遷西縣高家店磁鐵礦選礦工藝研究

易小祥，劉閱兵，母傳偉，郭靖，李建華

（1.礦冶集團科技有限公司，北京 100160；2.秦皇島首秦龍匯礦業有限公司，河北 秦皇島 066001）

遷西縣高家店鐵礦是遷西縣生產規模最大的鐵礦山，在遷西縣有一定的引領和示范作用，但由于企業裝備水平低，工藝相對落后，加之礦業經濟不景氣，礦山的建設發展受到了嚴重的制約，發展的主要瓶頸問題如下：(1)原有小選礦廠場地狹小，設備簡陋，經過多年生產運行，現已顯得十分陳舊落后，能耗高，產量低，安全隱患多，已不能滿足現代企業文明生產需要。(2)由于礦山開采多年，遺留了大量采空區未處理，存在安全隱患。(3)礦山深部地下資源回采率低。

針對上述企業需求現狀，為積極合理開發利用現有資源，力求將企業建成綠色、環保、無廢、節能的新型綠色礦山企業，樹立遷西礦山標桿型企業，引領其它礦山企業走健康發展之路，高家店鐵礦遵循“以人為本、科技興安、建設健康礦山企業”的原則，準備淘汰落后的設備和工藝，選擇合適廠址，采用先進設備、合理工藝和流程，新建選礦廠和地表充填站。興辦礦業，開發礦山，可帶動農民致富，發展城鄉經濟[1-2]。

1 礦石性質

1.1 XRD 物相分析

XRD 物相分析結果見圖1。

圖1 原礦的 XRD 物相分析結果Fig.1 XRD phase analysis of the raw ore

XRD 物相分析結果表明，礦石中主要鐵礦物為磁鐵礦和少量鈦鐵礦，而主要脈石礦物為含硅礦物石英。

1.2 礦石的礦物組成及原礦多元素分析

原礦多元素分析結果見表1。

表1 原礦多元素分析結果/%Table 1 Analysis results of multi-elements in the raw ore

原礦多元素分析結果表明：該礦石主要有用元素只有鐵，礦石中SiO2、Al2O3、CaO、MgO 的含量比較高，是分離時重點研究的對象，在選礦過程中應當注意脫硅；原礦中硫、磷含量不超標。

1.3 原礦鐵物相分析

對原礦進行了鐵物相分析，結果見表2。

表2 原礦鐵物相分析結果Table 2 Analysis results of iron phase in the raw ore

從鐵物相分析結果看，少量的鐵賦存于硅酸鐵、氧化鐵和碳酸鐵中，為了進一步提高鐵品位，需拋除此部分鐵礦物，這會對鐵回收率略有影響[3-5]。

2 選礦實驗

沈陽隆基電磁科技有限股份有限公司實驗室對鐵礦石來樣進行可選性實驗。原礦破碎至-12 mm經干選，干選精礦在第一段磨礦細度-0.074 mm 65%、第二段磨礦細度-0.042 mm100%條件下的推薦工藝流程和技術指標見圖2。

圖2 推薦工藝流程和主要技術指標Fig.2 Recommended process flow and main technical indicators

3 選礦工藝設計與設備選擇及配置特

3.1 破碎篩分工藝流程

礦山開采方式前期為露天開采，現在主要為地下開采。采出礦石粒度為-750 mm，采出礦石品位為TFe 25.50%（mFe20.50%），破碎工藝為三段一閉路破碎。由于出礦礦石品位較低，依據礦石性質并結合國內鐵礦生產的成熟經驗，破碎作業環節中采用干式拋尾作業。

干式拋尾是將采礦時混入的廢石在進入磨機前及時拋除，其主要優點是可減少入磨礦石量，提高入磨礦石品位，降低磨機負荷及材料消耗，從而降低單位礦石的能耗及生產成本，提高企業經濟效益，拋除的尾礦經篩分可獲得合格的建筑用石子[5-6]。

沈陽隆基電磁科技股份有限公司提供的《遷西縣高家店鐵礦選礦試驗報告》以及高家店鐵礦現有選廠的生產實踐，推薦破碎采用三段一閉路破碎、粉礦干選工藝流程，最終產品粒度為-12 mm，破碎干選數質量流程見圖3。

圖3 破碎干選數質量流程Fig.3 Quality and quantity flow chart of crushing dry separation

3.2 磨礦選別工藝流程研究

由于礦石組成簡單，且磁鐵礦選別性較好，選礦實驗結果表明，磨選采用階段磨礦階段選別（二段磨礦、三次磁選）工藝流程，最終磨礦細度0.037mm 75%可以得到其TFe 品位70 %的工藝指標。磨選數質量流程見圖4。

圖4 磨選數質量流程Fig.4 Flow chart of mill separation quantity and quality

3.3 選礦設計指標

高家店鐵礦選礦廠最終產品為單一磁鐵精礦，精礦產量54 萬t/a，品位TFe=70.00%。

3.4 主要設備選擇及說明

(1)破碎設備：破碎作業在設備選型上做了進口、仿進口和國產破碎機三種設備方案的比較。目前國內大、中型新建選礦廠破碎作業絕大多數采用進口破碎機。國產破碎機除價格便宜外，無論是功耗、破碎效率，還是產品粒度，均不如進口設備。設計上對進口、仿進口和國產破碎機三種設備方案進行比較。

(2)磨選設備：為了得到高純度磁鐵礦，減少磨礦的能耗，二段磨礦采用高效的塔磨機。

4 尾礦充填

由于礦山開采多年，遺留了大量采空區未處理。為消除空區安全隱患，擬建充填系統，將選廠排出的尾礦漿經地表充填站處理直接充填到井下空區。對采空區進行充填處理，可有效控制地下采場圍巖變形，避免空區災害的發生；尾礦充填可提高礦石回采率。另一方面，可以減少尾礦庫征地、維護費用，有效保護地表環境。

5 結 語

(1)針對高家店鐵礦礦石，研究單位進行了大量的選礦試驗研究工作，從而為設計合理的選礦工藝流程提供了充分的依據。

(2)對于高家店鐵礦礦石的選礦工藝流程，設計從試驗流程、主要設備配置及現場建設場地等方面進行了分析，對試驗流程進行了調整和優化，提出了處理高家店鐵礦礦石的推薦工藝流程。干選廢石做建筑石子，尾礦充填，達到較全面的資源綜合利用。

(3)在保證設計指標和工藝參數的前提下，合理進行了設備選型，并且根據地形地貌進行設備配置，盡可能節約了投資。

(4)原礦破碎至-12 mm 經干選后，干選精礦在第一段磨礦細度為-0.074 mm 65%，經一次磁選后，精礦再經第二段磨礦，磨礦細度為-0.037 mm 75%，再經兩次磁選后可獲得品位高于70.00%，回收率大于82.00%的鐵精礦。

(5)圍繞遷西縣高家店鐵礦的技術需求，遵循建設“綠色、環保、低能耗、無廢”礦山的原則，建立與企業生產規模相適應“工藝先進、安全高效、綠色環?！钡倪x礦廠和地表充填站，形成集“鐵礦石生產、選別加工和采空區充填處理一體化”示范工程。