預(yù)選拋尾技術(shù)在大冶有色資源開發(fā)中的應(yīng)用探討

曾祥龍

（大冶有色金屬集團(tuán)控股有限公司，湖北 黃石 435000）

1 國內(nèi)（外）預(yù)選拋尾技術(shù)研究現(xiàn)狀

1.1 磁選預(yù)選拋尾

國內(nèi)對(duì)磁性礦物進(jìn)行磁滑輪拋尾技術(shù)在工藝和設(shè)備上已經(jīng)比較成熟，對(duì)于地下開采的礦山,其廢石混入率高,預(yù)選拋尾的效果更為明顯。磁滑輪拋尾的產(chǎn)率都在8%以上,最高達(dá)18.2%。入磨礦石鐵品位有不同程度的提高，取得了非常顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

選廠應(yīng)用Koppern RP630/1700-1400型高壓輥磨機(jī)與振動(dòng)篩相配合（篩上磁滑輪干拋其粗精礦返回高壓輥磨，篩下-3mm濕式磁選預(yù)先拋尾），成功解決了高村極貧磁鐵礦石難以分選的問題。該工藝擴(kuò)大了選廠的處理能力，年處理量從530萬t提升至800萬t。同時(shí)，由于原礦入磨粒度降低、磨礦工藝簡化，使得單位礦石處理成本大幅降低，每噸原礦所耗電量和鋼耗同比降低大約30%。高壓輥磨超細(xì)碎技術(shù)在與濕式磁選預(yù)選拋尾工藝和干式磁選預(yù)選拋尾工藝配合后，具有良好的預(yù)選效果。

1.2 強(qiáng)磁

海南礦業(yè)深部礦石采用地下采礦方法，采出礦石不可避免地混入低品位圍巖和夾石。采用原礦—分級(jí)—40mm～10mm粒級(jí)樣品干式強(qiáng)磁選預(yù)選拋尾—干磁粗精礦跳汰拿精流程，重選預(yù)選工藝流程試驗(yàn)可以獲得產(chǎn)率35.26%、鐵品位55.35%、鐵回收率49.85%的高爐塊礦，并提前拋出產(chǎn)率21.61%、鐵品位10.83%的塊狀尾礦。產(chǎn)率為49.87%、鐵品位為41.09%的中礦進(jìn)入磨選系統(tǒng)處理。該工藝既可以提前獲得合格高爐塊礦(鐵品位大于54%)，又可以拋出塊狀尾礦(鐵品位小于12%)。入球磨礦量可大幅減少，從而降低磨選能耗，節(jié)能減排效果明顯。

干式拋尾對(duì)選鐵有利，但無法兼顧鈦資源的有效回收，實(shí)際生產(chǎn)時(shí)尾礦中的磁性鐵損失也會(huì)增大；濕式弱磁選對(duì)選鐵有利，卻無法同時(shí)回收鈦金屬；生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)采用ZCLA磁選機(jī)進(jìn)行－3mm粗粒濕式預(yù)選工藝，經(jīng)1次選別，全鐵回收率達(dá)到84.96%、TiO2回收率達(dá)到87.09%，拋尾產(chǎn)率可以達(dá)到36.18%。尾礦平均全鐵品位為8.58%、TiO2品位為1.53%，所拋尾礦中的鐵、鈦均屬合格尾礦，這將有利于降低綜合投資和簡化流程。

為提高白鎢礦的入選品位，減少含鈣脈石對(duì)浮選的影響，在工藝礦物學(xué)研究的基礎(chǔ)上提出了“強(qiáng)磁拋尾”的技術(shù)思路，采用強(qiáng)磁選可在浮選前拋除54%左右的磁性脈石礦物，白鎢礦的入選品位可從0.2%提高至0.45%；“強(qiáng)磁拋尾－常溫粗選－加溫精選”的磁浮聯(lián)合閉路流程，可獲得品位69.35%，回收率79.29%的高品質(zhì)白鎢精礦。效果顯著。

1.3 重介質(zhì)分選

（1）重介質(zhì)選礦技術(shù)的發(fā)展。早在20世紀(jì)60年代至90年代，美國、蘇聯(lián)、澳大利亞、巴西、德國和日本等國都非常重視這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，曾經(jīng)進(jìn)行了大量的研究，研究出了形式多樣的分選設(shè)備，不斷改進(jìn)過程穩(wěn)定性的控制方法和介質(zhì)的回收系統(tǒng)等，使該項(xiàng)技術(shù)越來越廣泛地得到應(yīng)用。實(shí)踐證明，重介質(zhì)選礦技術(shù)具有一系列優(yōu)點(diǎn)，主要是：①分選精度高；②選別粒度范圍較大；③在預(yù)選中丟棄廢石的效率高；④分選過程無污水排出，可減小環(huán)境污染。

（2）有色金屬礦物拋尾。對(duì)有色金屬礦石，最適合于處理有用礦物為集合體嵌布或粗粒嵌布的礦石。這類礦石經(jīng)中碎后，即有大量單體脈石（即廢石或尾礦）產(chǎn)出，用重介質(zhì)選礦法將其除去，拋棄部分尾礦，使之不再進(jìn)入磨礦和分選作業(yè)。從而可大大降低生產(chǎn)成本并提高選礦廠的處理能力。如美國田納西州鉛鋅公司馬科斯選礦廠最初采用圓柱形重介質(zhì)漩渦旋流器成功進(jìn)行預(yù)富集，后來推廣到國外許多鎢選礦廠作為重介質(zhì)丟尾設(shè)備，如澳大利亞塔斯馬尼亞的阿伯福選礦廠，采用硅鐵作介質(zhì)，重介質(zhì)預(yù)拋尾，丟尾產(chǎn)率60%,重礦物黑鎢、錫石等目的礦物損失6%以下。

2 預(yù)選拋尾技術(shù)在大冶有色資源開發(fā)的應(yīng)用研究

2.1 銅綠山、豐山、銅山口銅礦光電預(yù)拋試驗(yàn)研究

大冶有色金屬公司下屬銅綠山、豐山、銅山口三大礦山都面臨入選品位低，選礦能耗高，效益低等問題，為了有效利用資源（特別是低品位資源）、提高入磨入選品位，大冶有色公司特別委托成都澳泰克礦業(yè)技術(shù)有限公司，針對(duì)三大礦山的銅礦石，采用傳感技術(shù)進(jìn)行預(yù)選銅礦石試驗(yàn)研究。

試驗(yàn)分為兩個(gè)階段：可選性試驗(yàn)階段和擴(kuò)大試驗(yàn)階段。試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：在保證預(yù)選作業(yè)回收率（如＞90%）的情況下，盡量多拋棄尾礦，將入磨選品位提高0.15-0.2個(gè)百分點(diǎn)。

2.2 試驗(yàn)設(shè)備及原理

試驗(yàn)采用的分選設(shè)備為STEINERT KSS組合式分選機(jī)，具體如下：型號(hào)：KSS LXTT100（帶寬1m）電流：最高：18 A。壓縮空氣氣壓：10 bar額外輔助氣壓：approx.2 bar。空壓機(jī)功率：45～75 kW。傳感器類型：DE-XRT傳感器和3D激光傳感器組合技術(shù)。傳感技術(shù)原理：采用兩種獨(dú)立能量級(jí)水平的射線對(duì)礦石進(jìn)行檢測(cè)，X射線源發(fā)出的寬波譜X射線應(yīng)用到礦石，傳感器系統(tǒng)記錄了X射線穿透礦石后的信息并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。“雙能量X射線透射法”的優(yōu)點(diǎn)是能記錄一些與物料厚度變化(粒度變化)無關(guān)的數(shù)據(jù)。

圖1 STEINERT KSS組合式分選機(jī)

2.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

2.3.1 試驗(yàn)礦樣

（1）豐山礦樣：試驗(yàn)礦樣取自選廠中細(xì)碎排礦經(jīng)閉路篩分后的篩上返回礦石，粒度范圍為：15mm～50mm；含銅平均品位：0.882%。

（2）銅山口礦樣：試驗(yàn)礦樣取自選廠中細(xì)碎排礦經(jīng)閉路篩分后的篩上返回礦石，粒度范圍為：15mm～50mm；含銅平均品位：0.324%。

（3）銅綠山礦樣：試驗(yàn)礦樣取自選廠中細(xì)碎排礦經(jīng)閉路篩分后篩上返回細(xì)碎破碎機(jī)礦石，粒度范圍為：15mm～50mm；含銅平均品位：0.619%。

2.3.2 試驗(yàn)結(jié)果

表1 銅綠山、豐山、銅山口礦山進(jìn)行預(yù)選銅礦石的試驗(yàn)數(shù)據(jù)

2.3.3 結(jié)果分析

（1）傳感揀選技術(shù)是利用不同礦物對(duì)電磁波的光電特性，通過傳感器收集的信息由計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中處理，以區(qū)別出高品位礦石和廢石，由噴吹系統(tǒng)完成對(duì)礦石自動(dòng)連續(xù)的分選技術(shù)。

（2）由試驗(yàn)結(jié)果可知，三個(gè)礦山銅礦石的可選性試驗(yàn)和擴(kuò)大試驗(yàn)表明，采用德國施德納特公司的傳感揀選機(jī)能達(dá)到較好的拋廢效果，達(dá)到了試驗(yàn)委托的要求和目標(biāo)。

（3）豐山銅礦石的可選性試驗(yàn)綜合拋廢率20.48%，尾礦中含銅品位0.076%，銅回收率98.22%，拋廢效果理想。

從多次擴(kuò)大試驗(yàn)結(jié)果可知，累計(jì)拋廢率19.61%，尾礦中含銅品位0.173%，銅回收率95.08%。尾礦中銅的損失較大。隨著生產(chǎn)能力的加大，尾礦中銅損失也隨之增加。

此外，豐山銅礦是富含銅、金、銀、鉬較為豐富的礦山，試驗(yàn)中僅分析了銅元素，拋廢試驗(yàn)結(jié)果對(duì)于金、銀、鉬的損失情況不明確。

（4）銅山口銅礦石的可選性試驗(yàn)綜合拋廢率18.77%，尾礦中含銅品位0.058%，銅回收率96.63%，拋廢效果較為理想。

從多次擴(kuò)大試驗(yàn)結(jié)果可知，累計(jì)拋廢率23.14%，尾礦中含銅品位0.1977%，銅回收率89.55%。尾礦中銅的損失較大。隨著生產(chǎn)能力的加大，尾礦中銅損失也隨之增加。銅山口銅礦石的試驗(yàn)研究也是僅分析了銅元素，對(duì)于伴生鉬資源的影響也不明確。

（5）銅綠山銅礦石的可選性試驗(yàn)綜合拋廢率20.60%，尾礦中含銅品位0.149%，銅回收率95.06%，拋廢效果不理想。

3 預(yù)選拋尾技術(shù)在大冶有色資源開發(fā)的應(yīng)用展望

3.1 粗磨浮選預(yù)選拋尾實(shí)現(xiàn)薩熱克銅礦“提銅降硅”

薩熱克銅礦粗磨浮選預(yù)選拋尾“提銅降硅”科技成果應(yīng)用，“提銅降硅”其技術(shù)路線：適當(dāng)放粗一段細(xì)度，采用粗精礦再磨工藝流程，混合用藥的“協(xié)同作用”強(qiáng)化捕收銅礦物，粗選采用浮選機(jī)，精選利用浮選柱適宜于選別微細(xì)粒礦物的特性，采用浮選柱代替?zhèn)鹘y(tǒng)的浮選機(jī)，解決SAB工藝流程達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)關(guān)鍵問題，實(shí)現(xiàn)精礦品位、回收率雙提高。核心是粗磨浮選預(yù)選拋尾工藝的應(yīng)用。

3.2 強(qiáng)磁預(yù)選拋尾在棗陽原生金紅石資源開發(fā)中應(yīng)用

針對(duì)棗陽原生金紅石資源開發(fā)出“細(xì)磨-0.074mm90%，強(qiáng)磁預(yù)選拋尾，金紅石在非磁產(chǎn)品再重選脫泥預(yù)富集，混合捕收劑強(qiáng)化金紅石浮選，金紅石精礦再除雜”先進(jìn)工藝（授權(quán)發(fā)明專利），在精礦品位確保85%的情況下，回收率從七十年代、八十年代的30%～40%提升到現(xiàn)在的68.28%。實(shí)現(xiàn)了二十年來選礦工藝、技術(shù)指標(biāo)重大的突破。目前軍工對(duì)高端鈦材需求，國際形勢(shì)復(fù)雜，國內(nèi)鈦行業(yè)整合及棗陽原生金紅石在高端鈦材原料上的優(yōu)勢(shì)，開發(fā)這一資源有很大可能性，強(qiáng)磁預(yù)選拋尾工藝會(huì)發(fā)揮重大作用。

4 結(jié)語

預(yù)選拋尾符合“能拋早拋、多拋，節(jié)能降耗”的理念。預(yù)選拋尾對(duì)新建礦山，由于破碎磨礦的礦石量減小，可以減少選礦廠的基建投資；對(duì)已建選廠，則可擴(kuò)大其現(xiàn)有生產(chǎn)能力。貧銅礦石的預(yù)選技術(shù)的突破可以提高選礦廠入選品位、實(shí)現(xiàn)含銅多金屬礦的有效回收和利用，大幅提高分選效率，降低分選能耗，是利用我國低品位銅礦資源的重要技術(shù)突破，對(duì)其它低品位礦的利用具有重要借鑒意義。