閆國英 周 瑞 牟英杰 高春慶 王海亮

（1.包鋼集團礦山研究院（有限責(zé)任公司）；2.中鋼集團馬鞍山礦山研究總院股份有限公司）

我國內(nèi)蒙古地區(qū)的大型鐵、稀土、鈮等多金屬共伴生礦床在多年的生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生了大量的全鐵品位較低的含鐵圍巖，其中蘊含鐵資源量巨大［1-3］。隨著礦山長期運行，鐵資源儲量越來越少，露天開采深度越來越深，采礦成本持續(xù)升高，而采出的含鐵圍巖大量堆存到排土場中，不僅浪費了大量鐵資源，而且對環(huán)境造成污染。

隨著國家對生態(tài)文件建設(shè)要求的不斷提高，減少礦山固廢排放量，提高礦產(chǎn)資源綜合利用水平是礦山企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇［4-5］。因此，對內(nèi)蒙古某含鐵圍巖大塊干選回收技術(shù)進行了研究，以提高鐵資源綜合利用率，貫徹落實礦山“生態(tài)優(yōu)先，綠色發(fā)展”的理念［6-10］。

1 礦石性質(zhì)分析

礦樣化學(xué)成分分析和鐵物相分析結(jié)果見表1和表2，原礦X射線衍射分析結(jié)果見圖1。

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由表1、表2可知，該礦有價成分鐵含量為11.29%，有害成分硫含量1.06%、磷含量0.84%；礦石中主要的工業(yè)鐵礦物為磁鐵礦，其次為碳酸鐵、硅酸鐵和赤、褐鐵礦、硫化鐵；礦石中ω（CaO+MgO）/ω（SiO2+Al2O3）=2.02，屬堿性礦石。

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由圖1可見，礦石主要由鐵白云石、黑云母、螢石、石英、磁鐵礦、陽起石等礦物組成。

2 選礦工藝試驗研究

根據(jù)礦石性質(zhì)并結(jié)合目前類似礦石選礦技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀【3】，考慮到礦山現(xiàn)場自然環(huán)境、地理位置、未來易于實施等實際情況，該次預(yù)選試驗擬進行大塊干式磁選不同分隔板距離和不同圓筒線速度試驗，并按照條件試驗確定的較佳條件，進行干式磁選拋尾驗證試驗［11-13］。

2.1 原礦大塊干式預(yù)選拋尾條件試驗

將原礦破碎至-350 mm進行大塊干式預(yù)選磁選工藝條件試驗，試驗設(shè)備為CTDGφ1 200 mm×1 000 mm干式磁選機，磁場強度為199.04 kA/m。

2.1.1不同分隔板距離試驗

固定圓筒線速度為2.0 m/s進行不同分隔板距離試驗，試驗結(jié)果見表3。

注：分隔板距離為與分隔板平行的筒體中心線之間的距離。

由表3可知，當(dāng)分隔板距離為1 100 mm時，可獲得精礦產(chǎn)率26.23%、鐵品位15.06%的干選精礦，該條件下磁性鐵回收率為49.00%。

2.1.2不同圓筒線速度試驗

固定分隔板距離為1 100 mm進行不同圓筒線速度試驗，試驗結(jié)果見表4。

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由表4可知，隨著圓筒線速度的提高，尾礦拋廢產(chǎn)率增加，尾礦中的TFe和mFe損失率均有升高；綜合考慮，確定圓筒線速度為2.0 m/s。

2.2 預(yù)選驗證試驗研究

在試驗確定的分隔板距離1 100 mm、磁場強度199.04 kA/m、圓筒線速度2.0 m/s的較佳預(yù)選試驗條件下進行驗證試驗，試驗結(jié)果見表5。

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由表5可知，在較佳的分選條件下，可獲得精礦產(chǎn)率25.36%、鐵品位15.23%的干選精礦，mFe品位7%以上，富集比2倍左右，磁性鐵回收率為39.58%；與條件試驗相比，試驗重復(fù)性較強。

2.3 產(chǎn)品考查

對大塊干式預(yù)選工藝選別的產(chǎn)品進行考查，結(jié)果見表6、表7。

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由表6、表7可知，經(jīng)干選所得粗精礦中的全鐵品位為15.17%，有害雜質(zhì)S、P含量分別為0.77%和0.67%；由尾礦鐵物相分析結(jié)果可以看出，損失在尾礦中的鐵主要是碳酸鐵，鐵含量為4.05%，占總尾礦中鐵的40.99%。

3 干選工藝工業(yè)化應(yīng)用

在前期大量研究工作的基礎(chǔ)上，2017年8月包鋼該礦山啟動了含鐵有用巖60萬t/a干選回收系統(tǒng)項目一期工程，主要建設(shè)內(nèi)容擬在主礦巖石破碎膠帶運輸系統(tǒng)中建設(shè)大塊干選回收系統(tǒng)，2條膠帶機，2臺大塊干選設(shè)備以及配電、除塵等公輔設(shè)施。2018年10月，干選項目首次帶料試車，經(jīng)過全流程帶料試車，測試了干選工藝流程、皮帶運輸機、干選設(shè)備及電氣自動化聯(lián)鎖方案。

3.1 選礦工藝流程

選礦工藝流程是對采場主膠帶機-350 mm含鐵圍巖進行一段大塊干式磁選，得到鐵粗精礦。采場廢巖通過采場主膠帶機運至1#給料皮帶，經(jīng)分礦漏斗分別給入2臺φ1.5 m×2.7 m大塊干選機，一段干選后得到鐵粗精礦，鐵粗精礦TFe品位≥15%，年產(chǎn)量約60萬t，經(jīng)2#粗精礦膠帶機運至粗精礦堆場，尾礦經(jīng)溜槽返回至排土場主膠帶。

該干選系統(tǒng)與主礦膠運系統(tǒng)（包括破碎站、排巖場主膠帶機、采場主膠帶機）獨立運行，當(dāng)來料品位極低時該系統(tǒng)停止工作，主礦巖石膠運系統(tǒng)可照常運行。干選系統(tǒng)與主礦巖石膠運系統(tǒng)之間通過1#給料皮帶機尾部可移動裝置實現(xiàn)，當(dāng)干選系統(tǒng)不工作時，1#給料皮帶機尾部電動絞車放松，皮帶機尾部可移動部分在重錘張緊裝置作用下自動向前移動，挪出空間后，來自采場主膠帶的物料可直接落入排巖場主膠帶機，干選系統(tǒng)關(guān)閉。當(dāng)干選系統(tǒng)需要運行時，1#給料皮帶機尾部電動絞車收縮，皮帶機尾部可移動部分在電動絞車的牽引下向后移動至與下料口吻合，干選系統(tǒng)開始工作，從而實現(xiàn)2套系統(tǒng)的切換。

3.2 工業(yè)試驗生產(chǎn)指標(biāo)

2018年10月該項目建成，開始帶料連續(xù)1個月工業(yè)試驗生產(chǎn)，工業(yè)生產(chǎn)指標(biāo)見表8。

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由表8可知，干選粗精礦鐵品位在13%～17%，平均鐵品位在15%以上，磁性鐵品位在7%以上，磁性率50%左右，干選系統(tǒng)設(shè)備運行正常，生產(chǎn)過程穩(wěn)定可靠。

4 結(jié) 論

（1）內(nèi)蒙古某含鐵圍巖中含有大量的有價鐵資源，經(jīng)對原礦進行-350 mm大塊干式磁選預(yù)選工藝研究，可獲得精礦產(chǎn)率25.36%、鐵品位15%以上的干選精礦，磁性鐵回收率為39.58%。

（2）含鐵有用巖60萬t/a干選回收產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用工程工業(yè)試驗生產(chǎn)干選粗精礦鐵品位在13%～17%，平均鐵品位15%以上，干選系統(tǒng)生產(chǎn)穩(wěn)定，設(shè)備運行正常。該研究成果的應(yīng)用，一方面回收了礦體邊界品位以外的低品位礦石，擴大了礦產(chǎn)資源基礎(chǔ)儲量，使礦山資源得以充分利用；另一方面通過干選設(shè)備使混入廢石內(nèi)的礦石得以回收，降低了礦石損失率，延長了礦山服務(wù)年限，實現(xiàn)了礦山可持續(xù)發(fā)展，綜合效益顯著，對其他類似礦山具有積極的示范意義和廣闊的推廣應(yīng)用前景。