半自磨機(jī)返砂拋選在大紅山鐵礦的研究及應(yīng)用

崔 寧 黃志權(quán) 雷 敏 黃斌鵬

(昆鋼大紅山鐵礦)

半自磨機(jī)在處理大紅山井下低品位鐵礦時(shí)，返砂中夾雜大粒徑脈石，若能提前將這部分脈石拋除，將大幅度降低選礦能耗，降低生產(chǎn)成本，為后續(xù)選別流程創(chuàng)造更有利的條件。目前，國內(nèi)外預(yù)先拋廢的流程主要為干式預(yù)選作業(yè)和濕式預(yù)選作業(yè)，這兩種作業(yè)均利用鐵礦具有磁性、脈石無磁性的特點(diǎn)，采用磁滾筒或者濕式磁選機(jī)進(jìn)行預(yù)先拋選，大紅山半自磨機(jī)返砂礦粒度>10 mm，符合干式預(yù)選的條件。因此，可采用磁滾筒先進(jìn)行小型實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，再實(shí)施工業(yè)試驗(yàn)。采用預(yù)先拋選將貧磁鐵礦中的大部分脈石拋掉，既能降低生產(chǎn)成本，又能有效提高后續(xù)分選的入選品位。

1 預(yù)先拋廢的優(yōu)勢

貧磁鐵礦石具有入選品位低、選礦比大、相對難磨難選、資源利用率低等特點(diǎn)，加上礦石在開采過程中不可避免地混入一定數(shù)量的圍巖和夾石，特別是地下開采，圍巖混入率一般達(dá)10%～20%，從而降低了入選礦石品位。若采用傳統(tǒng)的選礦工藝，全部礦巖進(jìn)入選礦主流程處理，噸精礦選礦加工費(fèi)用很高。如何降低貧磁鐵礦的選礦成本，更好的適應(yīng)市場價(jià)格波動，是礦山企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營中的關(guān)鍵[1]。

磨礦工序的費(fèi)用在選礦加工成本中所占比例較大。為了提高入選礦石品位，減少入磨礦量，降低選礦廠能耗，根據(jù)“多碎少磨，能拋早拋”的選礦原則，近十多年來國內(nèi)外一些磁鐵礦選礦廠在破碎篩分流程中設(shè)置了預(yù)先拋廢作業(yè)，提前拋掉合格品位的廢石，且均取得了良好效果。磨礦分級、后續(xù)選別以及尾礦排放等費(fèi)用都將大幅降低，有效降低了總體選礦成本[2]。

2 預(yù)先拋廢的種類

礦石不論在何種條件下分選，其前提條件是礦物必須達(dá)到充分解離，貧磁鐵礦石的預(yù)選，其目的是拋出大部分已解離的廢石，使磁鐵礦物得到足夠的富集。按預(yù)選方式的不同可分為干式預(yù)選和粉礦濕式預(yù)選工藝。傳統(tǒng)干式磁選拋廢主要使用磁滑輪，用于大塊礦石干選和粗粒強(qiáng)磁性礦物分選；對于細(xì)粒強(qiáng)磁性礦物的選別一般使用濕式粗顆粒磁選機(jī)。

2.1 干式預(yù)選作業(yè)

對于處理貧磁鐵礦石，隨著大塊干式磁選機(jī)(磁滑輪)的應(yīng)用，粗碎產(chǎn)品(粒級為0～200 mm)和篩分篩上產(chǎn)品(粒級為10～75 mm)設(shè)置磁滑輪干選作業(yè)，將礦石中的無磁性圍巖和夾石提前拋掉，可有效降低磨礦能耗，并為后續(xù)選別流程創(chuàng)造有利條件。

2.2 濕式預(yù)選作業(yè)

對于處理細(xì)粒級礦漿(粒級<10 mm)，采用磁滾筒無法滿足預(yù)先拋選要求，采用濕式磁選機(jī)將解離的細(xì)顆粒脈石提前拋掉，可為后續(xù)選別流程創(chuàng)造有利條件。濕式磨前預(yù)選工藝與新型破碎設(shè)備的配套使用使入磨品位有了大幅提高，降低了選礦成本[3]。

2.3 流程選擇

玉溪大紅山礦業(yè)有限公司三選廠分選的礦石為井下低品位鐵礦(全鐵品位為22%～28%)或熔巖露天礦(全鐵品位為16%～20%)，選礦工藝為半自磨機(jī)、溢流型球磨機(jī)磨礦，弱磁強(qiáng)磁聯(lián)合選別工藝。在日常生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，半自磨機(jī)返砂中存在已解離的脈石，如果能將這部分脈石預(yù)先拋除，不僅能降低半自磨能耗，有效提高半自磨機(jī)處理量，同時(shí)，也有利于后續(xù)分選作業(yè)的選別。由于半自磨機(jī)返砂為振動篩篩上物，粒度>10 mm，因此，建議采用干式預(yù)選進(jìn)行拋廢。

3 廢石拋選可行性分析

為進(jìn)一步提高半自磨機(jī)返砂拋選的可靠性，為選礦工藝設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支撐，技術(shù)中心開展了半自磨機(jī)返砂粒度分析及返砂干拋條件試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1、表2。

表2 半自磨機(jī)反砂干式拋尾條件試驗(yàn)

由表1、表2可知，大紅山三選廠入選的礦石采用干式拋選方案可行，且在磁場強(qiáng)度為480 kA/m的磁場強(qiáng)度下可將半自磨機(jī)返砂中的脈石預(yù)先拋除。

4 工藝設(shè)計(jì)及生產(chǎn)指標(biāo)

4.1 工藝設(shè)計(jì)

根據(jù)小型試驗(yàn)數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝流程為半自磨機(jī)排礦經(jīng)過振動篩篩分后，篩下物進(jìn)后續(xù)磨礦及選別流程，篩上物通過皮帶輸送，經(jīng)過磁滾筒拋除廢石后返回半自磨機(jī)再磨，拋除的廢石經(jīng)皮帶運(yùn)輸至廢石倉，拋廢流程見圖1，拋廢建筑物斷面見圖2。

4.2 設(shè)備選型

根據(jù)小型實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)的結(jié)果及分析，選擇磁滾筒磁場強(qiáng)度為480 kA/m；根據(jù)半自磨機(jī)返砂皮帶首輪滾筒的規(guī)格，選擇500 mm×950 mm滾筒；根據(jù)半自磨機(jī)返砂皮帶料層厚度及皮帶厚度，選擇有效磁場深度為15 cm。

圖1 拋廢流程

4.3 生產(chǎn)實(shí)踐

拋廢項(xiàng)目于2017年12月20日建成投入試生產(chǎn)，試生產(chǎn)階段由于經(jīng)驗(yàn)不足，磁滾筒下方漏斗翻板位置調(diào)整不合理、磁滾筒給礦料層厚度過大，導(dǎo)致廢石鐵品位偏高。通過調(diào)整磁滾筒下方漏斗翻板位置，將磁滾筒給礦皮帶槽型支架改為平行支架等系列整改措施，拋廢品位達(dá)到要求。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表3。

表3 拋廢生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果

由表3可知，干式拋廢項(xiàng)目投產(chǎn)后，拋廢量逐月增加，且拋廢品位穩(wěn)步控制在14%左右；針對于大紅山三選廠入選礦石磁滾筒拋廢工藝有較好的分選指標(biāo)及運(yùn)用前景。

5 結(jié) 語

大紅山鐵礦選廠通過預(yù)先拋廢生產(chǎn)實(shí)踐表明，針對脈石單體解離較高的磁鐵礦石采用預(yù)先拋廢作業(yè)，可提前拋掉已單體解離的脈石，減少進(jìn)入磨機(jī)的巖石量，提高礦石入選品位，不僅優(yōu)化了磨礦作業(yè)條件，降低了能耗，提高了選礦生產(chǎn)能力，同時(shí)還減少了尾礦處理量及儲存費(fèi)用，磁滾筒預(yù)選工藝行之有效。

圖2拋廢建筑物斷面(單位:m)