超细碎与加强预选和加强精选
章正华1 刘秉裕2 刘 阳2
（1、广东大顶矿业有限公司；2、鞍山金裕丰选矿科技有限公司）
摘要介绍大顶矿业有限公司在三段一闭路破碎流程中采用HP300超细碎破碎机使最终粒度降至8mm以下及加强预磁选和使用裕丰磁选柱加强精选的效果；并进一步介绍了裕丰磁选柱结构，分选原理及使用效果——即能高效提质降杂又能通过放粗磨矿粒度增产。
关键词 超细碎 磁铁矿预选 磁铁矿精选 磁选柱
前 言
选矿厂破碎和磨矿设备的基建投资占整个选矿厂基建投资的一半以上，而其生产费用也占总成本40~60%。矿石的粉磨是一个高能耗，高钢耗，低效率的工艺流程。在整个破碎和粉磨工艺过程中，粉磨和破碎又以粉磨工艺过程能耗、钢耗高为特点。因此选矿工作者形成了多碎少磨的理念。近二、三十年相继出现各种高效圆锥破碎机，如瑞典Sandvik集团的液压圆锥破碎机，芬兰Metso集团的HP体系圆锥破碎机等，它们与合适的筛分机组合均可使最终破碎粒度达到12mm以下，甚至8mm以下。此外，高压辊磨机自上世纪80年代问世以来更使超细碎技术得到进一步发展。我国近年来借鉴国外经验研制了塔式磨、柱磨机及各种高效锤式破碎机等，它们与筛分机组合也可以使破碎最终粒度达到12~8mm以下。
高压辊磨机的优势：利用层压理论，破碎产物细粒级含量高，处理能力大，相对功耗较低。因此近年来倍受青睐。
对于磁铁矿石超细碎产物可以做到加强预选，即可实现-8mm产物的细粒预磁选，从而可较常规磁滑轮预选更多地提前抛弃较多量的废石尾矿。
超细碎对贫磁铁矿石，特别是极贫磁铁矿石乃至超贫磁铁矿石提前多抛废，提高入磨磁铁矿石品位（磁性铁）意义重大。这可以拓宽磁铁矿石利用率，扩大磁铁矿可利用资源的储量。
贫磁铁矿，特别是极贫磁铁矿石，往往贫、细、杂难磨难选，常规磁选往往得不到合格品位精矿，或含Si、P、S、杂质较高。原因是其中存在一部分结晶粒度非常微细，结构也较复杂的磁铁矿与其它脉石矿物紧密连生所致。磁选柱，特别是裕丰磁选柱是一种能高效分出连生体，获得高品位精矿的磁铁矿精选设备，可作为磁铁矿常规磁选精矿的加强精选设备，十几年来它已得到广泛推广应用。
1、 广东大顶矿业有限公司选矿厂破碎预选工艺
选矿厂处理的矿石为高温热液接触交代矽卡岩型磁铁矿石，破碎给矿最大粒度400mm。采出品位TFe36~38%，在粗、中碎阶段难以用磁滑轮甩出合格品位废石。因此采用-8mm破碎产物进行预选的工艺流程，其破碎筛分预选数质量流程见图1(注：考查期间原矿品位高一些)。
经破碎筛分预选的给入主厂房的预选粗精矿产率为86.77%，TFe品位为49.88%，湿式预选-2mm及-1mm产物的尾矿去尾矿回收机的产率为10.40%，品位为6.83%，干抛磁尾矿的产率为2.83%，品位为8.20%。预选抛出尾矿和废石的总量产率为13.23%，使最终给入磨选厂房的入磨原矿品位由44.23%提高至49.88%，品位提高5.65个百分点。由此可见超细碎与加强预选的效果十分明显。
2、 裕丰磁选柱及其应用效果
2.1 裕丰磁选柱结构，分选原理及特点
裕丰磁选柱是一种电磁式低弱磁场磁重选矿机。它由给矿斗及给矿管、溢流槽、上下分选筒、外套和上下励磁线圈、底锥、传感器、电子电动阀门和自控励磁电控柜及给水系统构成。
该机由自控直流励磁电控柜供电励磁，在选分腔内形成磁力方向向下的循环往复的磁场力，从而拉动给入的磁性矿物颗粒时而聚合，时而松散并呈磁链的形式，上下浮动式的下沉，由于同时从磁选柱下部引入高速旋转上升水流，将夹杂于磁链中的矿泥，单体脉石及贫连生体冲带至溢流沿排出成为以连生体为主的尾矿（实际是中矿）。由于多组励磁线圈自上而下形成脉动磁场，磁场时有时无，时大时小，因而可使入选磁性矿粒在多次磁聚合与多次充分分散，并具有强烈地淘洗作用条件下，使夹杂于其中的单体脉石和连生体，特别是贫连生体高效分出，在底流得到高品位磁铁矿精矿，乃至超级磁铁矿精矿。
该机由于采用特殊的励磁机制，向下的磁力较大，因而允许的上升水流速度高达2—6cm/s，具有结构简单，无运转部件，电耗低，品位提高幅度大，底流浓度高等特点。该机既能充分利用磁团聚以捕捉细粒、微细粒磁铁矿，又能充分分散磁团聚，以充分分出夹杂于磁团中的单体脉石、矿泥及贫连生体。由于磁场强度、上升水速、排矿浓度、磁场周期等可调，因而对矿石的适应性较强，可根据矿石性质及对产品质量的要求，通过适当的条件匹配达到要求的指标。
2.2 裕丰磁选柱的用途经济效益类型
由于裕丰磁选柱能高效分出连生体，它具有以下用途：
1）精选用途：用于磁铁矿选矿精选作业，品位提高幅度2~6个百分点，并可降低硅、硫、磷等杂质含量；
2）粗精选用途：用于磁铁矿粗精选，产出合格品位尾矿（TFe品位≤8%），精矿品位64%~67%，品位提高幅度6~14个百分点；
3）增产用途：用磁选柱精选中等或易选磁铁矿精矿，生产品位为65%~68%的最终精矿，可比常规磁选降低磨矿粒度-200目含量5~15个百分点，从而实现大幅度增产，一般增产幅度15%~40%；
4）生产超级精矿用途：用磁选柱精选易选磁铁矿细磨磁选精矿可生产品位71%~72%的超级磁铁矿精矿；
5）浓缩用途：在不给水或少给水条件下磁选柱对磁铁矿粗精矿和最终精矿具有高效浓缩作用。底流浓度可达60%~75%，可用于细磨前的浓缩及长距离输送前的磁铁矿粗精矿和最终精矿的高效浓缩作业。
对应上述用途，裕丰磁选柱具有以下经济效益类型：
1）质量效益类型。在不降低精矿产量前提下，靠精矿品位提高2~10个百分点，并可降低硅、硫、磷等杂质含量，通过售价提高而增加经济效益；
2）增产效益类型。维持原来精矿品位或稍有提高，通过适当放粗最终磨矿粒度，如-200目含量放粗5~15个百分点而实现大幅度增产， 增产幅度范围为15%~40%，通过大幅度降低选矿成本，各种单耗下降，而增加效益；
3）混合效益类型。通过既适当提高品位，又适当放粗磨矿粒度增产，既提质又增产而增加效益。
以上应用及效益类型在裕丰磁选柱的应用中均得到充分体现。
2.3 裕丰磁选柱在磁铁矿选矿厂的应用效果实例
1）大顶矿业公司一选厂采用CZB80磁选柱的精选效果
大顶矿业公司一选厂，原磨选工艺流程如图3所示。其给矿——即破碎产品经预选的粗精矿，入磨原矿品位40~45%，最终精矿品位为61.5%~62.5%，尾矿品位为6.5~7.0%，主厂房精矿产率及铁回收率为63.5%、94%。
由于最终精矿品位偏低，该厂于2010年9月份应用两台CZB80裕丰磁选柱精选细筛下磁选产物，经工业生产调试只用一台CZB80裕丰磁选柱即能处理45~50t/h来矿。
磨选工艺流程只是在原磨选工艺流程过滤与过滤前磁选之间加了一段精选作业——CZB80裕丰磁选柱。其它工艺过程完全一样。磁选柱精矿去过滤，磁选柱尾矿（中矿）去二段磨矿前的浓缩磁选。上磁选柱精选后，最终精矿品位由61.5~62.5%提高到64~64.5%，而且最终精矿品位比较稳定。另外由于最终磨矿细度的适当降低，精矿产量并没有下降，基本保持原先的日产量1000t/d。
2）其他选矿厂采用磁选柱的效果简要介绍
本钢南芬选矿厂上磁选柱精选后，精矿品位由67%左右，提至69%；歪头山选矿厂精矿品位由65%左右提至67~68%；通钢板石选矿厂由65~66%提至67.5~68%。舞阳矿业公司精矿品位由64~65%提至67.5%；太钢峨口铁矿精矿品位由63~65%提至66.5~67%。
应用裕丰磁选柱精选，实现增产的选矿厂还有辽宁灯塔某磁铁矿选矿厂原最终精矿品位64-65%不稳定，该厂应用一台CXZ60磁选柱后不仅最终精矿品位稳定在66~66.5%，而且通过细筛倾角放缓（由56°放为50°）还实现了大幅度增加原矿处理量而实现精矿增产的目的。在调试正常生产后经一周的运转，通过电话告知，原每个小班（8h）生产50t精矿，应用磁选柱后，每个小班生产70t精矿了，增产幅度达40%。吉林通化四方山选矿厂，应用了四台CXZ60磁选柱（二段），使精矿产量由500多吨提高到650t左右，而且精矿品位能稳定在66%左右。
裕丰磁选柱精选之所以能在磨机不扩容的情况下实现增产，是由于磁选柱精选能高效分出常规磁选分不出的中、贫连生体，从而允许适当放粗最终磨矿粒度所致。
结语：
通过了解大顶矿业有限公司在三段一闭路破碎流程中采用HP300超细碎破碎机使最终粒度降至8mm以下及加强预磁选和使用裕丰磁选柱加强精选实例的效果，证明采用细碎、加强预选及应用高效精选设备（裕丰磁选柱）精选的工艺加强精选，是有效地提高选分效率，实现增产、增效、降低生产成本的有效手段，是解决磁铁矿选矿厂困扰已久的新途径。
参考文献
1、 高压辊磨机在矿物加工领域的应用——《金属矿山》2010.6（1-7）
2、现代铁矿石选矿——《中国科学技术大学出版社》，有关破碎筛分设备部分。