某鐵礦石高效干式預選拋廢試驗研究

張子斌 姜永豐

（本溪鋼鐵(集團)礦業有限責任公司歪頭山鐵礦）

碎磨作業是選礦廠基建投資大、生產能耗及鋼耗高的生產環節。對于新建選礦廠來說，采用節能高效的碎磨工藝極為重要，是實現選礦廠節能降耗的關鍵。

在碎磨流程中應用高壓輥磨機能夠充分體現多碎少磨的節能理念。目前，高壓輥磨機已廣泛應用于鐵礦、銅礦、金礦、金剛石、水泥和石灰石等礦山［1］，作為選礦廠的細碎或超細碎設備。高壓輥磨機開路破碎產品P80可達8 mm 左右，閉路破碎產品P80可達3 mm 左右，甚至更低。目前，高壓輥磨機與孔寬3 mm篩子閉路篩分多為濕篩。近年來，隨著弛張篩或微粉篩等干式篩分技術的發展，高壓輥磨機3 mm 閉路干篩的應用日益增多，尤其是在采用干選拋廢工藝的鐵礦山。高壓輥磨機作為細碎或超細碎設備的優點主要為碎礦產品粒度細、單位礦石碎磨耗電量低、設備處理能力大且運轉率高［2-3］。

為踐行“多碎少磨、能拋早拋”理念，本鋼歪頭山鐵礦針對采場礦石開展了輥磨—干式磁選工藝研究，旨在通過提前拋掉合格尾礦，提高入磨品位、降低入磨量，達到節能減排、提高資源綜合利用率、減少濕尾外排的目的。

1 礦石性質

本鋼歪頭山鐵礦石中的主要鐵礦物為磁鐵礦，假象赤鐵礦、赤鐵礦、菱鐵礦、（磁）黃鐵礦等少量，非金屬礦物主要有石英，其次是陽起石、綠簾石、方解石、滑石等。礦石中的鐵礦物呈中細粒結構，條帶狀和致密塊狀構造，平均嵌布粒度在0.07～0.12 mm。礦石主要化學成分分析結果見表1，鐵物相分析結果見表2。

從表1 可知，礦石中有價成分為鐵，伴生成分均未達到綜合回收標準，有害成分S、P含量不高。

從表2 可知，礦石屬原生貧磁鐵礦石，宜采用磁選工藝回收鐵。

2 試驗結果與分析

2.1 現場細碎產品干選試驗

現場細碎產品（20～0 mm）干選試驗采用GTG 型永磁干式筒式磁選機，試驗流程為1次干選流程。

2.1.1 磁場強度試驗

磁場強度試驗固定含水率為2.5%，試驗結果見表3。

從表3 可以看出，隨著磁場強度的提高，尾礦磁性鐵含量降低，精礦全鐵品位降低、全鐵回收率升高、磁性鐵回收率變化不大。綜合考慮，確定適宜的拋尾磁場強度為238.85 kA/m。

2.1.2 含水率試驗

含水率試驗固定磁場強度為238.85 kA/m，試驗結果見表4。

從表4可以看出，礦石含水率對尾礦產率影響較大，含水率升高會顯著降低拋廢率，惡化拋廢指標，故生產中應嚴格控制礦石含水率。

2.1.3 干式磁選拋尾擴大試驗

為了驗證工業設備的分選效果，按照GTG1024型雙筒干式磁選機的處理能力（300 t/h）進行模擬生產試驗，磁場強度為238.85 kA/m，試驗結果見表5。

從表5 可以看出，一段拋廢擴大試驗拋尾率為22.14%，尾礦TFe品位為8.95%，TFe損失率為7.12%，磁性鐵含量為0.69%，磁性鐵損失率為0.66%；精礦產率為77.86%、TFe 品位為33.21%、TFe 回收率為92.88%，磁性鐵品位為29.49%、磁性鐵回收率為99.34%，產品TFe品位提高5.37個百分點。

2.2 干選精礦閉路輥壓產品（3～0 mm）干式磁選拋尾試驗

將干選精礦（20～0 mm）用高壓輥磨機閉路輥壓至3～0 mm，然后采用GTG1225型細粒智能分選機進行干選拋廢，試驗結果見表6。

從表6可以看出，現場細碎產品干選精礦經過高壓輥磨機閉路輥壓，3～0 mm 產品經過細粒智能分選，最終可拋出作業產率為25.43%，TFe 品位為7.49%、作業損失率為5.90%，磁性鐵品位為0.41%、作業損失率為0.34%的尾礦；獲得TFe 品位為40.71%、作業回收率為94.10%，磁性鐵品位為39.41%、作業回收率為99.66%的精礦，該作業提高產品TFe 品位8.45個百分點。

2.3 全流程試驗

根據條件試驗結果進行了全流程試驗，試驗結果見表7。

從表7 可以看出，細碎產品（20～0 mm）采用1 次粗粒干選、干選精礦高壓輥磨機閉路輥壓，3～0 mm產品細粒粉礦干選，全流程拋廢率為42.43%，尾礦TFe 品位為8.62%、損失率為13.13%，磁性鐵品位為0.71%、損失率為1.30%；精礦TFe 品位為42.01%、回收率為86.87%，磁性鐵品位為39.62%、回收率為98.70%，產品TFe品位提高14.17個百分點。

3 結論

（1）本鋼歪頭山鐵礦石屬原生貧磁鐵礦石，礦石中的主要鐵礦物為磁鐵礦，非金屬礦物主要有石英，有價成分為鐵，有害成分S、P 含量不高；礦石中的鐵礦物呈中細粒結構，條帶狀和致密塊狀構造，平均嵌布粒度在0.07～0.12 mm。

（2）現場碎礦產品（20～0 mm）的GTG1024 型雙筒干式磁選機干選拋廢擴大試驗拋廢產率為22.14%，尾礦TFe 品位為8.95%、損失率為7.12%，磁性鐵含量為0.69%、損失率為0.66%；精礦TFe 品位為33.21%、回收率為92.88%，磁性鐵品位為29.49%、回收率為99.34%，產品TFe品位提高5.37個百分點。

（3）現場碎礦產品干選試驗精礦閉路輥壓產品（3～0 mm）的GTG1225 型細粒智能分選機干選拋廢試驗可拋出作業產率為25.43%，TFe 品位為7.49%、作業損失率為5.90%，磁性鐵品位為0.41%、作業損失率為0.34%的尾礦；獲得TFe 品位為40.71%、作業回收率為94.10%，磁性鐵品位為39.41%、作業回收率為99.66%的精礦，該作業提高產品TFe 品位8.45 個百分點。

（4）現場細碎產品（20～0 mm）采用1 次粗粒干選、干選精礦高壓輥磨機閉路輥壓，3～0 mm 產品細粒粉礦干選，全流程拋廢率為42.43%，尾礦TFe 品位為8.62%、損失率為13.13%，磁性鐵品位為0.71%、損失率為1.30%；精礦TFe 品位為42.01%、回收率為86.87%，磁性鐵品位為39.62%、回收率為98.70%，產品TFe品位提高14.17個百分點。