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摘  要：南芬难选矿磨选流程关键技术研究及应用主要包括降低球磨机入磨粒度、磁铁矿选别工艺流程优化、高效选别设备改造实践等理论。降低球磨机入磨粒度，体现了选矿生产中多碎少磨的思想。创新性提出用高频细筛取代磁选工艺路线，形成旋流器与高频细筛组合分级。独创磁场强度与工序分选粒度合理匹配创新。经选矿厂生产实际运行取得了预期效果，从根本上解决了磨选工艺流程与矿石性质的不适应性，球磨机磨机能力比实施前提高了1.38t/h。同时实施后便于生产组织及技术管理，为选矿厂今后磨选工艺大型化改造积累宝贵经验。

关键词：磁选流程；磨机能力；入磨粒度；流程优化；高效选别

随着露天矿深部开采及北山部位地推进，易选矿石比例减少，难选矿石比例增加，对选矿厂的铁精矿生产造成严重影响，选矿厂球磨机磨机能力不断下降。为增加精矿产量，降低生产成本，开展提高磁选流程球磨机磨机能力研究及应用。

选矿厂成立了技术攻关组对提高球磨机磨机能力进行攻关。结合选矿厂生产实际，对磁矿流程整个工序从头至尾开展一次“全面诊断”。

一、细破碎H6800破碎机工作参数优化

H6800为H系列高效破碎设备，应用技术理论是引进“层间破碎”理论及“立方形”技术，但H6800对于给矿粒度有着严格的要求，大于75mm给矿粒度不能超过5%，否则“层间破碎”及“立方形”技术无法实现。选矿厂细破碎工序共有3台H6800高效破碎机，2004年末改造投产，破碎产品经检查筛分后给入到Φ3600×6000球磨机。细破碎工序H6800高效破碎机投产后，由于中破碎工序设备改造滞后，H7800破碎机改造后没有达到预期目的，因此中破碎工序产品粒度满足不了H6800高效破碎机的入矿粒度要求，影响细破碎新型破碎机效率不能完全发挥。通过对H6800破碎机液压压力、排矿口尺寸等工作参数进行优化攻关，提高破碎产品合格粒级含量，降低工序循环负荷。

选矿厂对于H6800破碎机虽然有一定的生产使用经验，但由于攻关研究前中破碎老式ф2100mm破碎机产品粒度偏粗，最大粒度在100 mm以上，造成新型破碎机液压压力、排矿口尺寸没有达到最优化。攻关改造后改为由H7800破碎机供矿，从而满足了H6800破碎机给矿粒度要求，为工作参数的调整创造了条件，研究的关键在于液压压力及排矿口尺寸的优化确定。

在研究中，通过调整液压压力及排矿口尺寸的组合确定最佳参数，并通过对破碎产品进行采样，得到破碎机处理量及产品中-12mm粒级含量，综合考虑后确定H6800破碎机性能参数，即破碎机平均液压压力4.20MPa，排矿口尺寸降至10 mm～13mm，破碎产品中合格粒级含量明显提高，提高幅度达到10.74%，为降低入磨粒度打下基础。

H6800破碎机参数优化过程中，由于液压压力的提高出现了液压油管泄漏问题，以及挤满给矿效果不佳等问题，严重影响优化攻关工作。选矿厂通过对液压系统进行改进，采用能承受更大压力的国产18MPa高压油管，替代H6800破碎机原液压系统10MPa油管，成功地解决了液压系统泄漏问题；另外采用超声波料位计取代原有红外线触点开关控制破碎腔内料位，并与给矿设备进行连锁控制，更好地实现了破碎机的挤满给矿运行，确保破碎机的进一步优化的实现，从而充分发挥了新型破碎机的技术优势。

经改造后入磨产品粒度降低明显，－12mm合格粒级的含量由80.41%提高到85.33%，球磨机磨机处理能力提高，从而增加了铁精矿产量。

二、三段磨选工艺用高频细筛取代磁选工艺

对三段磨选工艺流程采用高频细筛替代一段磁选，形成旋流器与高频细筛组合分级，克服旋流器单独分级粒度较难精确控制的问题，消除了三段磨选选别工艺粒度波动对质量影响。

1.采用高频细筛替代一段磁选机试验研究

为了研究优化三段磨选后对露天北山过渡类型矿石的处理效果，南芬选矿厂对三段磨选给矿（主流程磁选柱中矿或筛上量）进行了磨选试验。试验矿样为处理北山过渡类型矿流程样。将两个样品分别磨矿至不同磨矿粒度进行弱磁选试验，试验流程为经过二段弱磁选。通过试验数据磁选柱中矿样品磨矿至-0.043mm 90%时，经二段弱磁选，可获得铁品位65.92%的铁精矿；细筛筛上样品磨矿至-0.043mm70%时，就可获得铁品位66.33%的铁精矿。

通过对南芬选矿厂三磨给矿选矿试验结果显示，细筛筛上及磁选柱中矿经过一段细磨，磨矿细度分别为-0.043mm70%及-0.043mm90%时，再经二段弱磁选，脱水槽+磁选机，铁精矿TFe品位均可达66%，回收率达83%以上。经过对试验的分析研究，细筛筛上及磁选柱中矿在经过一段细磨，通过流程优化用细筛替换一段磁选机，在保证粒度的前提下能够充分回收矿石中的磁性铁，可以实现提高球磨机磨机能力的目的。

2.三段磨选系统采用高频细筛替代一段磁选机优化实施

具体改造方案确定以后，从2018年6月开始进行实施，充分利用现场场地和设施，在不影响生产的前提下对三磨一段磁选机逐台替换成振动筛，一期完成5台MVS2020高频振动筛替换和2台CTB1024磁选机的拆装工作，同时完成筛上产品的输送管路铺设和筛下产品分货方箱的制作安装、8台MVS2020高频振动筛的利旧拆卸、振动筛冲散水水路改造，正式转车后运行稳定，精矿品位平均66.01%。根据前期改造结果，二期优化确定继续进行2台磁选机替换改造，增加7台MVS2020高频振动筛，2018年11月全部细筛自循环工艺改造结束投入运行。

三段磨选工艺流程优化后，实现旋流器与高频振动筛组合分级控制，严格保证了精矿粒度，稳定了精矿质量，提高了三磨磁选机的选别效率，降低了尾矿品位。同时提高了选别主流程的二磨浓度，降低了二次循环负荷，使主流程处于稳定状态，球磨机磨机能力提高可达到0.47t/h。

三、磁场强度与工序分选粒度合理匹配

改造前选矿厂一段磁选作业磁场强度为160kA/m，由于结晶粒度细、难磨难选北山矿石量增加，一段磁选尾矿同比升高，需适当提高一段磁选机磁场强度以达到提高磁性铁回收率目的。本研究独创磁场强度与工序分选粒度合理匹配创新，对一段磨矿细度适当放粗，通过优化场强和粒度保证回收率，一段场强为160kA/m时对应磨矿粒度为-200目占45%，提高场强后192kA/m对应-200目占35%，精矿品位不变的情况下工序TFe回收率提高1.2个百分点。一段磨矿细度放粗后，释放了现场产能，稳定精矿品位和提高球磨机磨机能力。

1.提高一段磁选机磁场强度试验研究

为考查一段磁选磁场强度对分选指标的影响，在一段磨矿细度为-0.074mm 35%，选取磁场强度分别为160kA/m、176kA/m、192kA/m、208kA/m，进行一段磁选磁场强度条件试验。随着磁场强度的增加，一段磁选精矿的品位不断减小，而回收率先上升后维持在高位。磁场强度为192kA/m时，一段磁选精矿Fe品位为42.80%，回收率为89.09%。继续增大磁场强度，一段磁选精矿分选产品指标变化不大。因此，在主要考虑一段磁选精矿Fe回收率、综合考虑磁场强度的前提下，确定适宜的一段磁选磁场强度为192kA/m。

2.提高一段磁选机磁场强度改造实施

2019年2月份对四选作业区一段磁选机磁场强度进行更新改造，主要从以下三方面进行：（1）将新磁选机磁场强度由160kA/m提高到192kA/m。（2）新型磁选机对扫选区域采用预选区磁系结构设计，达到有效提高磁场作用深度的目的，增强磁选机滚筒对含磁铁矿粗颗粒和超细颗粒的吸附捕捉，从而提高精矿回收率和降低尾矿品位。（3）选用多磁极结构的磁选机，增加选别区中磁系级数，可以提高磁铁矿在选别区域内的磁翻转频次，清除夹杂的脉石矿物，达到提高精矿品位的目的。经试验流程考查，改造后比改造前尾矿TFe品位降低1.2%，尾矿mFe品位平均降低0.4%，技术指标明显提高。

3.提高一段磁选机磁场强度改造实施效果

为了检验改造效果，组织对新、旧磁选机的选别效率进行了对比试验，由于试验期间矿石性质变化频繁，实验分两个阶段进行。

由表1和表2可知：（1）一段磁选精矿品位：通过对比第一、二阶段试验，虽然第一阶段高场强8#磁选机比9#磁选机精矿品位略低0.08%，但第二阶段却提高2.74%，因此一段选别更换高磁场滚筒后磁精品位可以保证。（2）一段磁选尾矿品位：高场强磁选机尾矿品位降低明显，对比原磁选机降低在1.27%～2.65%，降尾品位效果突出。（3）一段磁选作业回收率：无论第一或第二阶段分析，更换高场强滚筒磁选机回收率均较高，作业回收率在1.30%～2.73%之间，通过数质量流程进行测算，提高全厂球磨机磨机能力0.6～0.7t/h。

四、结论

1.通过围绕H6800碎矿机、YAH2460大型筛分设备进行有针对性的改造，入磨产品粒度降低明显，－12mm合格粒级的含量由80.41%提高到85.33%，球磨机磨机处理能力提高，从而增加了铁精矿产量，适应了集团公司对铁精矿的迫切需求。

2.针对北山矿石性质与选矿工艺流程重新改造优化，消除了露天矿主采场矿石非磁性矿增多，北山过渡类型矿石结晶粒度变细，处理原矿波动大的特点，进行系统的流程优化改造，从根本上解决了原工艺流程存在的重大技术难题，改造构思独特。优化后三段磨选系统可以消除精矿跑粗对选别过程的影响。相比原有磨选工艺流程稳定精矿质量，提高球磨机磨机能力。

3.针对露天矿北山部位矿石逐年增加，在处理这部分矿石时，铁的损失相对增大。选矿厂原有的弱磁选设备不能保证铁矿物得到有效回收，铁矿物与贫连生体和脉石达不到有效分离。通过研究表明，磁场力增大，尾矿铁损失可以有效减少，磁选机单位处理量明显提高，实现北山过渡类型矿石的有效选别。

该研究项目经选矿厂生产实际运行取得了预期效果，从根本上解决了磨选工艺流程与矿石性质的不适应性，球磨机磨机能力比项目实施前提高了1.38t/h。本项目实施后便于生产组织及技术管理，为选矿厂今后磨选工艺大型化改造积累宝贵经验。

参考文献：

[1]谢广元等.选矿学.徐州：中国矿业大学出版社.2001.8.

[2]王常任等.磁电选矿.冶金工业出版社高校统编教材.1986.6.

[3]《选矿设计手册》编委会.选矿设计手册.冶金工业出版社.1988.7.

作者简介：张子斌（1972.9—），男，本溪钢铁（集团）矿业有限责任公司副总经理，高级工程师，硕士研究生学历，2006年毕业于北京科技大学。