快速磁翻转磁滚筒在张庄矿干抛系统中的应用研究

潘 猛 吴 红 李保健 齐美超 石 刚

（安徽马钢张庄矿业有限责任公司）

尾矿是选矿过程中排出的固体废弃物，存留少量金属、非金属有价矿物。尾矿堆存不仅浪费大量土地资源，而且还增加矿山投资和尾矿库的运营成本［1-2］。目前，我国尾矿的利用率很低，矿山产出的尾矿占工业固体废物的30%，但其利用率仅为7%［3-4］，变废为宝促进矿业绿色可持续发展已成为当前矿山企业提高市场竞争力的有力因素。近年来，磁铁矿选矿工艺中干抛阶段产生的废石因其二氧化硅含量高、硬度大等优势，逐渐成为建材市场的主流产品。

1 张庄矿概况

张庄矿作为处理铁矿石500 万t/a 的新建矿山，选矿厂采用三段一闭路破碎筛分流程，将合格粒级的铁矿石输送至磨选系统，通过对筛上、筛下产品利用永磁干式磁选机进行两段干抛，可得到块尾矿（30～75 mm）、粗尾矿（0～30 mm）两种建材产品（图1）。近年生产中，选厂破碎系统按原设计两段抛尾正常运行，2018 年块尾产率10%，粗尾产率14.3%，入选铁品位约32%，为恢复原矿地质品位发挥了重要作用。由于张庄矿提升采用的是矿废混提系统，2019年受井下开拓量影响，进入碎矿系统的废石量突增，入选原矿铁品位下降较为明显，磨矿成本有所增加。为此，对当前干抛系统进行优化研究，提高干抛产率，增加建材销售收益，提高入选原矿铁品位，降低能耗［5-6］及磨矿成本。

2 CTX0816 快速磁翻转高场强磁滚筒分选原理

CTX0816 快速磁翻转高场强磁滚筒采用特殊的磁系设计，磁力线发生强烈排斥、挤压和聚集，有的区域磁场强度极高，有的区域磁场强度较低，当外筒体和内筒体转动时，磁性物料在短时间内快速多次交替通过高、低场强区域，发生快速的磁翻转和磁搅动，使夹杂在磁性物料之间的非（弱）磁性物料受到磁搅动，在离心力和重力的作用下向外层移动，而夹杂在非（弱）磁性物料之间的磁性物料由于受到强大的磁场力作用向内层移动，从而在磁场力、重力和离心力的共同作用下实现磁性物料与非（弱）磁性物料的高效分选［7］（图2）。张庄矿选矿厂将原筛下干抛生产系统中的1 台CTDG1016 永磁干式磁滚筒替换为CTX0816快速磁翻转高场强磁滚筒，技术性能指标对比见表1。

3 试验内容

3.1 CTX0816磁滚筒最佳参数试验

因CTX0816 磁滚筒采用360°磁系包角设计，无磁系偏角，主要靠磁场力、重力和离心力的共同作用实现磁性物料与非（弱）磁性物料的高效分选，生产过程中只需通过改变给料皮带频率就可实现对分选效果地调整。在保证给矿性质一致的前提下，不同频率对分选效果的影响见表2。

由表2可知，当给矿频率为55 Hz时，精矿品位及尾矿产率最高，但尾矿TFe 品位及磁性铁损失也较多，不利于资源的最大化利用，因此CTX0816 磁滚筒最佳频率选定为50 Hz。

3.2 CTDG1016磁滚筒最佳运行参数试验

在保证给矿性质一致的前提下，不同频率、磁系偏角对分选效果的影响结果见表3。

由表3 可知，在给矿频率为40 Hz、磁偏角295°时，分选效果指标最好，尾矿产率达15.77%，磁性铁损失在可接受的范围之内，因此CTDG1016 磁滚筒最佳频率及磁偏角选定为40 Hz、295°。

3.3 CTX与CTDG磁滚筒工业对比试验

在给矿性质大致相同的前提下，以最佳运行参数运行CTX、CTDG 磁滚筒进行为期5d 的工业试验，试验结果见表4。

由表4 可知，CTX0816 快速磁翻转高场强磁滚筒比原CTDG1016 磁滚筒干选抛废产率提高2.16 个百分点，精矿TFe 品位提高0.58 个百分点，MFe 品位提高0.68 个百分点，尾矿TFe 品位降低0.95 个百分点、MFe品位降低0.76个百分点，基本达到了试验预期目标（尾矿产率提高2 个百分点，精矿TFe 品位提高0.5个百分点，尾矿TFe品位降低1个百分点）。

4 经济效益

目前，张庄矿筛下干抛系统所生产的粗尾矿当地销售均价61.62 元/t，应用CTX0816 磁滚筒后粗尾产率可提高2.16 个百分点，按照500 万t/a 提升量计算，可增加建材收益665 万元/a，磁铁回收率提高0.57个百分点，可多回收铁品位66%的精矿粉0.54 万t/a，创效162 万元/a，综合创效827 万元/a，经济效益显著。

5 结论

（1）张庄选厂干抛系统经过改造使用CTX0816快速磁翻转高场强磁滚筒后，其抛尾产率提高2.16个百分点，可达21.20%，提前抛去的脉石矿物不仅可增加建材销售收益，降低磨选成本，还可减少进入充填系统的湿尾量，保障采充平衡，对稳定500 万t/a 大型矿山全尾充填系统生产起到至关重要的作用。

（2）应用CTX0816 快速磁翻转高场强磁滚筒后，磁铁回收率可达98.70%，提高了0.57 个百分点，对同类型磁铁矿选矿厂干抛工艺的优化，具有积极的推广和借鉴意义。