弓长岭选矿厂重选车间有4个磨选系统采用Shp-2000强磁选机(以下简称Shp机)作为粗选抛尾作业, 经过长期生产实践, 证实该设备难于管理设备作业率低, 检修不便, 介质板易堵塞, 选矿效率低, 分选指标不好等弊端。为此, 弓长岭矿山公司与赣州有色冶金研究所签定了SLon-2000立环脉动高梯度磁选机(以下简称SLon机)试验协作合同合。同要求在给矿性质相同的条件下SLon机比Shp机尾矿品位降低2%以上, 精矿品位基本一致, 磁介质不堵塞。从1904年9月至1995年6月连续10个月的工业试验得出了满意的结论, 以下详述试验内容。

1 设备介绍

图 1为SLon-2000机结构示意图, 它主要由铁扼, 激磁线圈, 转环, 脉动机构, 给、排料装置, 传动机构组成。

分选原理为:转环内装有导磁不锈钢棒磁介质, 分选环作立式顺时针方向旋转, 矿浆从给矿斗给入, 沿上铁轭缝隙流经分选盒, 盒内棒状磁介质在磁场中被磁化, 棒介质表面形成高梯度磁场, 矿浆中的铁矿物吸附在棒介质周围, 由转环带出磁包角区, 一部分精矿在重力的作用下脱落至精矿斗排走, 其余精矿被转环带至顶部无磁场区被冲洗水冲净入精矿斗排出, 非磁性物质从下铁轭缝隙经尾矿斗排走, 周而复始的连续作业, 完成分选过程。

其分选过程的特征是，转环立式旋转, 对于每一组磁介质而言, 冲洗精矿的方间与给矿方向相反, 粗颗粒不必穿过磁介质堆便可冲洗出来。脉动机构驱动矿浆产生脉动, 使位于分选区磁介质堆中的矿粒群保持松散状态, 使非磁性矿粒尽快穿过磁介质堆进入到尾矿中去。反冲精矿, 脉动矿浆及采用棒介质可防止介质堵塞, 脉动分选原理可提高精矿品位。磁系的紧密结构使漏磁小、功耗低, 磁场利用率高。分选盒采用螺栓紧固, 不易松动、防止了卡环, 提高了设备作业率等均属其该机的特色。

1.2 主要技术参数

该机主要技术参数见表 1。

1.3 电磁性能

SLon-2000机实测的电磁性能值见表 2。

1.4 设备运转率

设备运转率见表 3。

在试验期, 连续6个月对SLon机与Shp机进行了按小时跟踪考核, SLon-2000机给矿时向为4269.5h, 实际运转4219.8h, 实际运转率为98.8%, SLon机比Shp机运转率提高20.3%。

2 矿石性质及试验流程 2.1 矿石性质

弓长岭贫赤铁矿属前震旦纪沉积变质型鞍山式赤铁磁铁石英岩, 赤铁矿是磁铁矿的氧化产物。主要有用矿物为赤铁矿、磁铁矿、假象赤铁矿、褐铁矿等, 脉石矿物为石英、绿泥石、方解石和角闪石等。矿物的结晶粒度很不均匀, 铁矿物的结晶粒度在0.125~0.037mm之间, 平均粒度在0.060mm左右。石英的平均粒度0.130mm左右, 结晶粒度粗于铁矿物。SLon-2000机的给矿粒度-0.076mm含量为50%左右, 铁矿物的解离度为62.39%, 脉石的解离度为70.66%, 其中-0.019~+0.009mm解离度为81.50%, 说明细粒级部份仍有部分矿物尚未解离。SLon-2000机的给矿性质组成如表 4。筛、水析, 解离度见表 5。

2.2 试验流程

一次分级溢流与二次磨机排矿给入弱磁场圆筒磁选机选出强磁性矿物, 其底流经除渣后入SLon机选别, 舍弃最终尾矿, 粗精矿进入下段选别作业。试验流程见图 2。

3 选矿试验

为了确定SLon机选别的最佳参数, 做了背景场强、脉动、处理量试验。试验中的固定条件、转环转数3转/min, 脉动冲程14mm, 冲次300次/min, 介质充填率18.33%。

3.1 背景场强试验

背景场强试验见表 6。由表 6表明, 随着背景场强升高, 精矿品位、尾矿品位降低, 回收率提高。综合考虑选别指标和电耗, 确定背景场强为0.85T左右为宜, 相应的激磁电流为800A, 激磁电压为52V, 激磁功率为41.6kW。

3.2 脉动试验

脉动试验见表 7。由表 7说明, 脉动对精矿品位影响较大, 比无脉动提高4.84%, 富集比提高0.208倍, 多舍弃尾矿产率8.22%, 因此, 开启脉动机构对提高选矿指标很有利。

3.3 处理量试验

处理量试验见表 8。

表 8说明, 随着给矿量的增加, 精矿品位、尾矿品位升高, 回收率降低, 这是因为在设备分选条件相同时, 首先回收磁性率较高, 易吸附的含铁矿物。当平均给矿氧化亚铁2.69%, 浓度38.7%, 给矿体积117.2m³/h, 处理量61.2t/h时, 获得较经济的选矿指标。

4 生产指标及水、电耗量的考核

为了验证SLon-2000机的选矿效率及水电耗量, 从1994年9月1日起至1995年6月30日止, 进行了为期10个月的生产指标取样两机对比, 平均结果见表 9, 水耗量考核见表 10, 电耗量考核见表 11。

表 9说明, 连续10个月的生产指标对比, 在相同的给矿品位条件下, SLon机精矿品位40.63%, 尾矿品位10.71%, 回收率78.49%, 富集比1.601倍, 与Shp机相比, 精矿品位提高8.37%, 尾矿品位降低6.22%, 回收率提高8.43%, 富集比提高0.330倍, 尤其是多舍弃尾矿产率6.09%, 其优异分选效率有利于简化工序流程, 减轻下段选别作业负荷, 节省设备与降低能耗, 提高经济效益。

表 10说明, 按处理每吨给矿量两机耗水量均为3m³/t, 按机台每台SLon机比Shp机小时多耗水60m³。

表 11说明, SLon机安装功率为91.9kW, 小时实耗功率53kW, 按处理量计单耗为0.88kW·h/t。比Shp单耗低0.24kW·h/t, 因此, 总的来说SLon机是省电力的。

5 经济效益

由于SLon机运转10个月以来, 降低了尾矿品位, 提高了金属回收率, 因此, 增加铁精矿产量4338t, 节电6.417万kW·h, 获得经济效益132.72万元。

6 结论

a.SLon-2000立环强磁选机是我国研制的首台设备, 在弓长岭选矿厂首次工业试验, 在给矿品位25.38%的条件下, 获得精矿品位40.63%, 尾矿品位10.71%, 回收率78.49%的良好指标。

b.SLon-2000机的小时处理量为60t, 水耗180m³/h, 小时实耗电量53kW。

c.SLon-2000机介质不堵塞, 作业率为98.8%, 机电性能良好。

d.该机适宜于粗、细粒级贫赤铁矿物的分选, 具有广泛的推广应用前景。