赤铁矿石选矿工艺研究［Ｊ］． 现代矿 业，２０１３（１）２７－２９． ［３］ 曾尚林，曾维龙，李辉跃，等． 内筒式永磁强磁选机分选低品位钒 钛磁铁矿选铁尾矿试验研究［Ｊ］． 矿冶工程，２０１４（８）２９８－３００． 􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎 （上接第 ５６ 页） ４ 结 语 １） 由粒度分析结果可知，铁尾矿中－０．０３８ ｍｍ 粒 级占 ４３．９８％，－０．０２ ｍｍ 粒级占 ３０．９６％，表明该尾矿 中细粒级含量较多，但通过沉降试验发现该尾矿总体 沉降性能较好，澄清水固含量低，属较易沉降物料。 ２） 当铁尾矿浓度控制在 ２０％时，添加絮凝剂 ＰＡＭ 对沉降速度影响明显，且当 ＰＡＭ 用量为 ４０ ｇ／ ｔ 时沉降 效果较好。 这一结论给将来膏体浓密机给矿浓度和药 剂用量的控制提供了一定的借鉴作用。 ３） 通过自制浓缩模型对铁尾矿进行了静态与动 态浓缩对比试验，发现该铁尾矿极限质量分数在动态 浓缩试验条件下有较大的提高。 因为铁尾矿在动态浓 缩过程中不仅受到泥层重力挤压作用，而且添加了耙 架装置，通过对平衡状态的料浆进行有效搅动，部分絮 团或颗粒受力平衡被打破，使得颗粒更加密实。 ４） 该铁矿在模型内的极限压缩浓度可达到７９．５７％， 如果采用 ＨＲＣ－１５ 型膏体浓密机作为该铁尾矿的制 浆设备，完全能获得浓度 ７０％以上的全尾料浆，这为 塌陷区膏体充填提供了非常重要的条件。 参考文献 ［１］ 刘晓辉，吴爱群，王洪江，等． 膏体充填尾矿浓密规律初探［Ｊ］． 金 属矿山， ２００９（９）３８－４１． ［２］ 王泽伟，彭 康，徐 欣，等． 胶结充填体下顶底柱进路开采参数 优选［Ｊ］． 矿冶工程，２０１４（４）１１－１５． ［３］ 冯胜利． 谈全尾矿膏体制备与沉降的关系［Ｊ］． 铜业工程，２０１３ （６）４２－４４． ［４］ 丛日鹏，仝克闻，曾建红，等． 微细粒级浮选铝土矿尾矿颗粒聚集 沉降行为研究［Ｊ］． 矿冶工程，２０１５（２）６８－７１． ［５］ 肖 红，唐达生． 砂矿颗粒沉降运动规律试验研究［Ｊ］． 矿冶工 程，２０１５（３）１－３． ［６］ 王 星，胡伟伟，吴 淼，等． 尾矿浆絮凝沉降影响因素的试验研 究［Ｊ］． 金属矿山，２００８（５）１４９－１５３． ［７］ 王延坤，肖宝清． 尾矿浓缩絮凝剂的选择实验研究［Ｊ］． 中国矿山 工程，２００６（６）１３－１６． ［８］ 焦华哲，王洪江，吴爱群，等． 全尾砂絮凝沉降规律及其机理［Ｊ］． 北京科技大学学报，２０１０（６） ７０２－７０７． ［９］ 张去非． 絮凝剂的种类及其在尾矿沉降中的应用［Ｊ］． 金属矿山， ２００８（６）６９－７２． ［１０］ 王洪江，王 勇，吴爱群，等． 细粒全尾动态压密与静态压密机理 ［Ｊ］． 北京科技大学学报，２０１３（５）５６６－５７０． ９５第 ２ 期李辉跃等 ＺＣＬＡ 选矿机预先抛尾试验研究