半自磨機返砂拋選在大紅山鐵礦的研究及應用

崔 寧 黃志權 雷 敏 黃斌鵬

(昆鋼大紅山鐵礦)

半自磨機在處理大紅山井下低品位鐵礦時，返砂中夾雜大粒徑脈石，若能提前將這部分脈石拋除，將大幅度降低選礦能耗，降低生產成本，為后續選別流程創造更有利的條件。目前，國內外預先拋廢的流程主要為干式預選作業和濕式預選作業，這兩種作業均利用鐵礦具有磁性、脈石無磁性的特點，采用磁滾筒或者濕式磁選機進行預先拋選，大紅山半自磨機返砂礦粒度>10 mm，符合干式預選的條件。因此，可采用磁滾筒先進行小型實驗室試驗，再實施工業試驗。采用預先拋選將貧磁鐵礦中的大部分脈石拋掉，既能降低生產成本，又能有效提高后續分選的入選品位。

1 預先拋廢的優勢

貧磁鐵礦石具有入選品位低、選礦比大、相對難磨難選、資源利用率低等特點，加上礦石在開采過程中不可避免地混入一定數量的圍巖和夾石，特別是地下開采，圍巖混入率一般達10%～20%，從而降低了入選礦石品位。若采用傳統的選礦工藝，全部礦巖進入選礦主流程處理，噸精礦選礦加工費用很高。如何降低貧磁鐵礦的選礦成本，更好的適應市場價格波動，是礦山企業生產經營中的關鍵[1]。

磨礦工序的費用在選礦加工成本中所占比例較大。為了提高入選礦石品位，減少入磨礦量，降低選礦廠能耗，根據“多碎少磨，能拋早拋”的選礦原則，近十多年來國內外一些磁鐵礦選礦廠在破碎篩分流程中設置了預先拋廢作業，提前拋掉合格品位的廢石，且均取得了良好效果。磨礦分級、后續選別以及尾礦排放等費用都將大幅降低，有效降低了總體選礦成本[2]。

2 預先拋廢的種類

礦石不論在何種條件下分選，其前提條件是礦物必須達到充分解離，貧磁鐵礦石的預選，其目的是拋出大部分已解離的廢石，使磁鐵礦物得到足夠的富集。按預選方式的不同可分為干式預選和粉礦濕式預選工藝。傳統干式磁選拋廢主要使用磁滑輪，用于大塊礦石干選和粗粒強磁性礦物分選；對于細粒強磁性礦物的選別一般使用濕式粗顆粒磁選機。

2.1 干式預選作業

對于處理貧磁鐵礦石，隨著大塊干式磁選機(磁滑輪)的應用，粗碎產品(粒級為0～200 mm)和篩分篩上產品(粒級為10～75 mm)設置磁滑輪干選作業，將礦石中的無磁性圍巖和夾石提前拋掉，可有效降低磨礦能耗，并為后續選別流程創造有利條件。

2.2 濕式預選作業

對于處理細粒級礦漿(粒級<10 mm)，采用磁滾筒無法滿足預先拋選要求，采用濕式磁選機將解離的細顆粒脈石提前拋掉，可為后續選別流程創造有利條件。濕式磨前預選工藝與新型破碎設備的配套使用使入磨品位有了大幅提高，降低了選礦成本[3]。

2.3 流程選擇

玉溪大紅山礦業有限公司三選廠分選的礦石為井下低品位鐵礦(全鐵品位為22%～28%)或熔巖露天礦(全鐵品位為16%～20%)，選礦工藝為半自磨機、溢流型球磨機磨礦，弱磁強磁聯合選別工藝。在日常生產過程中發現，半自磨機返砂中存在已解離的脈石，如果能將這部分脈石預先拋除，不僅能降低半自磨能耗，有效提高半自磨機處理量，同時，也有利于后續分選作業的選別。由于半自磨機返砂為振動篩篩上物，粒度>10 mm，因此，建議采用干式預選進行拋廢。

3 廢石拋選可行性分析

為進一步提高半自磨機返砂拋選的可靠性，為選礦工藝設計提供數據支撐，技術中心開展了半自磨機返砂粒度分析及返砂干拋條件試驗，試驗數據見表1、表2。

表2 半自磨機反砂干式拋尾條件試驗

由表1、表2可知，大紅山三選廠入選的礦石采用干式拋選方案可行，且在磁場強度為480 kA/m的磁場強度下可將半自磨機返砂中的脈石預先拋除。

4 工藝設計及生產指標

4.1 工藝設計

根據小型試驗數據，設計生產工藝流程為半自磨機排礦經過振動篩篩分后，篩下物進后續磨礦及選別流程，篩上物通過皮帶輸送，經過磁滾筒拋除廢石后返回半自磨機再磨，拋除的廢石經皮帶運輸至廢石倉，拋廢流程見圖1，拋廢建筑物斷面見圖2。

4.2 設備選型

根據小型實驗室試驗的結果及分析，選擇磁滾筒磁場強度為480 kA/m；根據半自磨機返砂皮帶首輪滾筒的規格，選擇500 mm×950 mm滾筒；根據半自磨機返砂皮帶料層厚度及皮帶厚度，選擇有效磁場深度為15 cm。

圖1 拋廢流程

4.3 生產實踐

拋廢項目于2017年12月20日建成投入試生產，試生產階段由于經驗不足，磁滾筒下方漏斗翻板位置調整不合理、磁滾筒給礦料層厚度過大，導致廢石鐵品位偏高。通過調整磁滾筒下方漏斗翻板位置，將磁滾筒給礦皮帶槽型支架改為平行支架等系列整改措施，拋廢品位達到要求。數據統計結果見表3。

表3 拋廢生產數據統計結果

由表3可知，干式拋廢項目投產后，拋廢量逐月增加，且拋廢品位穩步控制在14%左右；針對于大紅山三選廠入選礦石磁滾筒拋廢工藝有較好的分選指標及運用前景。

5 結 語

大紅山鐵礦選廠通過預先拋廢生產實踐表明，針對脈石單體解離較高的磁鐵礦石采用預先拋廢作業，可提前拋掉已單體解離的脈石，減少進入磨機的巖石量，提高礦石入選品位，不僅優化了磨礦作業條件，降低了能耗，提高了選礦生產能力，同時還減少了尾礦處理量及儲存費用，磁滾筒預選工藝行之有效。

圖2拋廢建筑物斷面(單位:m)