白象山铁矿粗选精矿旋流器与细筛组合分级分选工艺扩大连续试验

陆 虎 王荣林 杨松付 王金行

(安徽马钢矿业资源集团姑山矿业有限公司)

在经济的快速增长下，我国的矿产危机日益明显，为了缓解我国矿产资源需求，高效利用矿产资源，特别是嵌布粒度较细，有用矿物与脉石互相共生夹杂的矿石的处理显得尤为重要，因此开展高效精细化分级分选技术十分必要[1-2]。

磨矿分级作业是选矿工艺中最重要的作业之一，近几年旋流器与细筛的组合分级工艺得到了广泛的应用，通过组合分级达到精细化分级，再对富集的细粒级产物进行窄级别分选。水力旋流器按等沉降速度关系进行分级，粒径小而密度大的颗粒与粒径大而密度小的颗粒沉降速度相当，这样一方面使得通过磨矿已单体解离的部分细颗粒铁矿物由于密度大进入底流，直接返回磨机再磨势必造成过磨，旋流器溢流加细筛的组合分级，能够减少旋流器溢流中粗粒级较轻的连生体进入到目标流程，保证细度和品位的要求，但不能解决反富集[3]。为解决以上问题，可将旋流器底流给入高频细筛进行筛分作业，筛上返回磨机避免过磨，筛下进入磁选作业，得到合格精矿[4]。为解决白象山选厂铁矿物过磨问题，实现低成本、高效率的生产目标，开展了粗选精矿旋流器与细筛组合分级分选工艺扩大连续试验研究。

1 粗选精矿粒度组成分析

对白象山选厂粗选精矿进行了粒度组成分析，结果见表1。

表1 粗选精矿粒度组成结果

由表1可知，粗选精矿全铁品位为59.67%，-0.074 mm粒级含量为77.74%，粗粒级铁品位较低，细粒级铁品位较高。

2 扩大连续试验结果

此次连续试验为保证达到技术指标要求和连续过程的稳定并与生产实践接轨，进行了吨级扩大连续试验，试验2种不同的流程，每个流程进行48 h，处理矿样约70 kg/h。连续试验过程中每隔30 min取小样1次，将4次小样合并混匀作为2 h样品。

流程Ⅰ工艺流程为粗选精矿—旋流器分级—磨矿(返回旋流器形成闭路)—磁选—细筛(筛网0.1 mm)—淘洗机—筛上及淘洗机溢流浓缩后返回磨机再磨工艺，其过程为粗选精矿样品由φ25 mm水力旋流器分级，旋流器底流给入φ420 mm×450 mm格子型球磨机磨矿，磨机排矿返回旋流器形成闭路；旋流器溢流进入两台串联的φ400 mm×300 mm弱磁机进行二磁、三磁弱磁选；三磁精矿给入0.1 mm高频细筛分级，高频细筛筛下给入TCXJ-1φ120 mm淘洗机选别，淘洗机底流即为最终铁精矿，淘洗机溢流及高频细筛筛上合并返回球磨形成闭路，二磁、三磁弱磁选尾矿和浓磁尾矿合并为总尾矿。流程Ⅱ相比于流程Ⅰ增加了旋流器沉砂进细筛(筛网0.76 mm)筛分分级。流程Ⅰ、Ⅱ数质量流程见图1和图2。

图1 流程Ⅰ数质量流程

由图1和图2可见，流程Ⅰ连续试验技术指标铁精矿铁品位为66.22%，产率85.00%，铁回收率95.48%，总尾矿铁品位17.76%；流程Ⅱ连续试验技术指标铁精矿铁品位为67.32%，产率84.04%，铁回收率95.64%，总尾矿铁品位16.17%，较流程Ⅰ精矿铁品位提高了1.10个百分点，铁回收率提高了0.16个百分点，尾矿铁品位降低了1.59个百分点。

图2 流程Ⅱ数质量流程

经计算流程Ⅰ磨矿分级循环负荷为219.04%，流程Ⅱ磨矿分级循环负荷为174.24%，较流程Ⅰ降低了44.80%。

3 主要产品细度和精矿产品性质

3.1 主要产品细度

扩大连续试验主要产品细度检测结果见表2、表3。

表2 流程Ⅰ主要产品细度(-0.074 mm)检测结果 %

由表2、表3可知，流程Ⅰ旋流器沉砂细度-0.074 mm 77.50%，溢流细度-0.074 mm 93.12%，淘洗机给矿细度-0.074 mm 94.27%；流程Ⅱ旋流器沉砂细度-0.074 mm 64.13%，溢流细度-0.074 mm 88.74%，淘洗机给矿细度-0.074 mm 95.85%，沉砂细度较流程Ⅰ降低了13.37个百分点。

表3 流程Ⅱ主要产品细度(-0.074 mm)检测结果 %

3.2 精矿产品性质

扩大连续试验主要产品化学多元素分析结果见表4、表5。

由表4、表5可知，流程Ⅱ铁精矿中CaO、Al2O3、SiO2、MgO等杂质和有害元素S、P含量较流程Ⅰ铁精矿中的杂质、有害元含量均有所降低。

表4 流程Ⅰ铁精矿化学多元素分析结果 %

表5 流程Ⅱ铁精矿化学多元素分析结果 %

4 结 论

(1)试验对白象山选厂粗选精矿采用两种工艺流程进行了分级分选工艺对比，流程Ⅱ较流程Ⅰ精矿铁品位提高了1.10个百分点，铁回收率提高了0.16个百分点，尾矿铁品位降低了1.59个百分点，铁精矿中杂质、有害元均有所降低，提质效果显著。

(2)水力旋流器分级能有效脱除给矿中的微细粒级连生体，而细筛能迫使沉砂中的微细粒磁铁矿单体在筛下产物中富集，旋流器+高频细筛组合分级提前分流走了沉砂中部分合格粒度矿物，明显减少了进入磨机的矿量，流程Ⅱ较流程Ⅰ磨矿分级循环负荷降低了44.80%，提高了磨矿分级效率，节能效果显著。

(3)水力旋流器与细筛组合中旋流器主要承担循环负荷的作用，而高频细筛则发挥了分级效率高、粒度稳定的优点，两者配合为实现矿物精细化分级、差异化高效分选创造了有利条件。

(4)扩大连续试验工艺流程顺畅，设备运转正常，选矿指标稳定，试验数据可为白象山选厂提质降杂、节能降耗技改提供参考。