刘贺民;周宏波
【摘 要】为给合理开发利用我国储量丰富的超贫磁铁矿资源提供技术依据,对实现该类矿石低成本处理的关键选矿工艺技术进行了分析研究.采用高效破碎、多段干选、磨前湿式预选的工艺技术,建设大型化、现代化的选矿厂,可以降低入磨粒度、磨前大量抛尾,实现“多碎少磨,能抛早抛”,达到低成本处理超贫磁铁矿的目的.内蒙古温更铁矿选矿厂采用三段一闭路破碎一筛上干选、筛下高压辊磨闭路湿式筛分一筛上干选、筛下湿式预磁选一两段阶段磨矿阶段磁选一浓磁磁选工艺流程,获得了最终精矿铁品位63.00％、回收率35％的指标,该工程的建设对此类矿山的选矿厂设计具有一定的指导意义. 【期刊名称】《现代矿业》 【年(卷),期】2014(000)012 【总页数】3页(P86-87,103)
【关键词】超贫磁铁矿;选矿工艺技术;设计应用 【作 者】刘贺民;周宏波
【作者单位】中冶京诚(秦皇岛)工程技术有限公司;中冶京诚(秦皇岛)工程技术有限公司
【正文语种】中 文
我国磁铁矿资源总体含铁量低，由于多年的开采，使得具有开发利用价值的高品位磁铁矿资源逐渐枯竭。而我国超贫磁铁矿资源储量巨大，仅河北省超贫钒钛磁铁矿
预测储量就近100亿t，辽宁省超贫磁铁矿资源总量预计为107亿t。鉴于磁铁矿相对于氧化矿等其他类型的铁矿石具有选别工艺简单、选矿成本低等优点，研究如何开发利用这些通常认为没有开发价值的超贫磁铁矿对缓解我国铁矿资源供需矛盾具有重要意义。
所谓超贫磁铁矿，一般是指在当前技术经济条件下，TFe品位在10%～20%，mFe品位≥5%，能够开发利用并存在盈利的铁矿石。超贫磁铁矿由于铁品位低，在采用常规工艺条件进行选矿处理时，生产成本高，因此，开发利用超贫磁铁矿的关键在于实现低成本处理。
1.1 采用高效、节能破碎技术，实现“多碎少磨”
一般情况下，破碎和磨矿的能耗和钢耗占选矿厂生产成本的60%～70%，而破碎仅为磨矿能耗的12%～25%，并且破碎的效率也高于磨矿。推进“多碎少磨”理念，降低磨机的入磨粒度，是超贫磁铁矿选矿厂设计的基本原则之一。 近年来，以蒂森·克虏伯、美卓、山特维克公司为代表的旋回、颚式、圆锥破碎机在鞍钢、河钢、首钢、太钢、五矿等矿山企业的广泛应用，使破碎产品的粉矿率普遍上升，同装机功率相当的传统国产破碎设备相比，处理能力可提高50%以上，单位矿石碎矿成本大幅下降，入磨最大粒度从以前的15～ 20 mm降至12 mm，而且入磨矿石的平均粒度大幅降低，-6 mm 和-0.074 mm粒级含量明显提高，磨矿效率一般可提高10%～15%。
以成都利君、合肥水泥院为代表生产的国产高压辊磨机代替细碎或作为第四段超细碎成功应用于铁矿山选矿厂，大幅度降低了设备投资。不仅碎矿能耗低、降低了入磨粒度，使破碎产品粒度从传统意义上的-12 mm降低到-8，-3 mm，甚至更低，而且高压辊磨产品中含有大量细粒和微细粒物料，颗粒内部存在大量的应力裂纹，可显著降低磨矿功指数，磨机产能提高30%以上。 1.2 采用磨前干式预选，实现“能抛早抛”
对于超贫磁铁矿，采用磨前多段干选技术，最大限度地实现磨前抛废是降低生产成本的重要途径之一。粗碎后采用磁力滚筒进行大块干选，可有效抛除采矿过程中混入的围岩和废石；对于中、细碎产品可按筛上和筛下2种粒级进行窄级别干选，筛上可采用磁力滚筒干选，及时抛除破碎产生的夹石；筛下可采用粉矿干选机、悬浮式干选机有效抛除破碎过程中单体解离的脉石。
对于一般的超贫磁铁矿石，采用磨前多段干选技术，能抛除30%～50%以上的废石，有的抛尾率甚至达到70%以上，大幅降低了磨矿生产成本和尾矿量。 1.3 采用磨前湿式预磁选技术，提前高效抛尾 1.3.1 磨前湿式粗粒预磁选技术
一般的贫磁铁矿石，采用高效、节能的进口圆锥破碎机细碎后，其闭路筛分的筛下产品大多小于 12 mm，其中已单体解离的脉石通常达到10%～30%，超贫磁铁矿甚至能达到50%以上。为将此部分已单体解离的脉石有效剔除，以北京矿冶院、沈阳隆基、山东华特、马鞍山天工为代表的磁选设备生产厂家研制开发了粗粒湿式永磁预磁选机，并成功应用于磨前-12 mm破碎产品的湿式磁选作业。采用此技术可在磨矿前将部分已经解离的脉石提前抛除，提高磨机的有效处理能力，提高产能，降低生产成本。
1.3.2 高压辊磨—闭路湿筛—湿式预磁选技术
对于一般超贫磁铁矿石，尤其是超贫细粒浸染状磁铁矿石，当采用磨前粉矿干选或粗粒湿式抛废效果不理想的情况下，采用高压辊磨—闭路湿筛—湿式预磁选技术将30 mm以下的细碎产品闭路破碎至-3 mm，辊磨产品采用湿式筛分，筛下产品采用湿式预磁选抛废，可减少入磨量60%左右，既节省了磨矿设备投资，又降低了处理成本。该技术是超贫细粒浸染状磁铁矿选矿技术的重大突破，对我国超贫磁铁矿的开发利用起到了巨大的推动作用。 1.4 选矿厂自动化，设备大型化
超贫磁铁矿因其磁性铁品位较低，选矿比一般都在10以上。通常此类型矿床储量较大，适宜大规模生产，应尽量建设大型选矿厂，采用大型设备，以实现规模效应。采用大型设备不仅能简化工艺配置，提高厂房利用率，而且可降低选矿厂建设费用和生产管理成本。大型选矿厂实现生产全过程自动控制和信息化管理，生产成本可降低3%～5%，劳动生产率提高25%以上，而且生产过程更稳定、顺畅。 温更铁矿选矿厂位于内蒙古乌拉特中旗海流图镇，矿山为露天开采。选矿厂年处理矿山首采区采出的超贫磁铁矿石1 350万t，采出的矿石由汽车运至采场附近的粗破碎车间。原矿粒度为 -1 000 mm，TFe品位12.20%，mFe含量5.76%。 2.1 矿石铁物相分析
对试验矿石进行铁物相分析，结果见表1。
2.2 选矿试验研究 2.2.1 选矿试验
由前期试验推荐的选别流程为“阶段碎矿阶段干式抛尾—阶段磨矿阶段选别”。全流程试验结果见表2。
表2试验结果表明，采用阶段碎矿阶段干式抛尾—阶段磨矿阶段选别流程，可以获得铁品位为64.12%、回收率36.64%的精矿。 2.2.2 高压辊磨试验
矿样为-30 mm矿石，采用常规工艺经筛分、破碎、混匀、缩分等作业将矿石破碎至-20 mm，作为高压辊磨机给料，经试验单位对矿样进行闭路高压辊磨—湿筛全流程试验，全流程试验对筛分后-3，-1，-0.45 ，-0.2 mm粒级的产品，在96 kA/m下分别用筒式磁选机进行湿式磁选，试验结果见表3。 2.3 设计流程的确定
根据高压辊磨试验结果，本次设计确定采用三段一闭路破碎—高压辊磨—湿式筛分—湿式预磁选工艺，设计工艺数质量流程见图1。
(1)破碎系统流程的确定。试验处理的超贫磁铁矿石具有磁性铁含量低，磁铁矿大多以浸染状分散于脉石内的特点，粗碎产品不适合进行大块干选。因此，破碎系统采用三段一闭路破碎—筛上干选工艺流程，破碎产品粒度-20 mm。
(2)高压辊磨、磨选系统流程的确定。设计采用高压辊磨闭路湿式筛分—筛上干选—筛下湿式预磁选—两阶段磨矿—阶段磁选—
浓磁、过滤工艺流程；其中一次分级采用旋流器分级，二次分级采用旋流器与细筛组合分级。根据选矿试验结果，设计确定一段磨矿细度-0.074 mm含量55%，最终磨矿细度-0.074mm含量95%。由于采用了辊磨筛下湿式预选工艺，可以在入磨前抛除大量的尾矿，减少了磨矿系列和磨矿能耗，降低了选矿成本，增加了经济效益。 2.4 流程特点
(1)选矿厂为特大型，可节省建设费用，降低生产管理成本。
(2)采用中、细碎后筛上块矿干选、高压辊磨湿式闭路筛分、筛上干选、筛下湿式预磁选工艺，入磨矿量35%，入磨粒度-3 mm，实现多碎少磨，能抛早抛，大幅度降低选矿加工成本。
(3)二段磨矿分级采用旋流器与细筛组合分级配置，既保证了产品质量，又减少了细筛数量。
(1)基于目前我国钢铁工业高度依赖进口铁矿石的实际情况，研究开发利用超贫磁铁矿资源对保障我国钢铁工业可持续发展具有重要的战略意义。
(2)采用高效节能破碎设备、多段干选、磨前湿式粗粒磁选、高压辊磨湿式预磁选技术，可及时抛除大量废石，大幅度减少入磨矿量，降低入磨粒度，实现低成本处理超贫磁铁矿的目的。
(3)建设大型选矿厂，采用大型设备，实现生产全过程自动化，可进一步降低生产管理成本。
(4)温更铁矿床的超贫磁铁矿具有磁性铁含量低、磁铁矿主要呈浸染状分布的特点，属“贫、细、杂”难处理的超贫磁铁矿。该选矿厂的建设对我国多达数百亿吨超贫磁铁矿资源的开发利用具有一定的示范作用。
【相关文献】
[1] 马淮湘.超贫磁铁矿选矿技术新进展与思考[J].现代矿业，2011(4)：33-34.
[2] 刘建华，罗主平.大型贫细金属矿石资源开发关键新技术(一)[J].现代矿业，2010(6)：26-31.
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