殷召陽 饒強(qiáng)堅 徐德洲 伍紅強(qiáng)

(1.南京鋼鐵集團(tuán)冶山礦業(yè)有限公司；2.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司；3.華唯金屬礦產(chǎn)資源高效循環(huán)利用國家工程研究中心)

磨前濕式預(yù)選工藝在冶山鐵礦的應(yīng)用實踐

殷召陽1饒強(qiáng)堅1徐德洲1伍紅強(qiáng)2，3

(1.南京鋼鐵集團(tuán)冶山礦業(yè)有限公司；2.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司；3.華唯金屬礦產(chǎn)資源高效循環(huán)利用國家工程研究中心)

冶山礦業(yè)有限公司針對回收低品位殘留礦而造成的入磨粒度偏大、入磨品位偏低的實際狀況，通過增加1段濕式閉路破碎和濕式預(yù)選工藝及對拋出廢石進(jìn)行了分級回收利用，得到了鐵品位為64.00%、鐵回收率為80.50%,銅品位為41.33%、銅回收率為0.46%的銅精礦，硫品位為42.57%、硫回收率為2.54%的硫精礦，及5～0 mm、1～5 mm石料及燒結(jié)磚原料，達(dá)到了提高金屬回收率和資源綜合利用率的目的，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

鐵礦 濕式預(yù)選 資源綜合利用率

2001年起冶山礦業(yè)有限公司按照充分利用國家礦產(chǎn)資源的要求，對上部礦體殘留低品位礦石(鐵品位≤25%)進(jìn)行采礦回收。由于殘留低品位礦體本身賦存較多高嶺土、礦體的上盤一般又存在著低強(qiáng)度黏土性物質(zhì)的圍巖,加之礦床中裂隙水等原因，在低品位礦石回采過程中，大量黏性物質(zhì)包裹礦石形成黏礦，這部分黏礦進(jìn)入選場破碎系統(tǒng)后，堵塞破碎機(jī)破碎腔及振動篩篩孔，給降低破碎粒度工作帶來很大困難，造成破碎粒度較大，一般在25 mm左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于目前國內(nèi)外水平[1-2]。同時，磁性礦石與廢石互相包裹黏連，現(xiàn)有的磁滑輪拋廢系統(tǒng)分選效果差，廢石中跑礦現(xiàn)象嚴(yán)重，廢石品位超高，鐵回收率很難得到有效保證，造成鐵資源的浪費(fèi)。同時，由入選原礦品位持續(xù)走低加上拋廢效果差，入磨原礦品位也逐年走低，大量廢石進(jìn)入磨礦選別等后道工序后形成尾礦排入尾礦庫，不僅浪費(fèi)了大量能源和資源，而且增加了尾礦庫壓力。

為充分利用礦產(chǎn)資源，公司決定進(jìn)行磨前預(yù)選改造，降低廢石品位，提高入磨品位，從而提高資源綜合利用率。入選原礦的試驗研究結(jié)果表明，通過增加1段濕式閉路破碎以使破碎粒度降至12 mm，然后采取濕式預(yù)選工藝[3-4]，可在磨前拋出大量低品位廢石，提高入磨品位，拋出的廢石可通過雙層篩等工序產(chǎn)出合格的尾礦燒結(jié)磚原料。此次改造充分回收了礦產(chǎn)資源，提高了金屬回收率和資源綜合利用率，為礦山創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益[5]。

1 原礦性質(zhì)

冶山鐵礦屬熱液交代型矽卡巖礦床,礦石的金屬礦物主要是磁鐵礦、赤鐵礦，其次是褐鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦;脈石礦物主要是蛇紋石、滑石、白云石、石棉，其次是玉髓、石英、方解石，少量云母、高嶺土、綠泥石等；礦石嵌布粒度較細(xì)，礦石構(gòu)造為致密塊狀。原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1。

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

元素TFeSFeFeOCaOMgOAl2O3SiO2含量26.1525.2212.0617.2117.935.6824.86元素PbZnSPCuAs燒失含量0.0010.0121.080.1160.0610.0037.61

2 選礦廠概況及存在的問題

2.1 選廠概況

冶山鐵礦始建于1958年，選礦廠于1971年投產(chǎn)，選礦廠原設(shè)計處理原礦50萬t/a，經(jīng)不斷挖潛和改造，現(xiàn)處理量達(dá)70萬t/a，年產(chǎn)鐵精粉20余萬t。冶山鐵礦選礦廠破碎系統(tǒng)采用3段1閉路流程，磨選系統(tǒng)采用1段閉路磨礦、先浮后磁流程。由于回收井下低品位原礦的需要，目前破碎粒度在25mm左右，加上現(xiàn)有的干式磁滑輪拋廢工藝使用的是最原始的預(yù)選工藝設(shè)備，造成原礦拋廢效果不理想，礦廢分離不清，入磨原礦廢石含量高且鐵品位低，而拋出的廢石則鐵品位偏高，造成大量資源流失，選礦運(yùn)行效率低下。目前選礦廠的主要工藝指標(biāo)見表2。

2.2 選礦廠目前存在的問題

結(jié)合生產(chǎn)實際狀況，選礦廠經(jīng)流程考查和試驗研究查明，選礦廠目前仍存在以下問題：

(1)選礦廠破碎流程為3段1閉路流程，所使用設(shè)備為國產(chǎn)顎式破碎機(jī)和圓錐破碎機(jī)，設(shè)備落后老化狀況嚴(yán)重。目前破碎粒度一般在25mm左右，而要取得較好的拋廢效果，首要的前提是實現(xiàn)礦廢單體分離，即進(jìn)一步降低破碎粒度，目前國內(nèi)同類型礦山的粒度大多控制在10mm左右，故目前的工藝流程和設(shè)備很難達(dá)到要求。

表2 現(xiàn)有選礦主要工藝指標(biāo)

(2)公司對上部礦體殘留低品位礦石(鐵品位≤25%)的采礦回收完成后，對下部礦體開始了殘留低品位礦的采礦回收，由于殘留低品位礦體本身賦存較多高嶺土、礦體的上盤一般又存在著低強(qiáng)度黏土性物質(zhì)的圍巖及礦床中裂隙水等原因，在低品位礦石回采過程中，大量黏性物質(zhì)包裹礦石形成黏礦，同時磁性礦石與廢石互相包裹黏連，這部分黏礦進(jìn)入選場破碎系統(tǒng)后，堵塞破碎機(jī)破碎腔及振動篩篩孔，給選礦廠降低破碎粒度工作和磁滑輪拋廢工作帶來很大困難。

(3)選礦廠現(xiàn)有原礦拋廢系統(tǒng)主要是在各條運(yùn)輸皮帶頭輪處因地制宜采用磁滑輪拋廢，有的作業(yè)點由于條件限制而沒有掃選作業(yè)。由于磁滑輪的分選過程是靜態(tài)拋廢，受料層厚度、皮帶速度、原礦粒度等諸多因素影響，其分選效果很差，主要體現(xiàn)在：①廢石中跑礦現(xiàn)象嚴(yán)重，廢石品位較高，一般在10%左右，鐵回收率很難得到有效保證，造成鐵資源的浪費(fèi)；②由于入選原礦品位持續(xù)走低加上拋廢效果差，入磨原礦中廢石含量高，鐵品位逐年走低，入磨原礦品位從40%以上降至32%以下。

(4)目前公司尾礦庫的運(yùn)行標(biāo)高為+125.1m，庫存尾礦近1 000萬t，尾礦庫目前的可服務(wù)標(biāo)高為+126m，按目前的排放速度，尾礦庫最多服務(wù)2a即達(dá)到設(shè)計標(biāo)高而面臨再加高擴(kuò)容或閉庫的問題。減少尾礦入庫量直至實現(xiàn)尾礦零排放，是解決這一問題的最佳對策。加強(qiáng)拋廢工作，使大量廢石在進(jìn)入磨選作業(yè)形成尾礦前拋出，不僅可以節(jié)約大量能源和資源，而且也有助于緩解尾礦庫壓力。

3 濕式預(yù)選試驗

試驗試樣在原礦給礦皮帶上定時定點截取，具有很好的代表性。將礦樣破碎至10mm,然后混勻、縮分、裝袋，試驗流程為1段濕式預(yù)選。磁場強(qiáng)度試驗采用XCQ-71型可變場強(qiáng)磁選機(jī)，試驗流程見圖1，試驗結(jié)果見表3。

圖1 濕式預(yù)選試驗流程

表3 濕式預(yù)選磁場強(qiáng)度試驗結(jié)果

由表3可知，當(dāng)磁場強(qiáng)度為222.93kA/m時，磁精礦鐵品位較高，達(dá)到了43.16%，但鐵回收率較低，只有91.45%；當(dāng)磁場強(qiáng)度由222.93kA/m提高到414.01kA/m時，磁精礦鐵品位降低，鐵回收率提高；當(dāng)磁場強(qiáng)度從286.62kA/m提高到 350.32kA/m時，磁精礦鐵回收率上升幅度明顯，而當(dāng)磁場強(qiáng)度從350.32kA/m再繼續(xù)提高到 414.01kA/m時，鐵回收率上升幅度明顯放緩；由此可見，濕式預(yù)選機(jī)的磁場強(qiáng)度選擇350.32kA/m比較適宜。

濕式預(yù)選效果明顯，磁場強(qiáng)度選擇 350.32kA/m時，磁精礦品位可提高至42.51%，廢石品位只有4.82%，拋出廢石的產(chǎn)率達(dá)到42.88%，鐵金屬回收率仍可保持在92.15%。

4 改造措施及改造效果

4.1 改造措施

根據(jù)選礦試驗研究結(jié)果，結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場實際，實施了以下技改措施。

(1)將現(xiàn)振動篩下的25mm原礦用一條運(yùn)輸皮帶引出，進(jìn)入新增設(shè)的YKR2060重型振動篩，此篩作為預(yù)先和檢查篩分設(shè)備，篩面上加高壓沖洗水在形成濕式篩分的同時為濕式預(yù)選機(jī)造漿。

(2)重型振動篩的篩上產(chǎn)品(10～25mm)進(jìn)入新增設(shè)的美卓礦機(jī)生產(chǎn)的GP100型圓錐破碎機(jī)進(jìn)行第4段細(xì)碎作業(yè)，破碎后產(chǎn)品返回重型振動篩形成閉路。

(3)重型振動篩篩下產(chǎn)品(-10mm)進(jìn)入北京礦冶研究總院生產(chǎn)的濕式預(yù)選設(shè)備BKY-Ⅱ-1030濕式預(yù)選機(jī)進(jìn)行濕式預(yù)選(取消原流程所有磁滑輪拋廢系統(tǒng))，得到磁精礦和底流。磁精礦經(jīng)ZKR2045脫水篩脫水后用一條皮帶返回提升礦倉進(jìn)入磨選流程。

(4)濕式預(yù)選機(jī)的底流經(jīng)2ZS1230雙層振動篩首先分選出10～5mm建筑石料和5～1mm建筑石料，最終篩下產(chǎn)品(-1mm)用渣漿泵輸送至NZY-φ30 m濃縮池和XMZG450壓濾機(jī)組成的濃縮壓濾系統(tǒng)脫水后形成尾礦,作為燒結(jié)磚原料。

4.2 改造效果

在進(jìn)行上述一系列技改后，選礦廠主要選礦工藝指標(biāo)見表4。

表4 選廠技改后主要選礦工藝指標(biāo)

由表4可知，選礦廠技改完成后，與技改前選礦指標(biāo)相比，技改后鐵金屬回收率提高了4.25個百分點，資源綜合利用率提高了19.94個百分點，年多產(chǎn)品位為64%的鐵精礦1.22萬t，同時產(chǎn)出5～10 mm建筑石料15.02萬t和1～5 mm建筑石料 10.52萬t，尾礦燒結(jié)磚原料5.29萬t，同比減少尾礦入庫量13.96萬t。

5 結(jié) 語

冶山鐵礦在充分利用原有生產(chǎn)設(shè)施的基礎(chǔ)上，增加部分選礦設(shè)備進(jìn)行磨前濕式預(yù)選工藝改造，通過優(yōu)化工藝流程，得到了鐵品位為64.00%、鐵回收率為80.50%的鐵精礦，銅品位為41.33%、銅回收率為0.46%的銅精礦，硫品位為42.57%、硫回收率為2.54%硫精礦，充分回收利用了礦產(chǎn)資源，同比減少年尾礦入庫量13.96萬t，為礦山可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造了條件，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益顯著。

[1] 郭 華，張?zhí)熘袊撹F與鐵礦石資源需求預(yù)測[J].金屬礦山，2012(1):5-9.

[2] 劉 宇．驅(qū)動中國鐵礦石需求的力量[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2012(1):1-3.

[3] 楊任新．低品位磁鐵礦合理選別工藝流程研究[J].金屬礦山，2008(S)：251-255.

[4] 李永聰,陶清泉.極貧磁鐵礦石的選礦試驗研究與生產(chǎn)實踐[J].金屬礦山，2001(11)：37-39.

[5] 劉 磊，袁致濤，韓躍新，等.貧赤鐵礦高壓輥磨產(chǎn)品濕式預(yù)選研究[J].東北大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2012(1):128-132.

2015-01-06)

殷召陽(1971—)，男，高級工程師，211500 江蘇省南京市六合區(qū)冶山鎮(zhèn)。