劉秀文

（太鋼集團峨口鐵礦，山西 忻州 034000）

從近十年來看，國內(nèi)學(xué)者對我國金屬礦石資源研究取得了較多的成果，詳細研究了我國金屬礦石資源所存在的“貧、細、雜”情況，并針對上述特點開發(fā)了合理的礦選工藝，使得我國金屬礦選礦工藝發(fā)展完善，提升了選礦工藝的總體水平。尤其是近些年，礦選技術(shù)不斷提高，各類礦選機械設(shè)備創(chuàng)新應(yīng)用，比如新型的高效分選機械設(shè)備，使得金屬礦選礦工藝得到極大提升。另外，浮選藥劑分選技術(shù)等的應(yīng)用也加快了選礦工藝革新。鑒于我國地質(zhì)條件復(fù)雜，金屬礦礦床的種類也相對較多，因此，選礦面臨著貯存要求高和礦物品種繁雜的難點問題。不僅如此，大多數(shù)金屬礦包含有大量的硫、二氧化硅等成分，導(dǎo)致金屬礦選礦工作更加困難，同時采礦的效益也大大降低。所以，對冶煉生產(chǎn)企業(yè)來說，選礦過程是一個至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。

1 金屬礦選礦概述

我國現(xiàn)有的金屬礦中，貧礦大約占百分之九十八，這種情況導(dǎo)致我國金屬礦石選礦難度大大提高。因此，需要在選礦中采用更加先進合理的技術(shù)，否則很難選擇符合要求的金屬礦石。根據(jù)我國金屬礦資源特征來看，可以分為復(fù)合金屬礦、強弱磁金屬礦、混合型金屬礦石和磁金屬礦石。其中，復(fù)合金屬礦的主要特征是其內(nèi)存在著數(shù)量較多的金屬以及非金屬有益礦物，最終形成單一的礦物類型。自上世紀(jì)七十年代起，我國大多數(shù)磁力選礦廠主要把精力放到精礦的選礦效率和效益上，并對相應(yīng)的選礦工藝技術(shù)和選礦裝置加以完善和創(chuàng)新。另外，由于在金屬礦石開采的過程中不可避免混入部分圍巖，導(dǎo)致選礦總體效率降低，一般情況下圍巖混入比例約為20%。在此情況下，進行破碎篩選過程時需要采用更加高級的預(yù)選技術(shù)，才能達到礦選要求，例如采用磁滑輪干選拋圍巖，其選礦顆粒度能夠達到35cm，廢石的總產(chǎn)出量不超過20%，能夠在一定程度上控制生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

2 常見的選礦技術(shù)分析

2.1 破碎技術(shù)

粉碎是當(dāng)前選礦中使用較為普遍的技術(shù)之一，一般來說按照不同的要求，把選礦分為粗破、中破和細破三種階段。所以，通常情況下該技術(shù)在各個使用階段都需要配備不同的操作設(shè)備，例如：在粗破階段，需要采用了尺寸范圍為1.2m～1.5m左右的旋回型粉碎設(shè)備，以達到最理想的目標(biāo)。但必須注意的是，粗破過程使用的機械不宜使用礦石長度大于一米左右的產(chǎn)品，以防止在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生卡頓現(xiàn)象，降低選礦質(zhì)量；對于中破階段，通常情況下會選用尺寸在2.1m～2.2m之間的水平圓錐破碎裝置；而對于小破階段來說，所采用的裝置尺寸與中破階段基本一致，一般會采用尺寸2.1m～2.2m左右的短頭式圓錐破碎裝置，以達到最理想的效果。

2.2 磨礦技術(shù)

對于磨礦選礦工藝技術(shù)來說，生產(chǎn)企業(yè)一般依據(jù)本身規(guī)模的大小會采用1～2個流程的自磨機或礫磨機進行操作，但在技術(shù)條件允許的狀況下，部分工廠也會在完成一次的磨礦后，進一步對原已磨好的礦石經(jīng)過螺旋分層后繼續(xù)進行第二次磨礦加工，以充分保證選礦技術(shù)應(yīng)用效率。

2.3 粉干法

在選礦過程中，一般會對礦粉進行三級篩選。粉干法主要對礦粉實行三級磁選，礦粉在磁力滾筒經(jīng)過干磁技術(shù)處理得到能夠用于后續(xù)使用的礦粉，從而奠定后面處理工藝的基礎(chǔ)。粉干法使用為礦產(chǎn)選礦提供了一種新途徑，同時該方法還能在一定程度上減少水資源的需求量。干法磁選可以得到精礦粉的成品。然而，粉干法也存在一些缺點，比如在應(yīng)用中會出現(xiàn)大量粉塵，造成環(huán)境污染問題。

2.4 多金屬選礦法

由于礦石資源的分布環(huán)境比較復(fù)雜，在選礦的過程中，往往會出現(xiàn)同一個區(qū)域內(nèi)存在2種甚至2種以上金屬礦的情況，這種地區(qū)礦石資源的分布環(huán)境也比較獨特，若僅僅采用常規(guī)的選礦方法和手段，就很難取得更為理想的經(jīng)濟效益。所以，針對在這種情況下的金屬選礦工作，我們要針對礦產(chǎn)資源現(xiàn)場的特點，進行有針對性的選礦工作，并通過多種金屬選礦方法的進行，以達到金屬礦資源的整體效益。

3 金屬礦選礦工藝

3.1 反浮選工藝

反浮選工藝在金屬礦選礦中的具有良好的應(yīng)用價值，反浮選工藝特別適合應(yīng)用于富含硅質(zhì)的礦產(chǎn)資源。因為反浮選技術(shù)有脫硅的功能，在我國金屬礦選礦過程中，采用投放大量陰離子的反浮選技術(shù)，能夠?qū)⒕V金屬品位由原本64%提高到68%說明反浮選工藝的必要性。傳統(tǒng)金屬礦在選礦過程中所使用的普通陽離子捕收劑往往效果不佳，泡沫粘稠會影響選礦指標(biāo)，基于此問題，我國開發(fā)了新的反浮選陽離子捕收劑，如：耐低溫陽離子捕收劑，專門用來處理傳統(tǒng)金屬礦石產(chǎn)品中的氣泡現(xiàn)象，使得精品金屬礦開采效率明顯提升。根據(jù)研究分析，反浮選工藝用于金屬礦選礦時，在12℃至22℃的情況下，精礦品位能夠達到70%，而金屬回收率更是高達98%。另外，鑒于我國的金屬礦礦石性質(zhì)復(fù)雜，若單純采用反浮選工藝，效率難以進一步提升。因此可以采用磁選工藝和反浮選工藝，兩種技術(shù)互相配合后才能大大提高精選金屬礦石的開采效率，同時反浮游選礦的工藝也能夠減少精礦中的含硅量。反浮選工藝主要是在金屬礦選礦中，通過濃縮、磨礦、多次拋尾、磁選精品、反浮再選等處理過程后，極大的提高了金屬礦選礦的精礦品位。

3.2 全磁選工藝

全磁選工藝操作相比其他工藝更加簡單，并且全磁選礦技術(shù)的建設(shè)成本低，所學(xué)設(shè)備相對簡單，工藝技術(shù)上具有較好地可靠性。在金屬礦選礦的生產(chǎn)中，全磁選礦技術(shù)需要經(jīng)過前處理過程，比如：磨礦、弱磁力選礦等過程，然后再精細甄選出金屬礦石之后，再在此基礎(chǔ)上選用先進的強磁選技術(shù)設(shè)備，在提升了細篩的過程效果后直接采用高效細篩設(shè)備，從而選出精礦。根據(jù)前文介紹的反浮選精礦金屬品位只有64%左右，而全磁選技術(shù)開采的精品度卻能夠提升到70%，由于這種技術(shù)在金屬礦選礦中的工藝流程相對簡單，能夠正確的尋找金屬礦選礦的突破點，達到實現(xiàn)提金屬降硅目的，表明了全磁選礦技術(shù)具有較高的經(jīng)濟效益。全磁選技術(shù)用于金屬礦選礦實踐時，在提高精礦品位的同時，還可以減少金屬礦中的硫含量，控制二氧化硅含量在4%以內(nèi)。全磁選工藝同樣能夠降低企業(yè)成本，但是平均回收率與反浮選幾乎一致。

3.3 紅礦選礦工藝

在我國當(dāng)前的礦產(chǎn)資源選礦活動中，紅礦已經(jīng)比較普遍，根據(jù)紅礦資源在我國的分布情況可知，其存量非常大，并且對采礦工藝要求也相當(dāng)高。隨著國內(nèi)礦產(chǎn)行業(yè)不斷發(fā)展，對于紅礦資源的開發(fā)利用已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗，但由于我國礦產(chǎn)市場中的紅礦資源規(guī)模限制，導(dǎo)致紅礦開采與選礦研究工作遲滯。當(dāng)前國內(nèi)主要是利用試劑或設(shè)備來提升紅礦選礦作業(yè)效率。整體來看，我國紅礦選礦工藝還有待進一步提升，研發(fā)人員需要進一步加強紅礦選礦工藝的研發(fā)。

3.4 藥劑更新工藝

藥劑作為金屬礦選礦過程重要的內(nèi)容之一，對金屬礦選礦有著重要的作用，所以使用時同樣要注意創(chuàng)新，以符合金屬礦選礦工序的基本要求。本文根據(jù)文獻資料，以浮選工藝中的捕收劑為例，剖析藥劑創(chuàng)新工藝的重要性：

（1）在金屬礦選礦過程中，藥劑的主要是作用是增強金屬礦選礦時的捕收能力，這種藥劑主要是混合脂肪酸類與硫酸鹽類物質(zhì)，在選礦中可以發(fā)揮極大的功效。

（2）藥劑更新工藝中，某些新型高效陰離子捕收劑能夠極大提高金屬回收率，比如在某金屬礦選礦過程中，加入MH-88型捕收劑，使得金屬平均回收率超過了75%。

（3）在含硅的金屬礦石浮選工藝中，一些胺類藥劑物質(zhì)能夠發(fā)揮較好的作用，目前我國主要生產(chǎn)的該類藥劑為混合胺與十二碳脂肪胺，推廣采用藥劑更新工藝能夠輔助提高金屬礦選礦的工作效率。

4 金屬礦選礦工藝實例分析

4.1 金屬礦樣品基本情況

五臺縣宏遠礦業(yè)有限公司處理的原礦金屬品位27%左右，原礦中的金屬主要以磁金屬礦的形式存在，生產(chǎn)中采用二段磨礦，最終磨礦細度在-0.076mm85%左右，磨礦產(chǎn)品用磁選機和淘洗機進行選別，可獲金屬品位大于56%、細度約-0.076mm97%（-0.045mm85%）左右的精礦。對樣品進行混勻、縮分、取樣化驗，化驗結(jié)果見表1。分別對這原礦樣品進行塔磨磨礦、高效磁選試驗，試驗所用為TGTM-5.5塔磨機，T-GCT1006高效磁選機。

表1 試驗樣品分析檢測結(jié)果（%）

4.2 原礦的塔磨、高效磁選試驗

采用磁選工藝對現(xiàn)場生產(chǎn)的原礦進行了塔磨、高效磁選試驗，其全試驗流程如下圖1所示。

圖1 原礦-球磨-塔磨-高效磁選數(shù)質(zhì)量流程

（1）試驗樣品的制備。在實驗室破碎到2-0mm，然后進行現(xiàn)場流程模擬試驗，目的是為塔磨-高效磁選試驗提供樣品。模擬試驗流程為：磨礦-磁選-粗-精選流程，-對金屬品位56%的精礦進行粒度組成篩析?？色@金屬品位56%、細度-0.076mm98.10%（-0.045mm85.80%）的精礦，實驗室模擬試驗指標(biāo)、磨礦細度均與生產(chǎn)接近，然后用該樣品進行塔磨、高效磁選提質(zhì)試驗。

（2）試驗研究。在實驗室模擬現(xiàn)場生產(chǎn)條件：先生產(chǎn)精礦粉作為塔磨提質(zhì)的給礦，然后進行塔磨不同磨礦細度的磁選試驗，試驗結(jié)果見表2，可獲金屬品位65.23%的金屬精礦。

表2 試驗結(jié)果（%）

4.3 試驗結(jié)果分析

通過采用合理的金屬礦選礦技術(shù)和工藝，文章通過研究某原礦樣品，得到如下的幾點結(jié)論：

（1）原礦金屬品位27.46%、磁性金屬品位22.79%，磁性金屬在金屬礦物之中的分布率為82.99%，經(jīng)實驗室磨礦（磨礦細度-0.045mm85%）、磁選（一粗一精選）選別后，可獲金屬品位56.00%、細度-0.045mm85.80%的精礦，實驗室模擬的指標(biāo)、磨礦細度均與生產(chǎn)接近，可以用該樣品進行塔磨、高效磁選提質(zhì)試驗。

（2）五臺山原礦中金屬礦物嵌布粒度極細，塔磨磨至-0.030mm95%、經(jīng)高效磁選選別后才能獲金屬品位65%以上的精礦，尾礦金屬品位＜12%，尾礦中金屬礦物損失較少，說明高效磁選回收細粒級物料效果較好，塔磨+高效磁選組合回收工藝，特別適合需要細磨才能提高金屬精礦品位的礦石。

（3）根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)精礦粉和原礦的試驗結(jié)果，為了保證生產(chǎn)上精礦品位＞65%以上，建議五臺山金屬礦盡快實施塔磨細度-高效磁選提質(zhì)的技術(shù)方案，塔磨機的磨礦細度控制在-0.030mm95%左右，最終實現(xiàn)提高精礦品位、擴大精礦產(chǎn)品銷售市場、提高企業(yè)經(jīng)濟效益的目的。

（4）塔磨細磨后提高了金屬礦物的單體解離度、高效磁選提高了金屬礦物的分選效率，塔磨-高效磁選組合工藝對提高精礦品位大有益處。塔磨機作為攪拌類磨礦設(shè)備，廣泛用于選礦廠二段或三段需要細磨才能使金屬礦物解離的磨礦作業(yè)，隨著國內(nèi)對精礦產(chǎn)品質(zhì)量要求提高，要求的磨礦細度越來越細，塔磨與高效磁選的組合回收技術(shù)，將成為金屬礦物提質(zhì)降雜、保證精礦產(chǎn)品質(zhì)量的發(fā)展方向。

5 結(jié)論

綜上所述，冶煉行業(yè)在我國的經(jīng)濟社會發(fā)展及民族振興的進程中一直占極其重要的位置，但怎樣將我國金屬礦石資源進行有效開發(fā)利用，是現(xiàn)階段我國金屬礦石產(chǎn)業(yè)發(fā)展所必須考慮的重點問題。目前國內(nèi)對選礦工藝研究頗豐，并已經(jīng)取得了較多的成果。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展，我國金屬礦石選礦效率已經(jīng)有了顯著提高，并且在磁金屬礦選礦技術(shù)和赤金屬礦選礦技術(shù)等諸多方面也取得了長足的發(fā)展，為我國不同地區(qū)金屬礦資源利用起到重要的指導(dǎo)作用。未來我國將針對所遇到的難點問題，開展更加深入研究工作，以促使我國金屬礦資源開發(fā)利用水平進一步提高，增強我國冶煉企業(yè)核心競爭力。