李 志

(中钢石家庄设计院有限公司矿山分院)

LJC全自动磁悬浮精选机在中钢富全矿业提品增产改造工艺中的应用

李 志

(中钢石家庄设计院有限公司矿山分院)

介绍了增产提品精选设备全自动磁悬浮精选机的功能、技术特点和工作方式，以及在中钢集团富全矿业增产改造工艺中发挥的重要作用，并最终得出新型磁力重选设备全自动磁悬浮精选机是增加单位时间产量的最佳选择，既保证了精矿品位，又提升了产量，其性能远优于其他同类产品。

全自动磁悬浮精选机 自动化 精矿品位 产量

我国铁矿资源具有广、散、小、贫、差的特点，资源储量分布集中在辽宁、河北、四川、山西、内蒙古和山东等地，也是目前原矿产量较大的地区，铁矿品种多为磁铁矿，但多数矿床的原矿品位低，矿物颗粒细，有害成分含量高，且相当部分为混合型(磁铁矿+赤铁矿+菱铁矿等)铁矿石，矿石难选冶，现有的普通筒式磁选机已不能够进一步提升精矿品位，尤其是当精矿中含有大量连生体的时候，精矿品位要想进一步的提升就要甩掉这一部分的连生体。

LJC全自动磁悬浮精选机是沈阳隆基电磁科技股份有限公司(以下简称隆基)在总结了传统磁重选设备脱水槽、磁选柱、淘洗机优缺点的基础上最新研制开发的第四代磁重连选设备，具有处理量大、品位提升幅度大、自动化程度高、可靠性高、节能节水等优点。

1 全自动磁悬浮精选机

1.1 功能介绍

(1)提铁降杂。磁悬浮精选机用于磁铁矿的粗精选作业和精选作业，品位提高幅度达2～5个百分点，可有效降低硅、硫、磷等杂质含量。

(2)提产降本。磁悬浮精选机选别过程中能够从物料中分选出中、贫连生体，提前从粗磨精矿中提取合格最终精矿，因而可适当放粗磨矿粒度而实现增产，节能降耗，降低成本。如最终精矿中-0.074 mm粒级含量减少8～15个百分点，可实现多磨原矿，多产精矿的目的，其增产幅度可达10～20个百分点；当采用磁悬浮精选机精选不合格精矿时，若精选机选出的精矿品位不仅达到要求并有富余时，则既可提升精矿品位又可适当放粗磨矿粒度实现增产。

(3)精矿浓缩。磁悬浮精选机的底流精矿排矿浓度可达50%～65%，可为精矿过滤作业提供最佳的入矿浓度。

1.2 工作原理简介

磁悬浮精选机主要由给矿槽、溢流槽、输料管、给水管、排矿阀等组成。矿浆从上部给矿组件给入，在中心筒中上部进入磁场区域。其中，磁性矿物在循环主磁场的作用下以磁链的形式悬浮下行；脉石等非磁性矿物由于不受磁场力的影响，会保持原有的重力。此时，给入与矿物沉降方向相反的上升水，非磁性矿物受到的沉降力小于水的冲力，因此会上升并从设备的上部溢流出来；而磁性矿物受到的沉降力大于受到的水的冲击力，因此会下沉并从设备的下部出口排放出来，每当一个循环主磁场周期过后，会产生一个比主磁场大2～3倍的负磁场，反向打散磁链，使悬浮的磁链进一步打散，减少夹杂，由于有反向磁场的作用，不单纯的依靠切向给水打散磁链，所以能够在很大程度上减少水耗。磁悬浮精选机结构见图1。

在这类设备中，由于圆形励磁源的物理规律，在选别筒中沿径向磁场衰减很快，距离越远“团聚—分散—团聚”效果越差，柱中心的磁场强度会非常低并形成空洞现象，几乎没有磁选作用，并且选别筒越大，该现象越严重，这也是目前该类设备无法实现大型化、工业化的关键技术瓶颈，而全自动磁悬浮精选机采用特殊的磁场设计理念，以及巧妙的机械结构，实现了设备的大型化，提高了单机的处理量。

图1 磁悬浮精选机结构示意

全自动磁悬浮精选机采用PLC智能编程系统对设备中的磁场分布进行智能实时控制来达到效果最佳的磁场分布及变化情况，并通过设备上的多个传感器监测选矿效果以及溢流跑尾情况，系统信号传递情况见图2。

图2 系统信号传递过程

PLC智能系统通过对采集的传感器反馈信号进行分析并做出判断，对磁场、给水电动阀、排矿阀进行相应的全方位调节，然后再根据传感器反馈的信号进行分析，之后发出动作信号，最终当传感器监测到的信号达到人为设定的选矿效果后，动作停止，并继续对选矿情况进行监控；若给水和给矿量发生波动导致选矿效果不佳时，系统根据情况自动对设备中磁场以及阀位进行调控，除变化情况超出设计范围外，一般无需人为再次进行调节，即可自行判断调节，使选矿设备可自动即时针对矿物情况进行调节，且该设备也能适应细粒级物料的精选。

2 中钢集团富全矿业存在的问题及工艺改造方案

2.1 企业概况及存在的问题

中钢集团山东富全矿业有限公司以地下铁矿石采选为主业，属中钢集团下属二级单位，公司距济宁市区38 km，距汶上县8 km。选矿厂的磨选系统处理能力为135万t/a，精矿品位为65.5%、粒度为 -0.045 mm 95%，磁性铁选矿回收率在96%以上。目前，选厂存在阶段性精矿品位不达标，单位时间产量过低，产率较低，磨矿时间较长，球耗较大的问题。

2.2 工艺改造方案

针对选厂存在的问题，准备采用全自动磁悬浮精选机，以提高选矿厂磨选系统处理能力，使选矿厂原矿生产产量达到150万t/a并降低吨耗成本。根据选矿厂现场布置情况，磁悬浮精选机计划安装在3段磁选机以南靠近3段磁选机平台处。在磁悬浮精选机下部新装精矿泵池，安装2台渣浆泵(1用1备)输送精矿。将2段磁选机精矿通过现有的精矿泵泵送至磁悬浮精选机作为磁悬浮精选机给矿，磁悬浮精选机精矿通过新装磁悬浮精选机精矿泵送至分矿箱给入过滤机脱水过滤。磁悬浮精选机尾矿产品通过磁选机扫选后扫选精矿返回3段球磨机再磨，扫选尾水分到1段、2段泵池作为流程补加水。

2.3 实现效果

采用全自动磁悬浮精选机，进行工艺改造后，在保证精矿品位、选矿回收率不变的前提下，选矿厂磨选系统要提高处理能力10个百分点以上，同时保证综合尾矿浓度不降低。

3 全自动磁悬浮精选机应用效果及分析

3.1 具体实现方案

山东中钢集团富全矿业为提高磨选系统台时处理量，降低生产成本，选矿车间于2015年1月在3段磁选机后安装LJC-6000磁悬浮精选机2台，将3段磁选精矿给入LJC-6000磁悬浮精选机，LJC-6000磁悬浮精选机精矿为最终精矿经过浓缩磁选后过滤，尾矿进入4段磁选机进行扫选，扫选精矿进入3段球磨再磨，尾矿自流进入1段、2段泵池。LJC-6000磁悬浮精选机正常运行后，分别对LJC-6000磁悬浮精选机的原矿、精矿、尾矿及磨选总尾矿进行取样分析，并对使用和未使用LJC-6000磁悬浮精选机2种工艺期间的选别数据和磨选处理矿量两项指标进行统计对比。磨选车间改造后工艺流程见图3。

3.2 工艺指标考查

LJC-6000磁悬浮精选机运行后，车间对矿样进行了取样分析，并对试验期间的磨选处理量进行了统计对比。第一阶段选别数据见表1。

由表1可知，同时考虑化验室因秤不准造成的化验误差，LJC-6000磁悬浮精选机可提高精矿品位0.99～2.50个百分点。因第一阶段试验期间，磁选机尾矿管道流量限制，LJC-6000磁悬浮精选机给水阀门只开到15%以下，每台用水约50 m3/h，LJC-6000磁悬浮精选机未达到最佳效果。LJC-6000磁悬浮精选机试验期间，综合尾矿品位没有明显增加，化验室取样化验生产综合尾矿磁性铁品位约0.4%～0.8%。生产总用水量未明显增加，尾矿浓度未明显变化。

图3 磨选车间改造后工艺流程

3.3 磨选系统处理量考查

LJC-6000磁悬浮精选机试验期间，第一阶段磨选系统处理能力统计对比结果见表2。

由表2可知，使用LJC-6000磁悬浮精选机后，磨选处理能力可提高至207.56 t/h，与原流程4—9月份磨选综合台时185.78 t/h相比，台时提高了11.72个百分点。

根据第一阶段的试验情况，隆基磁悬浮精选机技术人员对设备参数进行了调整，车间对磁悬浮精选机给矿箱分矿箱和尾矿管路进行了改造，相比第一阶段技术指标和提产能力第二阶段有了进一步提高，第二阶段技术指标数据见表3。

表1 第一阶段选别数据

表2 第一阶段磨选系统处理能力考查分析

由表3可知，LJC-6000磁悬浮精选机可提高精矿品位2.2～2.7个百分点；LJC-6000磁悬浮精选机试验期间，综合尾矿品位没有明显增加，化验室取样化验生产综合尾矿磁性铁品位约0.4%～0.8%；LJC-6000磁悬浮精选机用水约每台100 m3/h，生产总用水量未明显增加，尾矿浓度为11.6%～13.0%，且没有明显变化。

LJC-6000磁悬浮精选机第二阶段试验期间，对磨选系统处理能力统计对比，第二阶段磨选系统处理能力考查分析结果见表4。

表3 第二阶段技术指标数据

表4 第二阶段磨选系统处理能力考查分析结果

由表4可知，使用LJC-6000磁悬浮精选机后，磨选处理能力可提高至217.88 t/h，与原流程4—9月份磨选综合台时185.78 t/h相比，台时提高了17.28个百分点。

4 经济效益分析

全自动磁悬浮精选机对矿物采用“双重打散+二次磁力重选”的选矿过程，可使精矿品位提高，且效果更好更稳定。

全自动磁悬浮精选机单台电耗为8 kWh，单台水耗为100 m3/h，按照全年生产300 d计算，电费0.8元/kWh，水费0.3元/m3，不包括设备采购价格。运行成本年计电费9.2万元，水费43.2万元，(其中不包括设备用水又循环返回到系统中，水费取最大值)总计成本为52.4万元；对于该选厂年处理32.84万t铁精粉，在保证原65%精矿品位的情况下，球磨机处理能力提高了17.28个百分点，即精矿产量年提升了5.67万t，按照山东地区65%精矿品位价格600元/t计算，年增值3 402万元，综上净利润3 375.792万，为企业带来了巨大的经济效益。

5 结 语

(1)中钢集团山东富全矿业经工艺改造有效提高了精矿品位，提高了设备台时处理能力，降低了3段旋流器溢流粒度，降低了磨矿压力。可将精选阶段的脉石连生体与完全解离矿石高效分离，从而提高精矿品位。尾矿主要为解离不充分的连生体，返回1段、2段再磨再选。

(2)与前几代同类产品在工艺中比较时都有一定的产量和精矿品位的提高，但磁悬浮精选机的耗水量会降低30个百分点、耗电量降低1 kWh以上、尾矿浓度有所提高、尾矿品位进一步降低，台时产量提高幅度达10个百分点以上，精矿指标的稳定程度较高。从另一个角度说全自动磁悬浮精选机不是单纯提高精矿品位的产品，利用磁悬浮精选机的脉石连生体与完全解离矿石高效分离的能力可改造选厂流程提高选厂台时产量，增加经济效益。

(3)精选机尾矿返回1段、2段泵池，尾矿返回流程对处理能力有多大影响，待磨选运行时间较长时，需继续进行观察试验。目前，未发现各处工艺指标异常情况。

2015-07-29)

李 志(1968—)，女，工程师，050021 河北省石家庄裕华区槐安路108号。