常鲁平 孙 放 杨任新

（中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司）

CCTS型粗粒磁选机对贫磁铁矿石的预选效果

常鲁平 孙 放 杨任新

（中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司）

针对贫磁铁矿石预先干式磁选抛尾效率较低的问题，中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司开发了CCTS型湿式永磁滚筒粗粒磁选机，其单机处理能力为150～200 t／h，筒体表面磁感应强度为400～500 mT，入选物料粒度上限可达15 mm。大量的试验结果表明，CCTS型湿式永磁粗粒磁选机普遍适用于国内外各种贫磁铁矿石，且抛尾效率明显高于干式抛尾。在山东华联矿业股份有限公司、山东富全矿业有限公司李官集铁矿、山东苍山铁矿等多家矿山的工业应用效果展示了CCTS型湿式永磁粗粒磁选机良好的推广前景。

CCTS型湿式永磁滚筒粗粒磁选机 贫磁铁矿石 抛尾试验 工业应用

当前，我国钢铁产业受到多重压力，出现了需求陡势下滑、价格急剧波动、企业经营艰难的局面，与钢铁行业息息相关的冶金矿山行业也面临着严峻的挑战。在这种情况下，我国冶金矿山行业要实现可持续发展，必须以减少废弃物排放量、降低能源消耗、提高矿产资源利用率为突破口。

“多碎少磨、早拿早抛”是选矿厂节能降耗、增产增效的重要途径，也是当今选矿技术的发展方向。随着高效破碎设备及大型磨矿设备的不断发展，特别是国外先进破磨设备的大量引进，国内磁铁矿选厂破碎产品的粒度正在逐步降低，一般可由原来的－20 mm左右降低到12 mm以下。对这种粒度的破碎产品进行预先抛尾，不仅可以提高球磨机的的处理能力和入磨品位，而且抛除的部分粗粒脉石可以作为建筑原料销售而不用进入尾矿库，从而大大延长尾矿库的服务年限。但目前大部分贫磁铁矿石都是通过干式磁选的方式进行预先抛尾，抛尾效率较低，而中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司研制的CCTS型顺流湿式永磁滚筒粗粒磁选机可有效提高抛尾效率，为更好地利用贫磁铁矿资源提供了新的途径。

中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司自2005年起就致力于CCTS型永磁湿式粗粒磁选机的开发，并于当年研制出2台规格为φ500 mm×300 mm、筒体表面磁感应强度分别为350 mT和450 mT的实验室样机，于2008年实现产业化，如今已形成筒径在1 000～1 800 mm不等的系列产品，其单机处理能力为150～200 t／h，筒体表面磁感应强度为400～500 mT，入选物料粒度上限可达15 mm。本文介绍CCTS型永磁湿式粗粒磁选机对贫磁铁矿石的预先抛尾试验及应用情况。

1 CCTS型湿式粗粒磁选机抛尾试验

1.1 对张家夏楼贫磁铁矿石的抛尾试验

安徽霍邱县庆发矿业有限责任公司张家夏楼铁矿是中国五矿集团即将开发的新矿山，其原矿铁品位和磁性铁含量分别只有24%和17%左右，为典型的贫磁铁矿石，在磨选前充分抛尾将是未来选矿厂降低成本的关键；其二，霍邱地区地处平原，难以寻找堆存大量尾矿的合适尾矿库，如何处理尾矿目前已成为令霍邱地区已开发磁铁矿矿山头痛的难题；此外，磁铁矿石预先抛尾产生的粗粒废石恰好可作为霍邱地区紧缺的建材用骨料。因此，研究合理的抛尾方案对张家夏楼铁矿的建设、发展具有重要意义。

张家夏楼铁矿石中金属矿物主要为磁铁矿、赤铁矿（含假象赤铁矿）、黄铁矿，有微量褐铁矿；脉石矿物包括石英、长石（钠长石、钾长石）、云母（黑云母、金云母、白云母）、角闪石（阳起石、普通角闪石）、绿泥石、碳酸盐（方解石、白云石）、滑石、金红石、锆石、磷灰石、石榴石等。原矿的化学多元素分析结果见表1，铁物相分析结果见表2。

表1 张家夏楼铁矿原矿化学多元素分析结果 %

表2 张家夏楼铁矿原矿铁物相分析结果 %

表1表明，张家夏楼铁矿石中可利用的有价元素只有铁，没有其他元素可综合利用，且有害元素硫、磷含量较低；表2表明，矿石中的铁主要以磁铁矿形式存在，其次以硅酸盐形式存在，磁铁矿中的铁占总铁的69.84%，硅酸盐中的铁占总铁的22.87%，两者合计占92.71%，其他形式的铁含量很少。

根据原矿性质，中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司在进行选矿试验时拟定了粗、中、细碎分段抛尾的抛尾方案，各段抛尾的给矿粒度分别为200～0、70～0和10～0 mm，其中细碎产品进行干式抛尾和CCTS型磁选机湿式抛尾的对比试验，以确定细碎产品合适的抛尾设备。

在合适的工艺条件下，张家夏楼铁矿细碎产品的干式抛尾和CCTS型磁选机湿式抛尾对比试验结果如图1所示。

图1 张家夏楼铁矿细碎产品抛尾方式试验结果

由图1可知，湿式抛尾与干式抛尾的磁性铁回收率相近（前者为98.83%，后者为98.21%），但湿式抛尾的抛尾产率达27.07%，比干式抛尾的17.14%多出9.93个百分点，入磨矿石铁品位为33.84%，也比干式抛尾的30.78%高出3.06个百分点（细碎产品的铁品位为27.4%），证明湿式抛尾的效果明显优于干式抛尾，可更好地解决原矿品位低、加工成本高、细粒尾矿量大的问题。因此，试验推荐张家夏楼铁矿采用CCTS型磁选机对细碎产品进行湿式抛尾。

目前，中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司正在根据试验结果为张家夏楼铁矿进行选矿厂设计。

1.2 对土耳其Hasancelebi贫磁铁矿石的抛尾试验

土耳其Maden铁矿Hasancelebi矿区总计探明铁矿石储量约7.37亿t，平均磁性铁含量19.21%～22.60%。1979年俄罗斯某研究院完成了该矿区300万t／a和600万t／a选矿、球团厂的可行性研究，2004年土耳其伊斯坦布尔技术大学（Istanbul Technical University）完成了该矿区150万t／a选矿、球团厂的选矿试验和可行性研究。2007年土耳其Erdemir公司在开发Hasancelebi矿区前委托中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司进一步进行了选矿工艺研究，为选矿厂的建设提供技术依据。

土耳其Hasancelebi矿区矿石中金属矿物包括磁铁矿、赤铁矿、假象赤铁矿、褐铁矿、黄铁矿、黄铜矿、菱铁矿、锐钛矿等，脉石矿物包括石英、黑云母、碳酸盐、绿泥石、透闪石、钾长石、斜长石、普通辉石、白云母、绢云母、磷灰石、黏土等。原矿的化学多元素分析结果见表3，铁物相分析结果见表4。

表3 Hasancelebi矿区原矿化学多元素分析结果%

表4 Hasancelebi矿区原矿铁物相分析结果 %

从表3、表4可知：Hasancelebi矿区铁矿石是以磁铁矿为主的铁矿石，但磁性铁含量很低，仅15.60%；矿石中的主要杂质是SiO2、Al2O3。

根据原矿性质，中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司在进行选矿试验时拟定了中碎产品通过干式磁选进行抛尾，干式磁选粗精矿细碎（12～0 mm）或高压辊磨（3～0 mm）后采用CCTS型磁选机进行湿式抛尾的抛尾试验方案。

在合适的工艺条件下，Hasancelebi矿区铁矿石细碎产品和高压辊磨产品的CCTS型磁选机湿式抛尾对比试验结果如图2所示。

由图2可知，高压辊磨产品湿式抛尾的精矿铁品位和磁性铁回收率与细碎产品的相当，且抛尾产率比细碎产品的多1.52个百分点（前者为35.21%，后者为33.69%），说明CCTS型湿式粗粒磁选机不仅适用于细碎产品，而且对于高压辊磨产品也有极好的适用性。

根据试验结果，结合高压辊磨的高效、节能特点，中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司最终推荐土耳其Maden铁矿Hasancelebi矿区选矿厂采用中碎产品干式抛尾—高压辊磨—高压辊磨产品湿式抛尾—阶段磨选工艺流程。

1.3 对其他贫磁铁矿石的抛尾试验

除庆发矿业张家夏楼铁矿和土耳其Maden铁矿Hasancelebi矿区贫磁铁矿石的湿式抛尾试验之外，中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司还采用φ500 mm×300 mm实验室用CCTS型粗粒磁选机（见图4）对马钢钟九铁矿、马钢张庄铁矿、昆钢大红山铁矿、庐江龙桥铁矿、山东胜宏矿业毛家坦铁矿、许昌铁矿、亚美尼亚Hrazdan铁矿、智利Santa铁矿等众多铁矿的贫磁铁矿石进行了湿式预选抛尾试验。大量试验结果表明，CCTS型永磁湿式粗粒磁选机普遍适用于国内外各种贫磁铁矿石，可明显提高这些矿石的预选抛尾效率，从而为矿山带来更大的经济效益。

图3 实验室用CCTS型粗粒磁选机

2 CCTS型湿式粗粒磁选机的工业应用

山东华联矿业股份有限公司四选厂年处理铁品位在28%左右的贫磁铁矿石120万t，现场细碎产品（－10 mm）原来采用1台干式磁选机进行预先抛尾。2011年11月至2012年3月，1台CCTSφ1 200 mm×3 000 mm湿式永磁粗粒磁选机在华联矿业四选厂替代原干式磁选机进行了为期4个月的抛尾工业试验，取得成功后随即投入了生产应用。生产指标统计结果表明，CCTSφ1 200 mm×3 000 mm湿式永磁粗粒磁选机替代原干式磁选机后，选矿厂原矿处理量平均增长了15%（18万t／a）左右，入磨矿量平均减少了18%（22万t／a）以上，且预选粗精矿的磁性铁回收率超过99%，而预选尾矿的磁性铁损失率不到1%。

经济效益分析结果显示，华联矿业四选厂采用CCTSφ1 200 mm×3 000 mm湿式永磁粗粒磁选机进行改造后。每年可新增铁精矿销售收入5 324.40万元，除去设备投资成本、新增水耗电耗、新增矿石破碎成本（原矿处理量增加所致）等，每年新增利润在2 193.12万元，经济效益明显。

同时，对CCTSφ1 200 mm×3 000 mm湿式永磁粗粒磁选机所抛出的尾矿进行粒度筛析发现，每年可从中分离出约14.4万t的＋1 mm粗粒级用于建材，从而延长尾矿库的服务年限。

CCTSφ1 200 mm×3 000 mm永磁湿式粗粒磁选机在华联矿业四选厂的运行实况见图4。

图4 CCTS型磁选机在华联矿业四选厂的运行实况

除山东华联矿业股份有限公司四选厂外，CCTS型永磁湿式粗粒磁选机还在中钢集团山东富全矿业有限公司李官集铁矿及山东苍山铁矿选矿厂等企业得到了推广，也都取得了很好的应用效果。

3 结 语

（1）由中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司研制的CCTS型顺流湿式永磁滚筒粗粒磁选机专用于贫磁铁矿石入磨前的预选抛尾作业，其单机处理能力为150～200 t／h，筒体表面磁感应强度为400～ 500 mT，入选物料粒度上限可达15 mm，且抛尾产率高、磁性铁损失率低。

（2）大量的试验结果表明，CCTS型湿式永磁粗粒磁选机普遍适用于国内外各种贫磁铁矿石，且抛尾效率明显高于干式抛尾。

（3）CCTS型湿式永磁粗粒磁选机在山东华联矿业股份有限公司、山东富全矿业有限公司李官集铁矿、山东苍山铁矿等多家贫磁铁矿山的选矿厂都取得了很好的工业应用效果，其中华联矿业四选厂采用CCTSφ1 200 mm×3 000 mm湿式永磁粗粒磁选机后，原矿处理量平均增长了15%左右，入磨矿量平均减少了18%以上，每年可新增利润2 193.12万元，并可使尾矿库的服务年限得到延长，从而展示了CCTS型湿式永磁粗粒磁选机良好的推广前景。

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Pre-concentration Effect of CCTS-type M agnetic Separator for Coarse Particle to Lean M agnetite Ore

Chang Luping Sun Fang Yang Renxin
（Sinosteel Maanshan Institute of Mining Research Co.，Ltd.）

In view of low efficiency in dry magnetic pre-concentration for tailing discarding of lean magnetite ore，CCTS-type wet permanent drum magnetic separator for coarse particleswith capacity of150～200 t／h，magnetic strength of the cylinder surface of400～500 mT，maximum feed particle up to 15 mm has been developed by Sinosteel Maanshan Institute ofMining Research Co.，Ltd..A number of experimental results showed that CCTS-typewet permanentdrum magnetic separator for coarse particles can be widely used in various poormagnetite ore at domestic，and the wet tailing discarding is significantlymore efficient than dry ones.The industrial application in Shandong Hualian Mining Co.，Ltd.，Liguanji Iron Mine of Shandong Fuquan Mining Co.，Ltd.，Shandong Cangshan Iron Mine，indicated that CCTS-type wet permanent drum magnetic separator for coarse particles owned a good promotion prospect.

CCTS type wet permanent drum magnetic separator for coarse particle，Leanmagnetite ore，Tailing discarding test，Industrial application

2013-08-10）

常鲁平（1988—），男，硕士研究生，243000安徽省马鞍山市经济技术开发区西塘路666号。