牦牛坪稀土礦磁選預富集技術工業化研究

邱雪明，王成行，胡 真，邱顯揚，李漢文

（1. 四川江銅稀土有限公司，四川 涼山彝族自治州 615000；2.廣東省資源綜合利用研究所，廣東 廣州 510650；3.稀有金屬分離與綜合利用國家重點實驗室，廣東 廣州 510650）

1 引言

稀土是我國24種戰略性礦產資源之一，被譽為“新材料之母”，廣泛應用于光學、電子信息、新能源、核工業和航空航天等高新尖端科技領域［1］。我國是稀土資源大國，目前已探明的儲量占全球總儲量23%［2-3］。長期以來，我國稀土產量和出口量雄踞世界第一［4］，但亂采濫挖現象也尤為突出。為此，近年我國相繼頒布了多項法規進行資源整合，推動綠色環保新工藝開發，淘汰落后技術與產能，為稀土資源的可持續發展和綠色礦山建設提供保障［5］。

四川牦牛坪稀土礦屬典型的北方輕稀土礦，是國內僅次于白云鄂博礦的第二大輕稀土礦床，REO保有資源儲量317萬t，同時伴生有重晶石、螢石、鉬礦等，綜合利用價值很大［6-7］。2008年，江銅集團公司取得牦牛坪稀土礦的采礦權，隨即開展該礦的資源綜合開發項目。2011年，廣州有色金屬研究院完成了稀土礦的選礦小型試驗和現場半工業分流試驗，經專家論證確定采用“濕式強磁富集-重選粗粒稀土-浮選細粒稀土”新工藝［8-9］進行選礦廠設計與施工。2016年，4200t/d規模的新選礦廠建成后，逐步開展了試生產和工業試驗。

本文針對濕式強磁選預富集技術，在新建選廠工業化實施過程中流程考查獲取技術指標，結合以往小型試驗和半工業試驗指標進行對比和歸納總結，剖析內在富集規律，旨在評價預富集技術的工業化實施效果，也對后期大規模生產實踐提供技術指導，便于生產管理。

2 研究結果與分析

2.1 選礦工藝流程

新建4200t/d規模選礦廠碎礦-磨礦-磁選段采用“原礦破碎-半自磨-直線篩分-弱磁選-強磁選”工藝，見圖1。其中，從直線振動篩開始礦漿分為兩個系列，篩下合格物料先經過永磁筒式磁選機進行弱磁選，再經過高梯度濕式強磁選機進行一次粗選和一次掃選作業，粗選精礦和掃選精礦合并為強磁精礦進入后續稀土重選作業。選礦廠磁選段現場見圖2。

圖1 牦牛坪4200t/d選礦廠碎礦-磨礦-磁選段工藝流程

圖2 牦牛坪4200t/d選礦廠磁選段現場圖

2.2 磁選段設備技術參數

磁選段使用的弱磁選機和高梯度濕式強磁選機的設備型號及工作技術參數分別見表1和表2。

表1 弱磁選機工作參數統計表

表2 強磁選機工作參數統計表

2.3 結果與分析

選礦廠自2016年試生產以來，經過幾個階段的不斷調試，磨礦分級和磁選段調試逐步穩定。為了考查磁選段稀土礦物的預富集效果，在生產穩定的情況下，分時段進行了流程考查。取樣期間，原礦的處理量為175 t/h～190 t/h，磁選給礦的礦漿濃度為30%～33%，礦石粒度為-1.0mm，REO入選品位為1.52%～2.32%。為了分析預富集效果，將工業試驗取得的指標與小型試驗、半工業分流試驗指標進行比較，見表3。將入選REO品位分為低（1.51%～1.61%）、平均（2.04%～2.87%）和高品位（4.36%～4.60%）三個等級，以更加清晰地分析強磁選入選品位高低與獲得精礦回收率、選礦富集比指標的內在關系，結果見圖3至圖6。對2017年4月27日工業試驗流程考查中獲取的強磁給礦、強磁精礦和強磁尾礦分別進行了篩水析，計算出REO粒級回收率表征預富集效果優劣，結果見圖7。

圖3 低品位礦石的強磁選預富集指標結果

圖4 平均品位礦石的強磁選預富集指標結果

圖5 高品位礦石的強磁選預富集指標結果

圖6 不同入選品位礦石的強磁選富集比結果

圖7 強磁選REO粒級回收率分析結果

表3 各試驗階段礦石的強磁選試驗結果統計表

圖3、圖4和圖5中結果顯示，強磁選分別處理REO 1.51%～1.61%低品位礦、2.04%～2.87%平均品位礦和4.36%～4.60%高品位礦后，強磁精礦中REO平均回收率分別為86.89%、90.12%和94.01%；REO選礦富集比平均值4.35、2.97和3.09。數據表明強磁選預富集效果顯著，且強磁選的回收率隨著入選品位的提高有上升的趨勢。雖然在處理低品位礦石時REO回收率未達到90%，但尾礦中REO品位已降低至約0.25%，選礦富集比高達4.35，表明低品位入選物料的REO預富集指標已優良。圖7中數據顯示，-1.0+0.043mm粒級物料的強磁選REO回收率整體大于92%，表明粗粒級的強磁選效果優良；而-0.043mm粒級的強磁選REO粒級回收率偏低，A系列和B系列的粒級回收率分別為58.19%和50.48%，表明REO主要損失在細粒級中，此值與高梯度強磁選機對細粒級分選的磁選性能相吻合，也說明強磁選的入選粒級是影響稀土總回收率的主要關鍵因素。若原礦中粉礦多、細粒級比例高且REO分布率高，強磁選的稀土回收率則會受到一定程度的影響。因此，在后續工業實踐中，選礦廠需密切關注半自磨-分級后的礦石粒級組成分布。

綜合分析流程考查的數據結果，表明牦牛坪稀土礦采用濕式強磁選預富集的技術是科學合理的，而且取得了很好的工業化指標，不同品位下的稀土選礦富集比對生產具有很好的實際指導意義。然而，強磁選的分選效果也會受到礦石性質變化、磨礦分級和弱磁選效果的直接影響，其中弱磁選效果需引起特別關注。由于牦牛坪稀土礦中磁鐵礦等鐵礦物含量極低，原設計流程中強磁選前增加弱磁選目的主要為工業化過程中除去極少量的強磁性鐵礦物，避免其長期累積堵塞強磁選機，給生產帶來不必要的問題。根據現生產情況，弱磁選分選出的精礦基本全部是半自磨的鐵質鋼球磨損后的鐵粉，該物質的磁性很強，易團聚難卸料。若弱磁選效果不理想，鐵粉會進入強磁選機中，長期累積后堵塞磁介質，降低強磁選預富集的指標。所以，在生產過程中，需繼續加強弱磁選的過程管理，盡可能地減少對強磁選機分選不利的因素，以充分發揮其預富集的效果。

3 結語

（1）針對牦牛坪稀土礦REO高低不同的各品級礦石，采用濕式強磁選預富集技術進行工業試驗，均可得到較高且穩定的選礦富集比，回收率指標高，表明強磁選預富集技術是科學合理的，礦石適應性也較強。

（2）通過數據統計分析顯示，在礦石REO入選品位為1.51%～1.61%和2.04%～2.87%時，REO平均回收率分別為86.89%和90.12%，強磁選預富集選礦富集比分別為4.35和2.97，該富集規律對生產指標的控制和管理具有實際意義。

（3）在后續的實際生產中，除礦石性質之外，半自磨與分級和弱磁選作業效果的優劣也會直接影響到濕式強磁選效果。因此，選礦廠需繼續加強前段作業工藝因素的控制與生產經驗累積，也給新建選礦廠全面達產達標提供基礎和借鑒。