鉻鐵礦選礦為什么要采用重選加磁選聯(lián)合工藝？

重選和磁選單獨(dú)用都不夠，聯(lián)合才是答案

鉻鐵礦選礦領(lǐng)域有一個(gè)常見(jiàn)現(xiàn)象：很多新建選廠(chǎng)在設(shè)計(jì)時(shí)只考慮單一工藝，要么只上重選設(shè)備，要么只上磁選設(shè)備。運(yùn)行一段時(shí)間后才發(fā)現(xiàn)，單靠一種方法根本拿不到理想指標(biāo)。

問(wèn)題出在哪里？鉻鐵礦的性質(zhì)決定了它既適合重選又對(duì)磁選有響應(yīng)，但單獨(dú)使用任何一種都會(huì)漏掉一部分有用礦物。

先說(shuō)重選。鉻鐵礦密度4.0-4.8g/cm3，脈石礦物如橄欖石、蛇紋石、輝石密度只有2.6-3.3g/cm3。這個(gè)密度差讓重選成為鉻鐵礦選礦的傳統(tǒng)首選。跳汰機(jī)、搖床、螺旋溜槽都能有效回收粗粒級(jí)鉻鐵礦。

但重選有兩個(gè)致命弱點(diǎn)：對(duì)細(xì)粒級(jí)（-0.074mm）回收率低，以及無(wú)法有效分離與鉻鐵礦密度接近的雜質(zhì)礦物。

再說(shuō)磁選。鉻鐵礦具有弱磁性，比磁化系數(shù)約20-30×10??cm3/g。脈石礦物大多是非磁性的。高梯度磁選機(jī)對(duì)細(xì)粒級(jí)鉻鐵礦有很好的捕集能力。

但磁選的短板也很明顯：給礦濃度和粒度要求嚴(yán)格，且設(shè)備投資和運(yùn)行成本高于重選設(shè)備。

重選取粗、磁選取細(xì)，兩者搭配才能覆蓋全粒級(jí)。 這就是聯(lián)合工藝存在的根本原因。

從礦石性質(zhì)看：為什么單一工藝總有死角

鉻鐵礦嵌布特性決定分選難度

鉻鐵礦的嵌布粒度范圍很寬。粗粒嵌布的礦石（+0.5mm）用重選就能拿到不錯(cuò)指標(biāo)。但很多礦區(qū)的鉻鐵礦屬于細(xì)粒不均勻嵌布，部分有用礦物粒度在0.05-0.1mm之間。

對(duì)于這類(lèi)礦石，單純重選的結(jié)果是：粗粒級(jí)回收率80-90%，但細(xì)粒級(jí)回收率可能不到40%。大量鉻鐵礦隨著尾礦流失，造成資源浪費(fèi)。

脈石礦物的干擾

鉻鐵礦中常見(jiàn)的脈石礦物包括橄欖石、蛇紋石、綠泥石、輝石等。這些礦物中有一部分與鉻鐵礦的密度差并不大。以蛇紋石化橄欖石為例，密度可以達(dá)到3.0-3.3g/cm3，與鉻鐵礦的密度差縮小到1.0-1.5g/cm3。重選的分選效率在這種條件下會(huì)明顯下降。

另外，鉻鐵礦選礦過(guò)程中容易產(chǎn)生礦泥。礦泥會(huì)覆蓋在礦物表面，降低重選設(shè)備的分選效果，同時(shí)也會(huì)影響磁選過(guò)程中的介質(zhì)堵塞和分選精度。

聯(lián)合工藝怎么搭？?jī)煞N主流模式

模式一：重選前段粗選 + 磁選中段掃選

這是國(guó)內(nèi)鉻鐵礦選廠(chǎng)最常見(jiàn)的配置方案。

第一步：洗礦分級(jí)
原礦經(jīng)過(guò)洗礦和篩分，去除礦泥和粗粒廢石。

第二步：重選粗選

• +2mm粒級(jí)：跳汰機(jī)粗選，丟棄大塊尾礦

• 2-0.2mm粒級(jí)：螺旋溜槽或搖床選別，得到粗精礦

• -0.2mm粒級(jí)：進(jìn)入脫泥或直接給入磁選

第三步：磁選掃選
重選尾礦中細(xì)粒級(jí)部分進(jìn)入高梯度磁選機(jī)。磁場(chǎng)強(qiáng)度設(shè)定在0.8-1.2T之間，回收重選流失的細(xì)粒鉻鐵礦。磁選精礦品位一般在38-42% Cr?O?，與重選精礦合并。

模式二：磁選預(yù)選 + 重選精選

少數(shù)礦山采用這種反向模式，適用于礦石中細(xì)粒級(jí)占比高、粗粒有用礦物少的情況。

原礦破碎磨礦后先進(jìn)入高梯度磁選機(jī)做預(yù)選，拋掉大量非磁性脈石。磁選粗精礦再進(jìn)入搖床或螺旋溜槽進(jìn)行精選，提高最終精礦品位。

這種模式的優(yōu)點(diǎn)是磨礦能耗較低，因?yàn)榇胚x可提前拋尾。缺點(diǎn)是設(shè)備投資比模式一高約15-20%。

數(shù)據(jù)說(shuō)話(huà)：聯(lián)合工藝到底能多拿多少？

內(nèi)蒙古四子王旗某鉻鐵礦選廠(chǎng)，原礦Cr?O?品位12.5%。該廠(chǎng)早期只用了兩級(jí)螺旋溜槽重選流程。

指標(biāo)如下：

• 重選精礦Cr?O?品位：44.2%

• 重選作業(yè)回收率：68.7%

• 尾礦Cr?O?品位：4.8%

尾礦中-0.074mm粒級(jí)占比42%，這部分細(xì)粒尾礦的Cr?O?品位高達(dá)6.2%。意味著重選丟掉的不僅僅是脈石，還有大量細(xì)粒鉻鐵礦。

該廠(chǎng)后來(lái)在重選尾礦后增加了一段SLon立環(huán)高梯度磁選機(jī)。磁場(chǎng)強(qiáng)度1.0T，磁介質(zhì)為2mm鋼棒。

改造后數(shù)據(jù)：

• 磁選掃選精礦Cr?O?品位：36.5%

• 磁選掃選回收率：增加12.3個(gè)百分點(diǎn)

• 總回收率從68.7%提升到81.0%

• 最終尾礦Cr?O?品位從4.8%降至2.6%

每年處理30萬(wàn)噸礦石，回收率提升12.3個(gè)百分點(diǎn)，意味著多回收約4600噸Cr?O?。按當(dāng)前市場(chǎng)價(jià)格，年增收近千萬(wàn)元。

哪些礦石最需要聯(lián)合工藝？對(duì)照這張表

云南德欽某鉻鐵礦屬于典型的浸染狀礦石，鉻鐵礦呈星點(diǎn)狀分布在蛇紋巖中。原礦Cr?O?品位8-12%，嵌布粒度0.05-0.5mm。該礦最初嘗試單一搖床重選，回收率僅55%左右。改用重選+磁選聯(lián)合工藝后，回收率提升到76%。目前該礦每年處理18萬(wàn)噸原礦，比單一工藝多回收約2800噸Cr?O?。

甘肅金昌附近的一處鉻鐵礦砂礦，原礦Cr?O?品位6-8%，粒度集中在0.074-0.5mm。單一螺旋溜槽重選回收率勉強(qiáng)達(dá)到60%。增加高梯度磁選掃選后，總回收率達(dá)到82%，精礦品位穩(wěn)定在42%以上。

聯(lián)合工藝的設(shè)備怎么配？給個(gè)參考清單

以處理能力50噸/小時(shí)的中等規(guī)模選廠(chǎng)為例：

這套配置中，重選段負(fù)責(zé)處理+0.2mm粒級(jí)，磁選段專(zhuān)門(mén)處理-0.2mm細(xì)粒部分。兩部分獨(dú)立給礦、獨(dú)立調(diào)節(jié)，操作靈活性高。

很多人問(wèn)：能不能只用磁選代替重選？

這個(gè)問(wèn)題需要拆開(kāi)看。

從技術(shù)角度： 高梯度磁選機(jī)對(duì)細(xì)粒鉻鐵礦的回收能力確實(shí)優(yōu)于重選設(shè)備。但磁選對(duì)給礦粒度上限有嚴(yán)格要求，一般不超過(guò)0.5mm。如果原礦中含有大量粗粒鉻鐵礦（+1mm），直接進(jìn)入磁選機(jī)會(huì)造成：

• 粗顆粒堵塞磁介質(zhì)，影響設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行

• 粗粒鉻鐵礦磁力不足，容易脫落進(jìn)入尾礦

• 介質(zhì)磨損加劇，維護(hù)成本上升

從經(jīng)濟(jì)角度： 高梯度磁選機(jī)的噸礦電耗約3-5度（僅磁選段），而重選段噸礦電耗不到1度。全磁選方案的電耗成本是重選方案的3-5倍。同時(shí)磁選機(jī)的介質(zhì)盒需要定期更換，每年維護(hù)費(fèi)用約8-15萬(wàn)元/臺(tái)。

結(jié)論：不能完全替代。 粗粒用重選是成本最低的方案，細(xì)粒用磁選是回收率最高的方案。兩者結(jié)合才能做到低成本+高回收率。

聯(lián)合工藝的操作要點(diǎn)

重選段控制關(guān)鍵

• 跳汰機(jī)給礦濃度控制在25-35%，過(guò)高會(huì)影響分層效果

• 搖床沖程10-20mm，沖次250-300次/分鐘，根據(jù)給礦粒度和處理量調(diào)整

• 螺旋溜槽給礦濃度30-45%，濃度過(guò)低會(huì)導(dǎo)致流速快、回收率下降

磁選段控制關(guān)鍵

• 給礦濃度15-25%，過(guò)濃會(huì)導(dǎo)致介質(zhì)堵塞

• 磁場(chǎng)強(qiáng)度根據(jù)礦石性質(zhì)調(diào)整，一般0.8-1.2T

• 磁介質(zhì)定期反沖洗，防止介質(zhì)堵塞導(dǎo)致分選效率下降

兩段銜接要點(diǎn)

• 重選尾礦中的細(xì)粒部分需要經(jīng)過(guò)濃縮或脫泥后再給入磁選機(jī)，避免礦泥干擾磁選效果

• 磁選精礦如果品位不夠，可以返回重選段再次精選

• 兩段的水量要做到平衡，避免某一環(huán)節(jié)水量不足或過(guò)剩

哪些情況聯(lián)合工藝也搞不定？

聯(lián)合工藝不是萬(wàn)能藥。遇到以下情況，需要進(jìn)一步增加作業(yè)：

含鉻尖晶石與脈石密度接近且磁性相近
某些地區(qū)的鉻鐵礦與蛇紋石、綠泥石形成緊密共生的固溶體，密度和磁性差異都很小。重選和磁選都無(wú)法有效分離，需要改用浮選或化學(xué)選礦方法。

鉻鐵礦與磁鐵礦共生
磁鐵礦的比磁化系數(shù)約為鉻鐵礦的5-8倍。少量磁鐵礦存在就會(huì)占據(jù)磁選機(jī)的捕集能力，導(dǎo)致鉻鐵礦回收率下降。這種情況需要先進(jìn)行弱磁選去除磁鐵礦，再進(jìn)行強(qiáng)磁選回收鉻鐵礦。

高泥質(zhì)礦石
當(dāng)?shù)V泥含量超過(guò)15%時(shí)，無(wú)論重選還是磁選都會(huì)受到嚴(yán)重影響。需要先增加脫泥作業(yè)，否則分選精度無(wú)法保證。

聯(lián)合工藝的經(jīng)濟(jì)賬

以一個(gè)日處理500噸的鉻鐵礦選廠(chǎng)為例：

投資對(duì)比

• 單一重選方案：設(shè)備投資約180-220萬(wàn)元

• 單一磁選方案：設(shè)備投資約300-400萬(wàn)元

• 重選+磁選聯(lián)合方案：設(shè)備投資約280-350萬(wàn)元

運(yùn)行成本對(duì)比（噸礦）

• 單一重選：電耗1.8度，鋼耗極低，總成本約12-15元

• 單一磁選：電耗4.5度，介質(zhì)損耗0.5-1元/噸，總成本約25-30元

• 聯(lián)合方案：電耗2.5度，綜合成本約18-22元

收益對(duì)比
假設(shè)原礦Cr?O?品位12%，精礦售價(jià)1200元/噸Cr?O?：

• 單一重選：回收率65%，噸礦收入93.6元

• 單一磁選：回收率72%，噸礦收入103.7元

• 聯(lián)合方案：回收率80%，噸礦收入115.2元

聯(lián)合方案比單一重選噸礦多收入21.6元，扣除成本差異后，凈利潤(rùn)增加約18元/噸。按年生產(chǎn)330天計(jì)算，年增凈利潤(rùn)約297萬(wàn)元。

這個(gè)賬算下來(lái)，聯(lián)合工藝多出來(lái)的投資，通常6-10個(gè)月就能收回。

最后記住一句話(huà)：重選取粗成本低，磁選取細(xì)回收高，兩者誰(shuí)也替不了誰(shuí)。鉻鐵礦選礦采用重選加磁選聯(lián)合工藝，不是技術(shù)上的花哨疊加，而是礦石性質(zhì)決定的必然選擇。