大型磁選機(jī)綜合回收磁性礦的研究及應(yīng)用
湖南有色金屬控股集團(tuán)公司黃沙坪鉛鋅礦位于湖南省郴州市桂陽縣境內(nèi)，該礦籌建于1958年，1967年選礦廠正式投產(chǎn)，在1984年完成選礦廠二期擴(kuò)建工程后，設(shè)計(jì)規(guī)模達(dá)到處理原礦60萬t/a，20世紀(jì)80年代末至90年代初該礦為全國(guó)第三大鉛鋅生產(chǎn)基地，90年代末至今該礦為全國(guó)第七大鉛鋅生產(chǎn)基地。主要產(chǎn)品為鉛、鋅、鐵、硫精礦，綜合回收銀、鎢、鉬、鉍、錫等。
隨著近年的技術(shù)改造、處理量不斷增加，用于浮選尾礦中磁性鐵回收的磁選機(jī)配置和工藝逐漸不以有滿足選礦廠的需要，表現(xiàn)為尾礦品位偏高。為此，北京礦冶研究總院結(jié)合黃沙砰礦的選礦工藝和礦石性質(zhì)，在充分考慮廠房空間的基礎(chǔ)上，對(duì)現(xiàn)有永磁筒式磁選機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)，開發(fā)了回收黃沙坪鉛鋅礦尾礦的專用磁選機(jī)。
1、工藝流程
黃沙坪鉛鋅礦是在中深條件下形成的高溫到中溫?zé)嵋旱V床。礦床工業(yè)類型屬于碳酸鹽巖石裂隙充填和交代礦床。
黃沙坪低品位多金屬礦含鉬、鉍、鎢、螢石和磁鐵礦等礦物，礦石性質(zhì)復(fù)雜，礦物品種多，有價(jià)礦物含量低。其中太強(qiáng)鐵礦含黃鐵礦、磁黃鐵礦、白鐵礦、膠狀黃鐵礦，嵌布粒度相對(duì)較粗。其顆?；蜷g隙中填充和溶蝕了鐵閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦，因而形成有用礦物緊密共生，構(gòu)成致密塊狀礦石。
黃沙坪鉛鋅礦選廠自1966年建廠以來，根據(jù)產(chǎn)品市場(chǎng)和礦石性質(zhì)變化，先后使用過六種流程，目前采用的是經(jīng)過完善后的鉛鋅優(yōu)浮流程，首先采用浮選方法選出鉛、鋅和硫，鉛、鋅精礦為選廠的主產(chǎn)品，硫精礦和鐵精礦為副產(chǎn)品。通過實(shí)踐檢驗(yàn)，現(xiàn)用流程能夠滿足現(xiàn)有礦石的性質(zhì)?，F(xiàn)用流程見圖1。
浮選尾礦中鐵的回收采用了一次粗選、一次精選、兩段磁選的工藝，粗選秋表選磁選機(jī)的型號(hào)均為CTB-1018，磁場(chǎng)強(qiáng)度為170mT。從選鐵流程看，粗選和精選磁選機(jī)規(guī)格相同，當(dāng)給礦量變化較大時(shí)，粗選磁選機(jī)處理能力與精選磁選機(jī)不匹配，尾礦品位偏高?？紤]磁選設(shè)備情況、廠房現(xiàn)有空間等實(shí)際情況，該公司決定采用多金屬綜合回收磁性鐵專用磁選機(jī)（CTB-1230）代替現(xiàn)有粗選CTB-1018磁選機(jī)來降低浮選尾礦中鐵的品位，提高磁性鐵的回收效果，原有精選磁選機(jī)CTB-1018作為精選作業(yè)的磁選設(shè)備。
2、綜合回收磁性鐵專用磁選機(jī)研制
2.1、技術(shù)方案
綜合回收磁選機(jī)的給礦是經(jīng)過多次浮選的尾礦，其中磁性鐵的含量比較低；給礦粒度比較細(xì)，細(xì)度一般在-74μm 70%以上；干礦量小、體積量變化大等是該回收工藝的主要特點(diǎn)。
針對(duì)上述工藝特點(diǎn)，在充分分析現(xiàn)有的通用鐵礦磁選機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和分選原理的基礎(chǔ)上，采用如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)可回收鐵的充分回收。
1）磁系的開發(fā)與設(shè)計(jì)。為了滿足磁場(chǎng)大作用深度和選別粒度細(xì)等要求，在磁系設(shè)計(jì)中充分考慮了各個(gè)參數(shù)的匹配關(guān)系。磁極采用北京礦冶研究總院高性能磁性材料作為磁源，磁系采用大磁包角和多極面的結(jié)構(gòu)。這種磁系，不僅退磁率低，而且作用深度大，為細(xì)磁性顆粒的充分回收創(chuàng)造了良好的磁場(chǎng)條件。
2）高礦漿液面槽體。與大包角磁系相配設(shè)計(jì)，使得磁筒浸入礦漿中的深度大，選礦分選帶延長(zhǎng)，礦漿停留時(shí)間增加，提高了磁性礦物的回收率。
3）增加CTB-1230磁選機(jī)的機(jī)架高度，取消精礦箱并對(duì)槽體精礦沿部分進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，使CTB-1230選出的粗精礦能夠直接進(jìn)行精選磁選機(jī)CTB-1018的給礦箱，使CTB-1230和CTB-1018形成階梯串聯(lián)配置。
4）傳動(dòng)部分采用TK系列硬齒面斜齒輪減速機(jī)。硬齒面齒輪采用優(yōu)質(zhì)合金鋼，表面經(jīng)滲碳淬火硬化處理，磨齒精細(xì)加工，與行星擺線針輪減速機(jī)和圓柱齒輪減速機(jī)相比，具有噪音低、傳動(dòng)平衡、承載能力大、溫升低、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，同時(shí)，直聯(lián)的電機(jī)與筒體長(zhǎng)度方向垂直，使設(shè)備整體長(zhǎng)度減小，結(jié)構(gòu)緊湊。
通過對(duì)磁選機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行以上幾項(xiàng)優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計(jì)，使CTB-1230磁選機(jī)能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)空間位置要求，工藝上更加利于提高浮選尾礦細(xì)粒級(jí)磁性鐵的綜合回收，同時(shí)也延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。
2.2、分選原理與結(jié)構(gòu)
該設(shè)備是根據(jù)物料不同比磁化系數(shù)，利用磁力進(jìn)行物料分選。當(dāng)?shù)V漿通過磁選機(jī)磁場(chǎng)區(qū)時(shí)，具有不同比磁化系數(shù)的礦物粒子受到磁場(chǎng)力和機(jī)械力的共同作用，由于不同磁性的礦粒所受的磁力不同，因而產(chǎn)生不同的運(yùn)動(dòng)軌跡。當(dāng)磁選機(jī)磁場(chǎng)作用于礦粒的磁力大于機(jī)械力時(shí)，強(qiáng)磁性、中等磁性礦物被直接吸附于分選磁滾筒表面，并隨圓筒旋轉(zhuǎn)帶到無磁區(qū)（卸礦區(qū)），脫離磁場(chǎng)區(qū)后借助于沖洗水卸入精礦箱，成為磁性產(chǎn)品。而非磁性礦粒磁力很小，不能被分選磁滾筒吸附，在重力及槽體內(nèi)礦漿流的作用下，自流進(jìn)入尾礦排礦管則隨礦漿流動(dòng)作為尾礦排出。從而使磁性礦物和非磁性礦物得到高效分離。CTB-1230尾礦回收磁選機(jī)見圖2。串聯(lián)配置圖見圖3。
2.3、性能參數(shù)
專門為黃沙坪礦浮選尾礦磁性鐵回收設(shè)計(jì)的CTB-1230磁選機(jī)的性能參數(shù)列于表1中。
3、應(yīng)用情況
設(shè)備于2010年11月安裝到浮選車間選鐵環(huán)節(jié)替代原CTB-1018粗選磁選機(jī)，原CTB-1018精選磁選機(jī)一學(xué)作為精選設(shè)備分選CTB-1230磁選機(jī)的粗精礦。為了考察新設(shè)備安裝后的具體分選指標(biāo)，選礦于2010年12月2-12日，共處理原礦13890t。對(duì)磁選機(jī)的給礦（浮選尾礦），鐵精礦（精選磁選機(jī)選出的），尾礦進(jìn)行了生產(chǎn)取樣（取樣機(jī)取樣）、化驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，化驗(yàn)分析結(jié)果見表2。
改造前原2CTB-1018磁選機(jī)的2009年10月至2010年10月統(tǒng)計(jì)指標(biāo)見表3，取樣也是磁選機(jī)的給礦（浮選尾礦）、鐵精礦（精選磁選機(jī)選出的）、尾礦（取樣機(jī)取樣）化驗(yàn)分析結(jié)果見表3。
從數(shù)據(jù)上看，在給礦品位略低于改造前給礦品位的情況下，精礦品位略高于改造前精礦品位，而尾礦品位降幅較明顯，達(dá)到1個(gè)百分點(diǎn)。順收率提高了4.13個(gè)百分點(diǎn)，回收磁性鐵效果非常理想，如每年按處理原礦40萬t計(jì)算，每年可多回收鐵精粉5000t，按800元/t鐵精粉的市場(chǎng)價(jià)計(jì)算，每年可多創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益約400萬元。
實(shí)踐證明，大型尾礦回收專用磁選機(jī)的設(shè)計(jì)思路、技術(shù)方案是合理的，用大型尾礦回收專用磁選機(jī)代替原有粗選磁選機(jī)決策是正確的，實(shí)現(xiàn)了選廠提高尾礦中磁性鐵回收率的愿望。
4、結(jié)論
1）原有粗選磁選設(shè)備規(guī)格偏小，設(shè)備陳舊，導(dǎo)致分選過程中有過多的可回收磁性鐵流失到尾礦中。
2）考慮到黃沙坪鉛鋅礦選礦工藝特點(diǎn)，專門設(shè)計(jì)的尾礦回收磁選機(jī)能夠代替原粗選磁選機(jī)，可滿足提高尾礦中可回收磁性鐵回收率的要求，達(dá)到了增產(chǎn)增效的目的。
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