半自磨机返砂抛选在大红山铁矿的研究及应用

崔 宁 黄志权 雷 敏 黄斌鹏

(昆钢大红山铁矿)

半自磨机在处理大红山井下低品位铁矿时，返砂中夹杂大粒径脉石，若能提前将这部分脉石抛除，将大幅度降低选矿能耗，降低生产成本，为后续选别流程创造更有利的条件。目前，国内外预先抛废的流程主要为干式预选作业和湿式预选作业，这两种作业均利用铁矿具有磁性、脉石无磁性的特点，采用磁滚筒或者湿式磁选机进行预先抛选，大红山半自磨机返砂矿粒度>10 mm，符合干式预选的条件。因此，可采用磁滚筒先进行小型实验室试验，再实施工业试验。采用预先抛选将贫磁铁矿中的大部分脉石抛掉，既能降低生产成本，又能有效提高后续分选的入选品位。

1 预先抛废的优势

贫磁铁矿石具有入选品位低、选矿比大、相对难磨难选、资源利用率低等特点，加上矿石在开采过程中不可避免地混入一定数量的围岩和夹石，特别是地下开采，围岩混入率一般达10%～20%，从而降低了入选矿石品位。若采用传统的选矿工艺，全部矿岩进入选矿主流程处理，吨精矿选矿加工费用很高。如何降低贫磁铁矿的选矿成本，更好的适应市场价格波动，是矿山企业生产经营中的关键[1]。

磨矿工序的费用在选矿加工成本中所占比例较大。为了提高入选矿石品位，减少入磨矿量，降低选矿厂能耗，根据“多碎少磨，能抛早抛”的选矿原则，近十多年来国内外一些磁铁矿选矿厂在破碎筛分流程中设置了预先抛废作业，提前抛掉合格品位的废石，且均取得了良好效果。磨矿分级、后续选别以及尾矿排放等费用都将大幅降低，有效降低了总体选矿成本[2]。

2 预先抛废的种类

矿石不论在何种条件下分选，其前提条件是矿物必须达到充分解离，贫磁铁矿石的预选，其目的是抛出大部分已解离的废石，使磁铁矿物得到足够的富集。按预选方式的不同可分为干式预选和粉矿湿式预选工艺。传统干式磁选抛废主要使用磁滑轮，用于大块矿石干选和粗粒强磁性矿物分选；对于细粒强磁性矿物的选别一般使用湿式粗颗粒磁选机。

2.1 干式预选作业

对于处理贫磁铁矿石，随着大块干式磁选机(磁滑轮)的应用，粗碎产品(粒级为0～200 mm)和筛分筛上产品(粒级为10～75 mm)设置磁滑轮干选作业，将矿石中的无磁性围岩和夹石提前抛掉，可有效降低磨矿能耗，并为后续选别流程创造有利条件。

2.2 湿式预选作业

对于处理细粒级矿浆(粒级<10 mm)，采用磁滚筒无法满足预先抛选要求，采用湿式磁选机将解离的细颗粒脉石提前抛掉，可为后续选别流程创造有利条件。湿式磨前预选工艺与新型破碎设备的配套使用使入磨品位有了大幅提高，降低了选矿成本[3]。

2.3 流程选择

玉溪大红山矿业有限公司三选厂分选的矿石为井下低品位铁矿(全铁品位为22%～28%)或熔岩露天矿(全铁品位为16%～20%)，选矿工艺为半自磨机、溢流型球磨机磨矿，弱磁强磁联合选别工艺。在日常生产过程中发现，半自磨机返砂中存在已解离的脉石，如果能将这部分脉石预先抛除，不仅能降低半自磨能耗，有效提高半自磨机处理量，同时，也有利于后续分选作业的选别。由于半自磨机返砂为振动筛筛上物，粒度>10 mm，因此，建议采用干式预选进行抛废。

3 废石抛选可行性分析

为进一步提高半自磨机返砂抛选的可靠性，为选矿工艺设计提供数据支撑，技术中心开展了半自磨机返砂粒度分析及返砂干抛条件试验，试验数据见表1、表2。

表2 半自磨机反砂干式抛尾条件试验

由表1、表2可知，大红山三选厂入选的矿石采用干式抛选方案可行，且在磁场强度为480 kA/m的磁场强度下可将半自磨机返砂中的脉石预先抛除。

4 工艺设计及生产指标

4.1 工艺设计

根据小型试验数据，设计生产工艺流程为半自磨机排矿经过振动筛筛分后，筛下物进后续磨矿及选别流程，筛上物通过皮带输送，经过磁滚筒抛除废石后返回半自磨机再磨，抛除的废石经皮带运输至废石仓，抛废流程见图1，抛废建筑物断面见图2。

4.2 设备选型

根据小型实验室试验的结果及分析，选择磁滚筒磁场强度为480 kA/m；根据半自磨机返砂皮带首轮滚筒的规格，选择500 mm×950 mm滚筒；根据半自磨机返砂皮带料层厚度及皮带厚度，选择有效磁场深度为15 cm。

图1 抛废流程

4.3 生产实践

抛废项目于2017年12月20日建成投入试生产，试生产阶段由于经验不足，磁滚筒下方漏斗翻板位置调整不合理、磁滚筒给矿料层厚度过大，导致废石铁品位偏高。通过调整磁滚筒下方漏斗翻板位置，将磁滚筒给矿皮带槽型支架改为平行支架等系列整改措施，抛废品位达到要求。数据统计结果见表3。

表3 抛废生产数据统计结果

由表3可知，干式抛废项目投产后，抛废量逐月增加，且抛废品位稳步控制在14%左右；针对于大红山三选厂入选矿石磁滚筒抛废工艺有较好的分选指标及运用前景。

5 结 语

大红山铁矿选厂通过预先抛废生产实践表明，针对脉石单体解离较高的磁铁矿石采用预先抛废作业，可提前抛掉已单体解离的脉石，减少进入磨机的岩石量，提高矿石入选品位，不仅优化了磨矿作业条件，降低了能耗，提高了选矿生产能力，同时还减少了尾矿处理量及储存费用，磁滚筒预选工艺行之有效。

图2抛废建筑物断面(单位:m)