优化磁选机工艺参数提高选别效果的研究.doc

优化磁选机工艺参数提高选别效果的研究 李贵斗 （首钢水厂铁矿） 摘要 结合磁选机设备现状，在对半逆流型筒式永磁磁选机结构参数和选别原理研究与分析的基础上，通过工业试验考察，实施了优化三次磁选机工艺参数的改造，在不影响精矿品位的前提下，大幅度降低了尾矿品位，提高了金属回收率。 关键词 选矿 磁选机 尾矿品位 1 前言 水厂铁矿选矿厂所处理的矿石为典型的鞍山式磁铁矿矿石，绝大部分为强磁性矿物Fe3O4，弱磁性矿物很少，因此选矿流程中的三段选别作业选用的均为传统的半逆流型低场强磁选机，磁系材料为铁氧体。因受当时技术条件的制约，以及以提高精矿品位为主思维方式的制约，致使选用的磁选机场强低，磁包角小。特别是三次磁选机作为最后一段选别作业，给矿浆粒度在80-200目以上，因粒度细极易造成金属流失，经考察尾矿品位达10。由于磁包角小（126），给矿量稍有波动就会造成磁选机跑尾，金属流失严重。针对上述问题，通过对磁选机选别原理的系统分析，对磁选机参数进行了优化，优化后在使精矿品位得到保证的前提下，有效降低了尾矿品位，取得了明显效果。 2 半逆流型磁选机的结构特点和选别原理 磁选是在不均匀磁场中利用矿物之间的磁性差异而使不同矿物实现分离的一种选矿方法。广泛地应用于黑色金属矿石的选别，有色和稀有金属矿石的精选，重介质选矿中介质的回收，从非金属矿物原料中除去含铁杂质， 排出铁物保护破碎机和其他设备，从冶炼产生的钢渣中回收废钢以及从生产和生活污水中除去污染物等。由于筒式磁选机具有经营费用低、运行稳定可靠、适合现场生产等优点，因此，在磁选中占据着不可替代的地位[1]。 永磁筒式磁选机由圆筒、磁系、分选槽及给料、排料构成，磁系排列和磁极数量对分选结构有决定性影响。磁系中的磁极极性沿周边方向交变，沿轴向极性相同[2]。 半逆流型磁选机在选别物料时，矿浆从槽体下方给到圆筒的下部，非磁性产品移动方向与圆筒的旋转方向相反，磁性产品移动方向与圆筒的旋转方向相同。矿浆导入后，磁性矿粒被吸附在圆筒表面，受到洗涤水的清洗，同时，由于磁系的交替变化，使得磁性矿粒成链状、团状进行翻滚，使夹杂在磁性矿粒中的一些非磁性矿粒（脉石）被清洗出来，提高了磁性产品质量。槽体下部的给矿区，安装有喷水管，有利于矿浆的悬浮、清洗，以提高选别精度[3]。非磁性矿粒在从槽体后部尾矿口排出过程中，因筒体内依然装有磁系，在磁力的作用下，使得个别未能吸附到同体表面的磁性矿粒，得到扫选回收，避免了金属流失。因半逆流型磁选机，可以得到较高的精矿质量和金属回收率，因此在磁选厂中得到了广泛应用。 由半逆流型磁选机结构和选别原理，要提高磁选机选别效果，磁选机应最大限度的增大磁包角，增加选别区磁极个数，增加在此区域磁链或磁团的翻滚次数，通过反复清洗，以提高产品质量。提高扫选区域磁场强度和扫选带长度，使磁性颗粒在此区域得到有效回收，以提高金属回收率。 3 三次磁选机工艺设备与流程 三次磁选机为选厂的最后一段选别作业，其精矿为最终精矿产品，精矿浆自流到过滤机进行过滤，形成精矿粉临时堆存于精矿仓内，然后火车运输到球团厂，因此三次磁选机既有选别功能，又有过滤前的浓缩任务。工艺流程如下 主厂精矿 三次磁选 过 滤 精 矿 粉 三次磁选尾矿 图1 三次磁选过滤系统工艺流程图 原设计三次磁选机采用的是双滚筒磁选机，其中一滚为CTY 10503000永磁筒式磁选机，磁场强度1650Oe，磁包角126，磁极个数5个；二滚为2CTY7501800永磁筒式磁选机，磁场强度1200Oe，磁包角106，磁极个数5个。 因三次磁选机使用已达20年，磁选机退磁严重，经检测一滚磁场强度只有1200Oe，二滚磁场强度只有800Oe，尾矿品位达13，特别是二滚因设备条件和作业条件问题，金属流失更为严重，优化磁选机参数，提高选别效果，降低尾矿品位势在必行。 4 磁选机工艺参数优化过程及效果 通过考察分析，造成三次磁选机金属流失的主要问题，是二滚磁场强度低，磁包角小，并且因一滚精矿直接给入二滚进行选别，给矿浓度高达50，选别效果不理想。因此首先确定了拆除二滚作业，但二滚拆除后精矿提高幅度能否满足要求，是一个较大难题。通过对半逆流型磁选机结构特点和选别原理的分析，认为二滚拆除后，通过增大一滚磁系包角，增加磁极个数，适当提高扫选区磁场强度，不但可降低尾矿品位，也可以弥补二滚拆除后对精矿提高的影响。为了验证该结论的正确性，为下一步磁选机改造提供依据，首先在现场进行不同磁包角条件下磁选机工业对比试验。 4.1 不同工艺参数磁选机工业试验 把规格型号相同，而磁包角和磁场强度不同的磁选机，均安装在新主厂6系列二次磁选作业，在给矿条件相同的情况下，进行了为期一个月左右的工业试验，试验设备参数见表1、表2。 表1 1号试验磁选机性能参数 序号 项目内容 技术参数 备注 1 型号 LCTJ-1030 2 磁滚筒直径长度 Φ10503000 mm 3 筒表磁场强度 1400Oe 4 磁滚筒转速 21 r/min 5 槽体形式 半逆流式 6 实际磁系包角度数 126 7 磁极个数 5 个 8 槽体与滚筒之间工作间隙 55～75 mm 可调 9 精矿排矿间隙 20～40 mm 可调 10 驱动功率 7.5 Kw 表2 2号试验磁选机性能参数 序号 项目内容 技术参数 备注 1 型号 LCTJ-1030 多磁极型 2 磁滚筒直径长度 Φ10503000 mm 3 筒表磁场强度 2700Oe 4 磁滚筒转速 21 r/min 5 槽体形式 半逆流式 6 实际磁系包角度数 150 7 磁极个数 10 个 8 槽体与滚筒之间工作间隙 55～75 mm 可调 9 精矿排矿间隙 20～40 mm 可调 10 驱动功率 7.5 Kw 两台磁选机槽体结构参数见图2、图3。 图２ 1号磁选机槽体 图３ 2号磁选机槽体 通过两台磁选机结构对比，磁场强度2号比1号高了1300Oe，磁包角2号比1号大了20，磁极个数2号比1号多了5个磁极，相应增大了选别区和扫选区长度。 通过工业试验，2号试验磁选机选别指标优于1号磁选机，特别是尾矿指标优势更为突出。其中，精矿品位提高幅度，２号比1号提高了0.42，尾矿品位降低了0.38，尾矿中磁性铁降低了0.49。具体考察结果如下 表3 1号与2号磁选机工业试验考察结果 机台号 给矿品位/ 精矿品位/ 尾矿品位/ 尾矿磁性铁品位/ 给矿浓度/ 1 47.48 52.63 8.16 1.51 27.52 2 47.2 52.76 7.78 1.02 28.52 比较 -0.28 0.13 -0.38 -0.49 1.00 机台号 精矿浓度/ 尾矿浓度/ 给矿粒度/-200目 精矿粒度/-200目 尾矿粒度/-200目 1 60.22 5.01 35.38 31.25 34.19 2 71.75 5.21 34.72 30.58 34.78 比较 11.53 0.2 -0.66 -0.67 0.59 机台号 提高幅度/ 精矿产率/ 精矿回收率/ 机槽补加水液固比 机槽选别区浓度/ 1 5.14 88.51 98.02 0.05 26.95 2 5.56 87.64 97.96 0.22 27.01 比较 0.42 -0.87 -0.06 0.17 0.06 试验结果表明，提高磁场强度是降低磁选机尾矿品位的主要措施；增大磁选机磁包角，延长选别区长度，增加磁极个数和磁链翻滚次数，可以有效提高磁选机精矿品位，弥补因提高磁场强对精矿品位的影响。 4.2 三次磁选机工艺参数优化及效果 根据工业试验考察结果，确定了对三次磁选机工艺参数优化方案，首先取消二滚作业，对一滚磁系进行升级，提高磁场强度，增大磁包角，增加磁极个数，在对精矿品位影响不大的前提下，最大限度的降低尾矿品位，减少金属流失。 因三次磁选机一滚采用的是传统的CTY 10503000半逆流型永磁筒式磁选机，通过对机槽和外部圆筒的测绘，由于受到圆筒直径和端盖安装方式的制约，磁系包角最大只能达到133，为了便于磁极制作和安装，最终选择了132.66；磁极个数由5个增加到8个，选别区4个，扫选区和卸矿区均为2个；扫选区磁场强度2500Oe，选别区2000Oe，卸矿区1500Oe，磁系的平均磁场强度为2000Oe，为了保证整个磁系磁场强度的均匀性，各区域之间磁场强度为平缓过渡，以避免磁系磁场强度大起大落，对其性能造成影响。磁系结构见图4。 图4 升级后磁系结构参数 针对磁系磁包角增大后，原尾矿排出口偏低，扫选区短，易造成跑尾的问题，经测算把尾矿排出口上移了100mm，使最后一个磁极把尾矿口全部覆盖。 改造完成后，对磁选机选别效果进行了考察。从对比考察结果看，磁选机磁系升级后，选别效果明显提升。其中，尾矿品位由改造前的14.09，降低到了9.36，降低了4.73，尾矿中磁性铁品位由改造前的3.33，降低到了1.53，降低了1.8，而精矿品位基本持平，改造后效果十分明显，为此组织对三次磁选机进行了全面改造，改造后磁选机运行正常，各项指标均达到了预期目标，考察结果见表4. 表4 三次磁选机新磁系试验数据 批次 改造前 改造后 给矿品位/ 精矿品位/ 尾品TFe/ 尾品MFe/ 给矿品位/ 精矿品位/ 尾品TFe/ 尾品MFe/ 1 67.02 68.70 14.19 3.97 66.46 68.77 8.80 1.82 2 64.16 67.61 15.17 3.14 65.27 67.51 10.13 1.27 3 66.32 68.28 16.92 4.55 66.30 68.26 11.75 2.88 4 65.07 67.44 15.94 4.52 65.62 67.58 11.03 2.62 5 65.69 67.19 14.19 3.52 65.07 67.37 9.91 1.97 6 65.34 67.09 13.84 3.04 65.55 67.44 9.56 1.52 7 65.48 67.44 13.47 2.79 65.62 67.55 9.08 1.14 8 65.83 67.37 13.63 2.56 65.76 67.23 9.08 0.92 9 65.90 67.58 13.22 3.47 65.07 67.44 8.82 1.90 10 65.55 67.37 13.52 3.68 65.48 67.34 8.38 1.56 11 65.60 67.58 12.87 2.78 66.04 67.72 8.60 1.23 12 66.15 67.23 12.94 2.85 66.18 67.30 8.66 1.17 13 65.20 67.44 12.59 2.62 64.51 67.51 8.38 1.10 14 64.79 67.44 12.82 2.90 64.65 67.23 8.10 0.95 15 64.67 67.16 14.64 3.57 64.58 66.74 9.37 1.11 16 65.62 67.58 15.55 3.37 65.79 67.58 10.12 1.26 平均 65.52 67.53 14.09 3.33 65.50 67.54 9.36 1.53 5 结论 在对半逆流型筒式永磁磁选机结构参数和选别原理的研究与分析的基础上，通过工业试验考察，实施了优化三次磁选机工艺参数的改造，取消了二滚，并对一滚磁系进行了升级，提高了磁场强度，增大了磁包角，增加了磁极个数。改造后，在精矿品位基本不变的前提下，使尾矿品位由改造前的14.09，降低到了9.36，减少了金属流失，取得了明显效果。 参 考 文 献 [1] 韩伟等．永磁滚筒式磁选机的分析和设计.华北电力大学学报． [2][3] 谢广元等．选矿学 姓名李贵斗 性别男 出生年月1966.9 籍贯河北省迁安市 工作单位首钢水厂铁矿 职务首钢水厂铁矿工程师室主任，选矿高级工程师 地址河北省迁安市首钢矿业公司水厂铁矿 邮编064404 电话0315-7714068，13582568608