1、SXCT 型湿式高频谐波磁场磁选机在攀西钒钛磁铁矿中的应用李国平 赵海亮 尚红亮 史佩伟 成磊（北矿机电科技有限责任公司，北京 100160）Application of the SXCT Wet type high frequency harmonic magnetic separator in the sepration of Panxi V-Ti magnetiteLi Guoping,zhao Hailiang,Shang Hongliang,Shi Peiwei, Cheng Lei（BGRIMM Machinery&Automation Techinology Co.Ltd, Be
2、ijing, 10060）摘要：SXCT 湿式高频谐波磁场磁选机采用高频交变磁场技术，通过产生高频磁扰动来打破磁团聚，大幅提高分选精度。SXCT 型磁选机应用于攀西某钒钛磁铁矿铁精矿精选作业，有效解决了本作业过程中出现的强磁性矿与弱磁性矿及脉石分离不清问题，工业考察可实现 TFe 品位提高 1.85%、回收率 96.12%，尾矿 TiO2 品位 23.12%、铁钛比 1.26，分选指标优良，运行平稳，应用前景广阔。Abstract: SXCT wet type high frequency harmonic magnetic separator use technology of high-f
3、requency AC to significantly improve separation precision by means of breaking up magnetic aggregation acted by the generated high-frequency perturbation. SXCT series were successfully applied to one plant of vanadium titano-magnetite iron concentrate cleaner separation in Panxi zone Sichuan provinc
4、e, China. It proves well working on resolve the indistinct separation between ferromagnetic minerals and weak-magnetic minerals as well as gangues, industrial production shows that Total Fe could be improved by 1.85%, recovery rate improved to 96.12% and 23.12% TiO2 in the tailing, titanium iron rat
5、io is 1.26. An excellent result was achieved and the machines have been keeping working in good condition. Application prospect of this series of separators in industry is very broad.关键词：高频谐波磁场磁选机 永磁 精选 钒钛磁铁矿 Keywords：High frequency harmonic magnetic separator,Permanent magnetism,Concentrate, V-Ti m
6、agnetite.攀西地区是我国非常重要的多金属共（伴）生矿产资源地，已探明钒钛磁铁矿储量超130 亿吨，远景储量达 200 亿吨 1-2。经过近几十年的开发利用，攀西地区外围和浅部的钒钛磁铁矿资源中铁的回收利用工艺技术已经基本成熟，常规的钒钛磁铁矿选铁通常采用 2-3 段阶磨阶选工艺流程，常规筒式磁选机多段分选，经过多段精选后，精矿 TFe 品位可54%。但随着近年来开采深度不断增加，矿石组成发生了较大变化，对现有工艺技术形成了挑战3-5。以攀西红格矿铁矿为例，近年来采出矿石中逐渐有一定量的橄辉岩混入其中 6-7。由于橄辉岩呈现弱磁性，而钒钛磁铁矿本身又剩磁较大、矫顽力较高，在弱磁选过程中极
7、夹杂在铁精矿中，现有精选设备无法有效分离，同时由于钒钛磁铁矿矿石本身就存在矫顽力高、剩磁较大的现象，精选时磁团聚现象严重，导致精矿夹杂严重，企业采用现有工艺产出的最终铁精矿品质无法达标 8-9。为此，本文重点介绍了一种新型高效永磁精选设备，其在攀西地区铁精矿提品降杂中的应用取得了较好的进展。1、典型永磁精选设备近些年，关于铁精矿筒式磁选机精选的研究较多，研究方向主要是通过强化磁翻转效果以及增加淘洗效果，以达到减少精矿夹杂提高品位的目的。（1）BKB 型永磁筒式磁选机，该设备由北京矿冶研究总院在 20 世纪初研制，通过采用小极面多磁极设计，磁极数通常大于 10，匹配高液位半逆流型专用槽体，在延长
8、的分选带及分选时间内，增加磁翻转次数，增强矿浆中的漂洗效果，从而减少精矿夹杂，精矿品位较常规磁选机有较大幅度提升 10-11。（2）YCMC 型低场强脉动磁场磁选机：马鞍山矿山院研制的此类磁选机率先在永磁磁选机上通过采用循环运转磁屏蔽板而实现了永磁脉冲磁场，磁性颗粒在圆筒表面除了因极性变化而作磁翻滚外，还因脉冲的作用上下跳动，非磁性颗粒在无磁区呈松散状态，夹杂在磁团聚中的脉石和贫连生体得以充分暴露，从而排除磁团聚体中的脉石和贫连生体，精矿品位得到大幅提升 12。（3）JCTN 提精降渣磁选机：该类设备为近年出现的设备，在一些区域作为磁选柱的替代品使用，同时也可以和磁选柱串联使用代替原有的反浮选
9、工艺。该类设备的特点是采用多极、小极面、大磁包角（近 270 度） 、高液位的设计方式，分选带较长，磁性颗粒在分选过程中的翻转次数提高数倍以上，同时配合多道漂洗水进行漂洗，分选指标明显高于普通筒式设备 13-14。上述精选设备在增加矿石翻转次数、增大分选带长度、增加漂洗时间等方面较常规筒式磁选机均有所改进，但增加的次数均有限。由于钒钛磁铁矿具有矫顽力高、剩磁大的特性，在经过粗选后，精选作业时存在较为严重的磁团聚的现象，精选难度较大，同时随着开采深度的变化，弱磁性橄辉岩矿物的含量提高更加增大了精选难度，现有精选设备无法满足分选要求。2、SXCT 高频谐波磁场磁选分选原理及结构特点高频谐波磁场磁选
10、机分选原理如图1所示。与常规筒式磁选机磁系固定不动的形式不同，高频谐波磁场磁选机其磁系与筒体异步旋转，磁系在自身驱动系统的驱动下，在一个周期内高频旋转，因此磁性矿石在磁筒表面可产生数十倍于常规筒式磁选机的磁翻滚，同时磁链形状由粗粒长轴形式打散为短针状形式，在随筒体高速翻转的同时自身高速自转，在此过程中弱磁性矿石及贫连生体得到充分的暴露、分离，最终实现矿石高精度分选 15。图1高频谐波磁场磁选机原理图Fig.1 The princip of high frequency harmonic magnetic separatorSXCT 型高频谐波磁场磁选机主要用于磁铁矿精选作业，其机械结构如图 2
11、 所示，主要由磁筒、槽体、机架、给矿箱、精矿箱、漂洗装置、卸矿装置、传动系统等构成。 1、机架；2、筒体传动系统；3、磁系传动系统；4、槽体；5、给矿箱；6、漂洗装置；7、磁筒；8、卸矿装置；9、精矿箱图 2 SXCT 型高频谐波磁场磁选机结构示意图Figure 2 Diagram of the structure of SXCT type high frequency harmonic magnetic separator高频谐波磁场磁选机采用高液位专用槽体、360高频旋转磁系、组合式漂洗装置与卸矿装置等特有设计，提精降杂的效果最好；多种设备参数可调节，有更强的适应性，可以更好满足客户需求。
12、其优点如下所述：1）分离原理具有先进性，磁系与筒体异步旋转产生高频交变磁场，磁性颗粒在磁筒表形成松散针状短磁链，较常规磁系紧密排列的长磁链更易暴露脉石或连生体夹杂，翻滚次数数十倍于常规磁选机，分离效率高，提品幅度大；2）高液位槽体结构，保证筒表磁链在矿浆中的有效抖动，利于脉石及连生体脱离；3）分选空间内磁场力设计均大于普通磁选机，保证尾矿品位；4）采用新型非金属材料筒体，完全避免物流损耗，轻质高强；5）筒体与磁系转速、矿浆液位等多种参数可调，适应性强。3、应用案例3.1 矿石性质近年来，攀西红格地区的钒钛磁铁矿矿山在进入中深部开采后，表内矿逐步减少，表外矿则逐渐增多，中深部矿石类型发生了重大变
13、化，由原来的辉长岩、辉石岩转变成橄辉岩、橄榄岩矿石，导致选厂采用现有的工艺难以获得合格精矿品位。对高频谐波磁场磁选机应用选厂的表内矿、表外矿进行化学分析，分析结果见表 1 所示。表 1 表内矿原矿化学元素分析结果Table 1 Chemical composition analysis results of sa-ore 成分 TFe FeO Fe2O3 TiO2 SiO2 V2O5 Cr2O3 Al3O2含量（%）22.30 17.20 13.22 8.95 29.10 0.19 0.15 4.46成分 CaO MgO Cu Co S P Mn Ni含量（%）11.96 16.11 0.01
14、9 0.016 0.33 0.014 0.19 0.041表 2 表外矿原矿化学元素分析结果Table 2 Chemical composition analysis results of obsa-ore 成分 TFe FeO Fe2O3 TiO2 SiO2 V2O5 Cr2O3 Al3O2含量（%）14.72 10.45 12.73 5.56 37.30 0.09 0.12 5.17成分 CaO MgO Cu Co S P Mn Ni含量（%）11.75 16.46 0.013 0.012 0.095 0.036 0.20 0.048表内矿样品的主要金属成分为铁、钛，其品位分别为 TFe2
15、2.30%和 TiO28.95%，其他金属成分未达到工业品位要求。在脉石矿物中辉石类（辉石、角闪石、黑云母、绿泥石等）约占 55.04%，长石类 2.06%，橄榄石约 6.28%，其余为其他含量低的脉石。矿石TFe/TiO2=2.49，属于高钛型钒钛磁铁矿贫矿。表外矿样品的主要金属成分为铁、钛，其含量分别为 TFe14.72%和 TiO25.56%，其他元素目前尚不具有经济回收价值。由于矿石中 TFe 含量仅为 14.80%，属于表外矿等级。脉石矿物中，辉石和橄榄石含量分别为 50.60%、18.50% ，长石类矿物含量仅为 0.55%。该矿石的类型属于橄辉岩型钒钛磁铁矿表外矿。该选厂目前入选
16、原矿按照表外表内 1:3 比例进行混合，橄辉岩型钒钛磁铁矿矿表外矿的混入对原有选铁系统形成了较大影响，常规磁选设备产出的铁精矿品质逐步降低，无法满足销售要求。3.2 实验室试验SXCT 型高频谐波磁场磁选机分选原理具有先进性，分选结构具有独特性，更好的适应了精矿产品进一步提精夹杂的要求，在很大程度上克服了常规筒式磁选机的不足，运行可靠性更高，指标更优异。针对该选厂铁精粉矿样前期进行了实验室探索试验，试验结果见下表。表 3 高频谐波精选机（实验室）试验结果Table 3 Results of experiment by Laboratory type high frequency harmoni
17、c magnetic separator 产品名称 产率/ TFe品位/ TFe回收率 /精 矿 93.15 57.45 96.46尾 矿 6.85 28.68 3.54给 矿 100.00 55.48 100.00实验室试验结果表明，采用 SXCT0504 型高频谐波精选机进行铁精粉提品，其最终精矿品位可提至 57.45%，较给矿品位提升约 2 个百分点，达到预期目标。3.3 工业生产考察SXCT1230 高频谐波磁场磁选机现场进行了处理量、筒体转速、磁系转速、漂洗水量、卸料辊转速与间隙、分选液位等条件试验，确定最佳分选参数后，正常运转考察 2 个月，处理量 45t/h 条件下现场考察数据如
18、表 3 所示。表 4 SXCT1230 高频谐波磁场磁选机工业考察数据Table 4 Part of investigation data of SXCT1230 type high frequency harmonic magnetic separator给矿品位/% 精矿品位/% 精矿产率/% 精矿收率/% 尾矿品位/%编号TFe TiO2 TFe TiO2 TFe TiO2 TFe TiO2 TFe TiO21 54.96 12.14 57.31 11.52 93.10 94.12 97.08 89.32 23.24 22.07 2 54.85 11.75 57.25 11.35 92.
19、86 96.99 96.92 93.69 23.65 24.65 3 55.91 11.81 57.60 10.76 95.04 93.11 97.92 84.84 23.51 26.01 4 56.12 11.85 58.03 11.05 94.42 94.82 97.63 88.41 23.83 26.48 5 55.48 12.02 57.55 11.06 94.02 93.29 97.52 85.84 22.96 25.36 6 55.67 12.07 57.57 11.27 94.23 94.74 97.44 88.46 24.66 26.47 7 56.00 11.77 58.22
20、 10.77 93.53 93.47 97.24 85.53 23.92 26.08 8 56.02 11.99 58.16 10.81 93.80 92.37 97.38 83.28 23.66 26.27 9 56.00 11.77 57.83 11.12 94.71 95.42 97.80 90.15 23.25 25.32 10 55.91 11.78 57.93 11.06 93.95 94.69 97.35 88.90 24.53 24.61 11 55.90 11.80 57.53 11.19 95.14 96.08 97.91 91.12 24.00 26.76 12 55.4
21、8 11.97 57.17 11.13 90.33 88.20 93.08 82.01 39.70 18.25 13 55.87 11.87 57.54 11.36 90.95 93.83 93.67 89.79 39.08 19.62 14 55.40 12.63 57.29 11.60 88.36 87.04 91.38 79.95 41.05 19.55 15 55.31 12.34 56.98 11.77 90.26 92.87 92.99 88.58 39.83 19.76 16 55.09 12.26 56.57 11.94 91.58 95.36 94.04 92.87 39.0
22、0 18.83 17 55.20 12.05 56.90 11.31 90.72 91.20 93.51 85.60 38.59 19.72 18 55.16 12.38 56.61 11.91 94.94 95.98 97.44 92.33 27.94 23.59 19 54.53 12.64 56.34 11.78 93.34 91.25 96.44 85.04 29.17 21.61 20 54.39 13.12 56.00 12.34 94.13 92.46 96.91 86.96 28.58 22.68 21 54.05 13.06 55.90 12.35 93.76 92.58 9
23、6.97 87.55 26.23 21.92 平均 55.40 12.15 57.25 11.40 93.01 93.33 96.12 87.63 29.07 23.12 生产考察数据表明，TFe、TiO 2 平均品位 55.40%、12.15%的原铁精矿产品通过 SXCT型高频谐波磁场磁选机进一步分选，最终精矿 TFe、TiO 2 平均品位 57.25%、11.40%, TFe 提升幅度 1.85%，提精效果明显；磁尾矿中 TiO2 平均含量 23.12%、铁钛比 1.26，可考虑作为入浮选钛原料，从而提高了全流程作业中钛的回收率，经济效果显著。3.4 经济效益浅析增加 SXCT1230 湿
24、式高频谐波精选机新精选工艺，主要效益表现如下：（1）提升铁精矿 TFe 品位a.铁品位平均提升幅度 1.85%，按照目前含钛铁精矿市场价格，精矿 TFe%品位每提高1%，利润增加 8 元/t，二选厂铁精矿年产 200 万吨，则因铁精矿品位提升带来的效益为3000 万元；b.精选机（按照目前处理量需要 5 台）使用后，每台每小时电耗成本增加 22kw，按照全年 365 天（8760 小时），设备作业率按照 90%计算，由此增加的电耗成本约 50 万元；c.按照折旧率 14%计算，固定资产折旧增加成本约 5x50x14%=35 万元；d.精选工艺采用湿式高频精选机年增加效益 4000-50-35-
25、50x5=3665 万元（2）非磁性产品合理的铁/钛比例湿式高频谐波磁场磁选机在实现铁精矿提品的同时，尾矿（非磁性产品）中实现了钛的富集，铁、钛比为 1.26，此部分矿经简易脱铁脱硫处理后可直接作为浮游选钛原料，大幅增加选钛入浮量，提高全流程中钛的回收率，经济性客观。4、结论攀西钒钛磁铁矿我国非常重要的矿产资源，随着开采深度增加难选型表外矿逐渐增多，选厂被迫逐渐将表内表外按比例混合作为入选原矿，这使得入选矿石组成发生了较大变化，现有工艺技术及设备产出的产品品质难以满足市场要求。新型高效 SXCT 型湿式高频谐波磁场磁选机分选原理新颖，结构合理，在攀西地区铁精矿提品降杂中的应用取得了较大突破：入
26、选 TFe、TiO 2 品位 55.40%、12.15% ，所获精矿 TFe、TiO 2 品位57.25%、11.40%，TFe 提升幅度 1.85%；磁尾矿中 TiO2 含量 23.12%、铁钛比 1.26，合理的铁钛比对磁尾作为入浮选钛原料提供了可行性，有助于提高了全流程作业中钛的回收率，经济效益十分显著。 参考文献1 谭其尤, 陈 波,张裕书,等.攀西地区钒钛磁铁矿资源特点与综合回收利用现状J.矿产综合利用.2011（6）：6-7.2 李国平,尚红亮,王芝伟,等.新型磨前干式预选工艺在攀西某钒钛磁铁矿的应用 J.有色金属（选矿部分）.2018（2）：57-60.3 刘熙光,邱克辉,张其春
27、,等.关于钒钛磁铁矿综合利用可持续发展问题的探讨J.中国矿业.2001（4）：23-25.4 付冠文.浅析钒钛磁铁矿矿区表外矿综合利用的实践J.中国矿业.2010（8）：62-65.5 张克仁, 苏波. 攀西钒钛磁铁矿石矿物工艺特征及其粗粒抛尾选矿工艺J.中国地质科学院院报, 1986(15)：246-260.6 廖祥文,张裕书,陈 达,等.攀西低品位钒钛磁铁矿选矿试验研究J.金属矿山.2016（10）：77-81.7 武 斌,曹俊兴,唐玉强,等.红格地区钒钛磁铁矿地质特征及地球物理找矿的探讨J.地质与勘探.2012（1）：140-147.8 李国平,赵海亮,尚红亮,等.BGRIMM 新型磁选
28、设备在攀西钒钛磁铁矿重的应用J. 有色金属（选矿部分）.2017（增刊）：85-88.9 杨耀辉,惠 博,廖祥文,等.红格低品位难选橄辉岩型钒钛磁铁矿石选矿试验J.金属矿山.2016（10）：77-81.10 王芝伟. BK 系列永磁筒式磁选机研究及应用进展C/ 中国矿业科技文汇 2015. 2015: 4-5.11 刘永振.近几年我国磁选设备的研制和应用J.有色金属（选矿部分）.2011（增刊）：24-33.12 储荣春,王宗林,黎燕华,等.YCMC 型永磁脉冲磁场磁选机的研制与应用 J.金属矿山.2006（增刊）：384-386.13 刘永振,王晓明.近几年我国永磁磁选设备的技术发展J.有色金属（选矿部分）.2017（增刊）：68-73.14 王 顺,王兆连, 刘风亮,等. JCTN 提精降渣磁选机及应用实践 C/ 中国矿业科技文汇2015. 2015: 504-508.15 赵海亮,尚红亮.一种新型开放式旋转磁场磁系分析与仿真J.有色金属（选矿部分）.2015（4）：63-67.作者简介：李国平(1985-)，男，河北邯郸人，硕士，工程师，主要从事磁选工艺及设备的研究与推广，工作电话：010-63299270，邮箱：。
