攀西地区新型外磁磁选技术探索与实践.pdf

2 0 1 8 年第3 期有色金属 选矿部分 7 1 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 8 ．0 3 ．0 1 5 攀西地区新型外磁磁选技术探索与实践 胡永会1 ”，尚红亮1 2 1 ．北京矿冶科技集团有限公司，北京1 0 0 1 6 0 ； 2 ．北矿机电科技有限责任公司，北京1 0 0 1 6 0 摘要攀西地区钒钛磁铁矿资源极具战略价值且储量丰富，综合利用价值很高，但通过选矿工艺流程回收铁 与钛的成本逐年递增。为保证该地区资源利用的高效性与经济性，近几年针对性开发出一种新型外磁内流式永磁简 式磁选机，该机采用永磁磁系外置且筒内轴向分选，磁力、重力与离心力同向作用，高场强内敛式磁路匹配大分选带的 分区设计，尤其适用于综合选别由强磁性钛磁铁矿与弱磁性钛铁矿组成的复合型钒钛磁铁矿。主要介绍了该新型磁 选机的发展背景、工作原理与结构特性，并重点分析了针对钒钛磁铁矿磨前粗粒综合预选、钛铁矿粗选与尾矿回收等 作业段简化工艺流程、节能减排的技术探索与应用实践。 关键词攀西；钒钛磁铁矿；外磁内流筒式磁选机；粗粒预选；尾矿回收 中图分类号T D 4 5 7文献标志码A文章编号1 6 7 1 - 9 4 9 2 2 0 1 8 0 3 - 0 0 7 1 - 0 8 E x p l o r a t i o na n dA p p l i c a t i o no fN e wE x t e r n a l m a g n e t i cM a g n e t i c S e p a r a t i o nT e c h n i q u ei nP a n x iR e g i o n H UY o n g h u i 。一．S H A N GH o n g l i a n g 。’‘ ，．B G R I M MG r o u p ，B e i j i n g1 0 0 1 6 0 ，C h i n a ； 2 ．B G R I M MM a c h i n e r y A u t o m a t i o nT e c h n o l o g yC o ．，儿d ，B e i j i n g1 0 0 1 6 0 ，C h i n a A b s t r a c t A st h e a b u n d a n t r e s e r v e d i m p o r t a n ts t r a t e g i cr e s o u r c e ，c o m p r e h e n s i v e u t i l i z a t i o no f V T i m a g n e t i t ei n P a n x ir e g i o ni sm u c hv a l u a b l ew h i l et h eu t i l i z e dc o s to fi r o na n dt i t a n i u mb ym i n e r a lp r o c e s s i n g i n c r e a s e dy e a rb yy e a r ．T h u san e we x t e r n a l m a g n e t i ci n t e r n a l f l o w i n gp e r m a n e n td r u ms e p a r a t o rw a sa c c o r d i n g l y d e v e l o p e di nr e c e n ty e a r st o e n s u r et h ee m c i e n ta n de c o n o m i c a lu t i l i z a t i o n ．T h en e ws e p a r a t o rw a sf e a t u r e d w i t h p e r m a n e n te x t e r n a l - m a g n e t i cs y s t e ma n di n t e r n a l f l o w i n ga l o n ga x i a ld i r e c t i o n ，i nw h i c ht h em a g n e t i cf o r c e ，g r a v i t y a n dc e n t r i f u g a lf o r c ef u n c t i o ni ns a m ed i r e c t i o n ．M o r e o v e r ，t h eh i g h i n t e n s i t yi n t r o v e r t e dm a g n e t i cc i r c u i tm a t c h e d w i t hp l o td e s i g no fl a r g es e p a r a t i o nz o n ei s e s p e c i a l l ys u i t a b l e f o rc o m p r e h e n s i v e l ys e p a r a t i n gV - T im a g n e t i t e c o n s i s t e do fs t r o n g l ym a g n e t i ct i t a n i cm a g n e t i t ea n dw e a k l ym a g n e t i ci l m e n i t e ．G e n e r a l l y ，d e v e l o p i n gb a c k g r o u n d ， o p e r a t i n gp r i n c i p l ea n ds t r u c t u r a lp e r f o r m a n c eo ft h es e p a r a t o r sw e r em a i n l yi n t r o d u c e di nt h i sp a p e r ．M e a n w h i l e ， t h et a r g e t e dt e c h n o l o g ye x p l o r a t i o n sa n da p p l i c a t i o n si ns i m p l i f y i n gp r o c e s s i n gf l o w ，e n e r g y s a v i n ga n de m i s s i o n r e d u c t i o nf o rc o a r s ep r e c o n c e n t r a t i o nb e f o r eg r i n d i n ga n dr o u g hc o n c e n t r a t i o no rt a i l i n g sr e c o v e r yo ft h ei l m e n i t e w e r es e l e c t i v e l ya n a l y z e d ． K e yw o r d s P a n x ir e g i o n ；V T im a g n e t i t e ；e x t e r n a l m a g n e t i ci n t e r n a l f l o w i n gd r u ms e p a r a t o r ；c o a r s e p r e ．c o n c e n t r a t i o n ；t a i l i n g sr e c o v e r y 四川攀西、河北承德、陕西汉中等是我国钒钛磁 铁矿的主要分布地区，我国最主要的钒钛磁铁矿成 矿带即位于攀西地区，矿床含矿性自下向上递减，并 随矿层衰落时矿石品位贫化㈣1 。据统计，至2 0 1 0 年 攀西地区已探明的钒钛磁铁矿储量高达1 0 0 多亿t ， 铁资源储量仅次于鞍本矿区，而钛、钒资源占全国储 量的比例分别超过9 0 ％与6 0 ％。攀西地区钒钛磁 铁矿资源分布较为集中，约9 0 ％的钒钛磁铁矿资源 集中在攀枝花、白马、红格、太和四个特大型矿区，其 余分布在安宁村、白草、新街、马鞍山等中小型矿区 收稿日期2 0 1 7 1 2 ．1 l修回日期2 0 1 8 - 0 4 - 1 0 作者简介胡永会 1 9 8 5 一 ，男，江苏徐州人，硕士，高级工程师，主要从事选矿用磁选设备的研发与推广工作。 万方数据 7 2 有色金属 选矿部分2 0 1 8 年第3 期 或外围矿区。各个矿区的矿石成分存在一定差异， 综合矿样的铁品位2 2 ．4 7 ％～3 4 ．8 8 ％，其中钛磁铁 矿占3 1 ．3 7 ％～4 3 ．0 1 ％，钛铁矿占4 ．9 6 ％～ 1 3 ．1 5 ％l3 j 。攀西地区钒钛磁铁矿不仅富含铁、钛， 还伴生钒、铬、镍、钴、铜、硫等，是我国屈指可数的特 大型共生矿，被誉为“富甲天下的聚宝盆”，综合利 用价值颇高，已发展为我国重要的钢铁基地、最大的 钛原料基地及钒产业基地。4 。 攀西地区钒钛磁铁矿资源极具战略价值且储 量丰富，综合利用价值很高，主要采用磁选一重 选一浮选矿工艺回收铁和钛，铁精矿主要是钛磁 铁矿而钛精矿为钛铁矿，钛几乎平均赋存在钛磁 铁矿与钛铁矿中。近年国内大型科研单位研制出 一种新型的外磁内流式永磁筒式磁选机，在攀西 地区的技术探索与生产实践表明尤其适用于处理 钒钛磁铁矿磨前粗粒综合预选、钛铁矿粗选与尾 矿回收等。 1 攀西钒钛磁铁矿典型选别工艺特点 攀西地区钒钛磁铁矿矿床为晚期岩浆岩分异 型，以赋存于基性或基性一超基性岩体中为主，矿石 分为辉长岩、辉石岩、橄长岩和橄榄岩四种自然类 型‘5 j 。矿石主要有益组分为F e 、T i O 与V 0 ，，其中 金属矿物以钛磁铁矿、钛铁矿为主，含有少量黄铜 矿、磁黄铁矿、硫镍钴矿等硫化矿物；脉石主要以普 通辉石、橄榄石、斜长石及棕色角闪石等的硅酸盐矿 物为主，另有少量磷酸盐和碳酸盐矿物。矿石大多 情况下表现为海绵陨铁与粒状嵌晶结构，并以浸染 状、条带状及致密块状构造为主。 攀西地区攀枝花、白马、红格、太和四大矿区的 钒钛磁铁矿矿石特性及其化学组分列于表1 。脉石 矿物在稀疏浸染、星散浸染及条带状构造矿石中聚 集成十几至几百毫米粒径的团块或薄厚不等的条 带。自形．半自形一它形晶粒状主要结构的矿石中， 钛铁矿与钛磁铁矿紧密共生，与脉石间的接触界 面平直、光滑，以粒状集合体形态为主；钛铁矿与 钛磁铁矿工艺粒度相近，脉石工艺粒度是其3 ～8 倍∞] 。攀西钒钛磁铁矿矿石种类多、矿物组成复 杂、有用矿物与脉石矿物多浸染嵌布，必须进行综 合开发利用才有较好的经济效益。此外，目前开采 方式多为露天开采，矿石特有的结构构造、矿物工艺 粒度、矿物共生组合等特征，矿石可采用粗粒磁分离 工艺。 表1攀西地区钒钛磁铁矿分布特性及组分 T a b l e1F e a t u r e sa n dc o n s t i t u e n t so fV T im a g n e t i t e i nP a n x ir e g i o n／％ 攀西地区钒钛磁铁矿选矿原则流程如图1 所 示。原矿经过破碎后进行阶段磨选，通过单一弱磁 选回收铁精矿 T F e 品位5 3 ％～5 7 ％左右 ，再对选 铁尾矿采用强磁选一重选一浮选联合工艺回收钛精 矿 T i O 品位4 7 ％左右 ，对于含硫高的矿石通常在 浮钛之前浮选脱硫得到硫钴精矿。多数中小型选矿 厂因项目环评通过难度大、矿源不稳定且性质多变、 投资预算低等原因，不采用浮选工艺而是通过重选 或干式强磁得到钛中矿 T i O 品位3 5 ％～3 8 ％左 右 直接出售。 怛刿 广支一 啪- ⋯ ／、、 磨矿 。弋 弱磁选 。- _ _ 。‘。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。’●。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。’。。。‘。。。。。一 陌葡崮 强磁选 浮选 陌萄嗣陌南阐陌稠陌翮 ～广 浮选 f [ ■] l J 笪塑芝JL 堡到 图1攀西地区钒钛磁铁矿选矿原则流程 F i g ．1P r i n c i p l ef l o w s h e e to f V T i m a g n e t i t ei nP a n x i 长期的技术探索与生产实践表明，攀西地区钒 钛磁铁矿典型选别技术特点及对经济效益影响较大 的主要是以下几个关键工艺流程段 1 多碎少磨、磨前预选 碎磨能耗占选矿厂总能耗的6 0 ％～7 0 ％，而磨 万方数据 2 0 1 8 年第3 期胡永会等攀西地区新型外磁磁选技术探索与实践 7 3 矿能耗占碎磨能耗的8 0 ％～9 0 ％，降低磨矿能耗是 广大矿企的战略目标，而多碎少磨、磨前预选已成为 其执行策略，多碎少磨可有效平衡磨矿能耗，磨前预 选可大幅提高磨矿效率。2 0 11 年颁布实施的 G B 5 0 6 1 2 - - 2 0 1 0 冶金矿山选矿厂工艺设计规范 中，碎磨流程被分为破碎一筛分一球磨、粗碎一自 磨、粗碎一半自磨、破碎一高压辊磨一球磨4 种类 型一1 ，这些流程在攀西地区都已经得到工业实践。 三段一闭路破碎工艺中的细碎作业使矿石与脉 石解离地更彻底，生产实践表明该粒级产品非常适 于磨前预选抛废。本世纪初，北京矿冶研究总院针 对细碎后磁铁矿粗粒预抛率先研发出B K Y 型内磁 外流简式磁选机 磁系内置，矿浆经简体外侧选别 并首先在鞍本地区得到广泛应用，之后才尝试用于 攀西地区综合预选磨前粗粒级产品。近年迅速发展 出的高压辊磨机超细碎／半自磨工艺，虽然可大幅降 低给矿粒度并均匀化，但同时细粒级产品也大幅增 加，传统型磁选机对于细粒级弱磁性矿的回收无能 为力。 2 钛铁矿一段强磁粗精选 攀西地区钒钛磁铁矿选矿厂基本全部采用正浮 选工艺得到最终钛精矿，不同之处在于粗细混合浮 选与粗细分别浮选。为提高钛精矿质量与回收率， 攀钢矿业密地选钛厂即针对斜板浓缩分级得到的 粗、细粒级产品分别分选，粗粒级经强磁选粗选后再 磨再选，之后进入浮选作业，细粒级经强磁选粗选后 直接采用浮选工艺得到钛精矿。 选铁尾矿人浮之前的预富集作业尤为重要，采 用重选、磁选等物理方法可显著降低生产成本并提 高生产效率。早期攀西地区主要采用重选工艺与设 备回收较粗的钛铁矿，精选段则采用电选或浮选工 艺。重选分选粒度下限只能达到约3 0 m ，对细粒 级钛铁矿的回收率很低，细粒级钛铁矿绝大部分当 作尾矿丢弃。钛铁矿属弱磁性矿物，其比磁化系数 和密度均高于脉石矿物，大量技术探索与生产实践 证明强磁选回收钛铁矿的粒级下限比重选低不少， S L o n 立环强磁机即是我国自主研制的利用综合力 场分选的高效强磁选设备，对于弱磁性矿石的分选 粒度下限可降低至约1 0 “m ‘8 。。S L o n 立环强磁机 在氧化铁矿选矿中得到工业推广后，1 9 9 4 年才开始 应用于钛铁矿选矿，目前攀西地区各大中型选矿厂 皆采用该机预富集选铁尾矿。 3 尾矿回收钛铁矿一段强磁预富集 相比于钛磁铁矿，钛铁矿具有更为显著的经济 效益。攀西地区开发超过3 0 年，由于工艺流程、设 备配置等的限制，导致早期建设的选钛厂尾矿中钛 铁矿等有价矿物流失严重。近年各大中型选矿厂针 对矿浆量大、微细粒级多且含有浮选药剂的总尾矿 制定了深度回收利用方案，尾矿回收的原则流程如 图2 所示。 匿盒堕芝l ■ 弱磁选 厂] 医蕊雨习圈婀 强玉选 浮选 [ ， ] 睦查竖到I 量垫垦堕j 图2 攀西地区尾矿回收钛铁矿的原则流程 F i g ．2P r i n c i p l ef l o w s h e e to fV - T im a g n e t i t e t a i l i n g sr e c o v e r yi nP a n x i 尾矿深度回收工艺流程主要回收目的矿物为钒 钛磁铁矿和钛铁矿，原则流程参照主流程的磨选部 分，弱磁选回收极少量的钒钛磁铁矿后直接混入最 终铁精矿，强磁选预富集钛铁矿后的粗精矿单独再 磨再选或返回主流程的二段磨矿作业。对钛粗精矿 再磨是必要的，除有用矿物单体解离不够充分外，原 料中尚含有大量絮凝团与浮选药剂，通过擦磨则可 彻底破坏该絮凝团，促使原矿表面药剂脱落以暴露 新鲜表面。与钛铁矿一段强磁粗精选不同，尾矿回 收钛一段强磁预富集要求强磁机设备规格足够大以 提高处理能力和节省单位能耗，且有效磁场力更大 以保证细粒级、微细粒级回收率。针对攀钢矿业公 司密地选矿厂7 6 0 万t ／a 全尾矿深度回收工程，攀 钢矿业江南选矿厂新建磨选生产线并匹配 S L o n - 4 0 0 0 超大型立环强磁机，将密地选钛厂钛铁矿 回收率提高了1 0 个百分点以上、9 j 。 2 外磁内流筒式磁选机的发展及结构 特，董 攀西钒钛磁铁矿的磨前粗粒预选研究表明，对 于各矿区矿石的一3m m 粒级粗磨产品，采用常规筒 式磁选机预选可丢弃产率近一半的尾矿，但是钛的 损失过大，T i O 作业回收率一般不足7 5 ％，即使继 续提高磁场强度，回收率也很难达到9 0 ％训。针 对常规三段一闭路破碎一1 2m m 粒级产品探索出的 粗粒预选筒式磁选机在磁铁矿得到广泛应用后，又 万方数据 7 4 有色金属 选矿部分2 0 1 8 年第3 期 推广至攀西钒钛磁铁矿粗粒预选工艺流程。但一方 面弱磁选尾矿仍需进行筛分后再磨再选，没有真正 实现预选抛废的目的，另一方面粗粒级损坏耐磨层、 堵塞有效分选区并破坏分选环境，造成设备维护量 大、指标不稳定等问题。另外，近年高压辊磨技术迅 速得到广泛应用，能大幅改善给矿粒度分布，产品粒 度细且均匀，铁矿物与脉石相对于细碎作业解离更 加充分，但细粒级含量显著增加也导致常规设备更 加不利于保证磨前预选作业段钛铁矿的回收率⋯J 。 而对于攀西地区钛铁矿强磁粗精选或预富集作业， 因选矿厂原矿规模大、单机处理量低等原因，通常需 选用数十台套S L o n 电磁立环强磁机组成一次粗选、 一次精选完成两次选别，基建与设备投资高、设备占 地面积大，设备运行电磁激磁能耗很高。 随着对磁选过程的深入了解，国内大型科研院 所也在不断推进永磁强磁化进程，尤其是近几年针 对攀西地区某些关键的选矿工艺流程取得较大突 翮 破，开发出一种新型外磁内流式永磁筒式磁选机，针 对磨前粗粒综合预选、钛铁矿粗选与尾矿回收等作 业段进行了大量简化工艺流程、节能减排的技术探 索与应用。 外磁内流筒式磁选机的结构与工作原理与常规 筒式磁选机有较大不同‘12 I 。如图3 所示，该机主要 由磁系、分选筒、底座、给矿箱、精矿箱、尾矿箱、驱动 系统、水管组件等构成，主要结构特点是磁系位于分 选筒外侧，简体内部为分选空间，矿浆沿轴向流动穿 过分选筒完成分选。工作原理如图4 所示，弧形磁 系设置在分选筒外侧并在筒内形成强弱有序的磁 场，工作时矿浆由给矿端集中轴向给入筒内，磁性矿 物被捕获吸附在分选筒内表面并随之转动，到达上 部无磁区后辅助以冲洗水将其冲人精矿箱并排出； 非磁性及磁性极弱的矿物受磁场的作用微弱，随矿 浆流入尾矿箱中，完成分选作业。 霸．一＼一、 o、o ／一f 伞划l 、I 门N 。 o 1 1 一给矿箱2 一水管组件；3 一分选简及磁系4 一底座；5 一尾矿箱；6 一精矿箱；7 一 图3 外磁内流简式磁选机设备结构示意图 F i g ．3 S t r u c t u r es k e t c ho fe x t e r n a l m a g n e t i ci n t e r n a l f l o w i n gp e r m a n e n t ∥＼液而被j 一劣 蓠嚣 ‘，I 生的f l j ∥穰；3t 一{ ，浇水请 4 一漂冼水管；5 磁系 图4 外磁内流筒式磁选机工作原理 F i g ．4 W o r k i n gp r i n c i p l eo ft h en e ws e p a r a t o r 为适用于复合型铁矿与弱磁性矿磁性差异大， 驱动系统 d r u ms e p a r a t o r 及块矿、细粒入料粒级范围宽的特殊需求，研制的新 型外磁内流筒式磁选机主要具有以下优势 1 具有新型磁路的永磁磁系结构。外置磁系 采用高性能钕铁硼磁性材料而无需激磁能耗，在分 选筒体内侧形成内敛式半开放磁路，磁系包角通常 设计为1 3 0 。～1 8 0 0 ，背景场强高达7 5 0m T 以上，可 分选钒钛磁铁矿等复合型铁矿；在筒内壁安装合适 的导磁介质后原开梯度磁场即成为高梯度磁场，感 应场强高达1 ．5T ，用于回收细粒级弱磁性矿。由 于矿浆轴向流经整个筒体，轴向分区分段设计可在 一台设备上实现粗扫选作业，采用周向同极轴向异 极交替设计有利于提高回收率，而轴向同极周向异 极交替则更有利于保证分选精度。 2 多种作用力转化为非竞争力。常规筒式磁 选机在分选过程中“磁重互搏”，即重力与磁力、离 万方数据 2 0 1 8 年第3 期胡永会等攀西地区新型外磁磁选技术探索与实践 7 5 心力反向作用，有利于大幅提精但不利于严格控尾。 而新型磁选机则是磁重联合，即重力与磁力、离心力 同向作用，尤其适用于处理弱磁性矿或复合型铁矿。 3 粒级适用范围广的分选空间。新型磁选机 没有常规磁选机的槽体结构，筒内分选间隙更大， 一3 0m m 粒级也可顺利通过而避免堵塞，大幅提高 筒体内表面耐磨层及筒体使用寿命，工业实践表明 陶瓷片耐磨方式的使用寿命至少可保证在6 个月以 上，可极大地保证设备作业率。周向分区设计为分 选区、漂洗区和卸矿区，设计分别实现高回收率、改 善精矿质量与高效卸料功能。 4 集中式给、排矿简化上下游配置。新型磁选 机在分选筒端部集中式给矿与排矿，匹配二次溢流 轴向多通道技术的布矿装置可保证均匀给矿，与排 矿口及布矿通道中设置的缓冲装置联合作用，可大 幅缓解给矿冲击，整个给、排矿过流面衬有耐磨耐酸 材料以保证使用寿命。 5 特种轴承支撑与齿轮传动保证运转平稳可 靠。因磁系包角不是3 6 0 。，分选筒受力不均匀易 产生径向跳动并出现轴向滑动，故经特殊设计的 分选筒采用可同时承受轴向载荷、径向载荷和倾 覆力矩等联合载荷的专用支撑结构，避免筒体运 转偏心；高精度齿轮传动设计实现分选筒平稳可 靠运转。 目前，国内主要有两家科研单位研制新型外磁 内流式永磁筒式磁选机，一种是长沙矿冶研究院矿 冶装备公司为解决细粒弱磁性矿选别而研制的 Z C L A 重磁拉选矿机，按分选过程中矿粒受同向作 用的重力、磁力与离心力特性而命名；另一种是北京 矿冶研究总院机械所 北矿机电科技有限责任公 司 为解决复合型铁矿粗粒预选而研制的N L C T G 外磁筒式磁选机，命名方式主要表现设备结构特征。 虽然两家单位研制该新型磁选机的初衷与目标略有 不同，但经过近几年的交互融合，技术与产品适用性 皆已拓展至贫磁铁矿、复合型铁矿与弱磁性铁矿的 磨前粗粒预选、磨后粗精选及尾矿回收等作业流 程段。 3 外磁内流筒式磁选机探索与应用 3 ．1 攀枝花矿区 攀技花矿区钒钛磁铁矿开发最早，朱家包包、兰 家火山、尖包包三个矿段由攀钢集团矿业公司负责 采选，密地选矿厂设计原矿处理量为15 0 0 万t ／a 、 铁精矿产量5 8 0 万t ／a 。目前朱家包包铁矿只有铁 路排土场可供使用，堆放兰尖铁矿和朱家包包铁矿 表内矿生产过程中剥离的副产品表外矿和极贫矿， 具有较高利用价值，因其钛铁矿含量与表内矿基本 相当。为有效利用该储量巨大的表外矿资源，采用 三段一闭路破碎工艺，一3 0 0m m 粒级原矿经粗、中 碎至一3 0m m 后先经一次磁滚筒预选干抛，得到 T F e 品位1 8 ％左右、T i 0 2 品位8 ．5 ％左右的粗精产 品，再细碎至一1 2m m 进行新型磁选机粗粒湿抛探 索的可行性。结果见表2 ，新型磁选机在综合回收 该粗粒表外矿方面表现尚可，但一1 2m m 粒级产品 并不适宜湿抛，尾矿流失较多。 表2新型磁选机在攀枝花矿区的一1 2m i l l 粗粒湿抛探索结果 T a b l e2 E x p l o r a t i o nr e s u l t so ft h en e ws e p a r a t o r i n 一12m mc o a r s ep r e c o n c e n t r a t i o na t P a n z h i h u am i n i n ga r e a 密地选矿厂设计铁精矿年产量5 0 0 万t 以上， 入选原矿由攀枝花矿区的不同矿带按适当配比配矿 输出，近年采场已进入中深部开采，原矿品位逐年下 降，入选量无法满足选厂生产需要。但选矿厂改造 空间严重受限，细碎后与入磨前都不具备粗粒预抛 改造条件，迫不得已转而探索一段旋流器沉砂磁选 抛尾的可行性，并于2 0 1 2 年前后采用常规磁选机完 成改造。改造后生产指标较好，但设备对旋流器跑 粗适应性不佳，设备管理难度大、故障率很高，近年 攀钢集团大量裁员并重视铁的回收率，形势更加严 峻。前期研究表明，直接对选矿厂细碎产品进行粗 粒预选易造成尾矿金属量流失严重，而高压辊磨、半 自磨技术日益成熟，人球磨的矿石粒度可以较经济 地降至一3m m ‘1 “。采用新型磁选机对一3 m m 一段 旋流器沉砂及一3l n m 半自磨产品粒级进行粗粒湿 抛的探索结果见表3 ，这也为攀枝花低品位钒钛磁 铁矿及表外矿的预选抛尾提供了新途径。 2 0 1 2 年前后，攀钢集团为提高密地选矿厂铁精 矿的产量和质量，拟增加第三段磨选并加强粗粒抛 尾作业，但选铁厂流程改变后尾矿量增加、尾矿粒级 万方数据 7 6 有色金属 选矿部分2 0 1 8 年第3 期 变宽，将严重影响选钛厂技术指标。故选矿厂委托 长沙矿冶研究院进行新型永磁高梯度磁选机工业试 验，拟取代现场钛铁矿粗精选作业的一次粗选、一次 精选电磁立环高梯度磁选机，工业试验结果列于表 4 ，指标与现场基本一致，但能显著降低能耗并简化 流程。 表3新型磁选机在攀枝花矿区的一3m m 粗粒湿抛探索结果 T a b l e3 E x p l o r a t i o nr e s u l t so ft h en e ws e p a r a t o r j n 一3m mc o a r s ep r e c o n c e n t r a t i o na t P a n z h i h u am i n i n ga r e a 表4新型磁选机在攀枝花矿区钛铁矿 粗精选探索结果 T a b l e4 E x p l o r a t i o nr e s u l t so ft h en e ws e p a r a t o ri n f i n ei l m e n i t e r o u g h i n g a tP a n z h i h u a m i n i n ga r e a 3 ．2 白马矿区 白马矿区是一特大露天钒钛磁铁矿，特点是钒 高、铁贫、钛低，其中钛在四大矿区中的含量最低，回 收难度最大，利用成本最高。2 0 0 1 年初，攀钢矿业 有限公司白马选矿厂开发及及坪与田家村两个矿 段，设计规模15 5 0 万t ／a 。一期采用三段一闭路破 碎工艺，年处理6 5 0 万t ，二期采用一段破碎 半自 磨破碎工艺，年处理9 0 0 万t 。早在上本世纪末，攀 钢集团即委托长沙矿冶研究院、峨眉地质矿产综合 利用研究所和马鞍山矿山研究院对白马铁矿矿石进 行过实验室选矿试验、扩大连选试验与工业试验，结 果表明白马铁矿矿石虽贫但易选，一6 、一3 与 一1m m 粒级都能进行湿式粗粒抛尾，且抛尾产率随 人选粒度降低而提高，有利于采用阶段磨选工艺流 程0 1 4J 。白马铁矿一、二期工程分别于2 0 0 6 年底与 2 0 1 2 年年初建成投产后，一期的旋流器沉砂与二期 的3m m 直线筛筛下产品合并，T F e 与T i O 品位分别 为2 5 ．5 ％、5 ．5 ％左右，选铁尾矿全部再选钛。 白马铁矿采用半自磨技术实现了多碎少磨，但 由于没有合适的粗粒抛尾磁选设备，生产中并没有 实现能抛早抛。故选矿厂委托长沙矿冶研究院进行 新型永磁高梯度磁选机探索试验，尝试一3m m 粗粒 抛尾可行性、1 引。试验结果列于表5 ，新型磁选机在 控制尾矿钛品位方面优势明显，初步探索也给白马 铁矿带来了希望，正进行更加详细的试验探索。 表5新型磁选机在白马矿区的一3m m 粗粒湿抛探索结果 T a b l e5 E x p l o r a t i o nr e s u l t so ft h en e ws e p a r a t o r i n 3m mc o a r s ep r e - - c o n c e n t r a t i o na t B a i m am i n i n ga r e a 3 ．3 红格矿区 红格矿区的矿石储量最大，又分为南矿区与北 矿区，表外矿所占比例超过一半，矿石中铁含量在四 大矿区中最低，在选铁时需配加近一半的低品位矿。 北矿区由四川龙蟒矿冶有限责任公司露天开采，年 设计原矿规模近15 0 0 万t 。2 0 0 5 年龙蟒一选厂建 成投产之初并未设计磨前预选工艺流程，后期扩建 时针对磨前一1 2m m 粒级粗粒产品，引入干湿组合 预选磁选并应用至今，2 0 1 2 年新建二选厂同样增加 了粗粒湿式预选工艺段，选用北京矿冶研究总院生 产的B K Y l 2 3 0 粗粒湿式预选磁选机组成一次粗选 3 5 0m T 一次扫选 7 0 0m T 磨前湿抛工艺流程。 由于龙蟒矿冶公司处理的红格矿区资源钛含量高而 铁含量低，采用常规磁选机磨前预选作业段抛出的 尾矿需筛分再磨再选，而且设备长期运转受粗颗粒 影响出现的偶发故障开始增多，设备作业维护量加 大，故近年持续进行磨前粗粒级铁、钛综合预选抛废 万方数据 2 0 1 8 年第3 期胡永会等攀西地区新型外磁磁选技术探索与实践 7 7 技术探索改造。 2 0 1 4 年，四川龙蟒二选厂联合长沙矿冶研究院 与北京矿冶研究总院成功完成了一台新型磁选机取 代一次粗选一次扫选两台常规磁选机的工业试验， 单系列处理量1 2 0t ／h ，并于2 0 1 5 年实施完毕全部 1 4 个系列磨前预选工艺段技改。表6 中的生产技 术指标表明，铁、钛金属回收率均稳定在9 0 ％以上， 尾矿T i O ，含量可稳定在3 ％以下，而常规磁选机的 金属回收率不足8 0 ％，尾矿T i O 含量高达5 ％ 左右㈨。 表6新型磁选机在红格矿区粗粒湿抛 的生产技术指标 T a b l e6P r o d u c t i o nt e c h n i c a li n d e xo ft h en e w s e p a r a t o ri nc o a r s ep r e c o n c e n t r a t i o n a tH o n g g em i n i n ga r e a 受时代技术条件与装备水平的限制，四川龙蟒 一、二选厂投产数年来流失到尾矿库中的钛铁矿较 多，又占用库容。为此利用闲置设备在二选厂建立 了一条5 8 0t ／h 处理规模的尾矿回收生产线，一段 强磁对来矿进行预富集，其产品经磨矿分级后再 给入二段强磁，粗精选产品返回主流程的浮选作 业，该生产线新增合格钛精矿3 万余t ，经济效益 较为显著。由于尾矿量大、钛含量低，生产中一段 强磁选采用l O 台S L o n - 2 0 0 0 电磁立环强磁机，仅 产出占给矿比例1 5 ％左右的粗精矿，设备激磁能 耗成本占比较大，故进行了外磁内流式永磁高梯 度磁选机的可行性探索。试验结果列于表7 ，新型 磁选机获得的生产指标与现场基本相当，电磁立 环磁选机的感应场强更高而外磁磁选机的扫选带 更长，但后者投资成本及运行成本将大幅降低，而 且前端无需配置除强磁性铁、隔粗等作业，配置 简单。 安宁村矿区属红格基性一超基性岩体的最北端 部份，岩体和矿体特征与红格铁矿区基本一致，地 质储量近6 亿t 。四川安宁铁钛股份有限公司于 1 9 9 5 年取得该矿区潘家田矿段采矿权并建设低品 位钒钛磁铁矿综合利用工程项目，原矿地质综合 T F e 品位仅为2 4 ％，表外贫矿约占总储量的5 0 ％。 2 0 0 8 年启动技改扩能后采选规模由3 0 0 万t ／a 扩 大到6 0 0 万t ／a ，露天开采。选铁工艺调整为两段 一闭路破碎 高压辊磨超细碎 粗粒抛尾 两段 闭路磨矿 一次粗选一次扫选两次精选磁选作业 流程；选钛工艺为粗、细分选流程，其中粗粒选别 流程为一段强磁粗选 两段一闭路螺旋选别 螺 旋中矿再磨 干式强磁精选，细粒选别流程为两 段高梯度强磁 一段强精分级筛上再磨 脱硫 浮钛作业流程。 表7 T a b l e7 新型磁选机尾矿回收试验探索结果 E x p l o r a t i o nr e s u l t so ft h en e ws e p a r a t o r i nt a i l i n gr e c o v e r y 实际生产中，高压辊磨超细碎一5m m 粒级产品 采用常规筒式磁选机粗粒抛尾，一段磨选的尾矿经 1m m 筛分，筛下产率约占6 0 ％返回原流程再磨再 选，而筛上产率约占4 0 ％直接丢弃，该部分尾矿 T i O ，含量大于4 ％。为进一步提高钛铁矿综合回收 率，选厂联合北京矿冶研究总院探索 1m m 筛上 产品回收部分粗粒钛铁矿并返回原流程的可行 性，表8 中的小型试验结果令人满意，人磨量可增 加2 5 ％～3 0 ％。 表8新型磁选机在安宁村矿区尾矿回收 的实验指标 T a b l e8 E x p l o r a t i o nr e s u l t so ft h en e ws e p a r a t o ri n t a i l i n gr e c o v e r ya tA n n i n g c u nm i n i n ga r e a 白草钒钛磁铁矿同属于红格北矿区的一部 份，属于高钛型钒钛磁铁矿，矿物种类繁多且铁、 钛矿物嵌布粒度粗细极不均匀，矿石选矿加工难 度较大。四川会理财通铁钛公司按照中国地质科 万方数据 7 8 有色金属 选矿部分2 0 1 8 年第3 期 学院矿产综合利用研究所研究的粗粒抛尾、一段 磨选流程、阶段磨选工艺流程建成原矿处理量 2 0 0 万t ／a 选矿厂7 。生产实践中，为避免电磁立 环磁选机堵塞，一段磨选选铁尾矿需经1 ．8m m 圆 筒筛筛分，筛下进入强磁选钛流程而筛上作为尾 矿丢弃，该部分尾矿T i O ，含量高达5 ．5 ％以上。为 降低钛尾矿流失并简化流程，采用新型磁选机分 别进行了尾矿全粒级与模拟现场一2m m 粒级人 选钛铁矿一段强磁预选探索，试验结果见表9 ，控 尾效果良好。 表9新型磁选机在白草选厂钛铁矿粗精选 探索结果 T a b l e9 E x p l o r a t i o nr e s u l t so ft h en e ws e p a r a t o ri n f i n ei l m e n i t er o u g h i n ga tB a i c a op l a n t 3 ．4 太和矿区 太和矿区属于晚期岩浆分异的大型钒钛磁铁矿 矿床，表内、表外矿地质储量分别为4 ．6 5 亿t 、 2 ．