梅山铁矿深部样精细分级—预选工艺优化

刘安平 刘 军 彭志伟 刘永召

（1.南京梅山冶金发展有限公司矿业分公司，江苏南京210041；2.中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司，安徽马鞍山243071）

随着高压辊磨技术和湿式粗粒弱磁选技术的进步，我国大多数磁铁矿选矿厂为实现节能减排、降本增效的目标，已基本形成以高压辊磨—湿式粗粒弱磁选（或大块预选抛废—高压辊磨—湿式粗粒弱磁选）为核心的预选工艺流程。而关于磁-赤混合铁矿石预选的研究虽然不鲜见，但是效果大多不理想，因而未形成经典的预选工艺流程。

梅山铁矿石属低品位磁-赤混合铁矿石，现场预先工艺流程较复杂，且效果不理想，因此进行了系统的预选工艺研究。

1 矿石性质

梅山铁矿为大型地下铁矿，所产矿石属宁芜式玢岩型铁矿石，矿石中含铁矿物主要为磁铁矿、半假象赤铁矿、假象赤铁矿、菱铁矿、黄铁矿等，脉石矿物主要为碳酸盐矿物、绿泥石、高岭土、石英、方柱石、透辉石、石榴石等［1-3］。深部铁矿石主要化学成分分析结果见表1，铁物相分析结果见表2。

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由表1、表2可看出，矿石Fe品位为37.82%，属半自熔性矿石，需回收的矿物为磁铁矿、赤铁矿及菱铁矿。

2 现场工艺流程及生产指标

破碎至50～0 mm的矿石用直线筛湿式筛分为50～20、20～2、-2 mm等3个粒级，-2 mm粒级再经ϕ 5 m浓缩锥斗分为2～0.5 mm和-0.5 mm粒级，然后分别进行选矿［4-8］，生产流程见图1，结果见表3。

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由表3可看出，除-0.5 mm粒级外，其他各粒级分选尾矿的品位均较高，且50～20 mm粒级抛尾产率非常低，同时，生产实践中跳汰作业还存在耗水量大、生产指标不稳定、设备故障率高等问题。由此可见，现场工艺不适应矿石的预选。

3 试验结果与分析

3.1 试验方案设计与物料加工

由于现场20～2、2～0.5 mm粒级分选效果均不理想，50～20 mm粒级不具备预选抛尾条件，因此，先将50～20 mm粒级破碎至20～0 mm，然后再分成20～2、2～0.5、-0.5 mm粒级。探索试验表明，由50～0 mm粒级筛分出的20～2、2～0.5、-0.5 mm粒级和由50～20 mm粒级破碎再筛分出的对应粒级在可选性方面均非常接近，因现场设备处理能力和场地布置方面的原因，不同来源的同一粒级物料可能需分开选别，但试验时并不分开进行选矿工艺参数研究。

试验物料加工流程见图2。

3.2 条件试验

3.2.1 -0.5 mm粒级选矿试验

3.2.1.1 弱磁选磁场强度试验

-0.5 mm粒级弱磁选磁场强度试验采用1次选别流程，磁选设备为ϕ400×300型湿式电磁筒式磁选机，试验结果见表4。

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由表4可看出，随着弱磁选磁场强度的提高，精矿铁品位下降，铁回收率上升。综合考虑，确定弱磁选磁场强度为143 kA/m。

3.2.1.2 强磁选背景磁感应强度试验

强磁选背景磁感应强度试验给矿为确定条件下的弱磁选尾矿，试验设备为SLon-750型脉动高梯度磁选机，磁介质为4 mm棒介质，转环转速为2 r/min、脉动冲次为200次/min、冲洗水量为6 L/min，试验结果见表5。

由表5可看出，随着背景磁感应强度的提高，强磁选精矿铁品位下降，铁回收率上升。为保证强磁选精矿与弱磁选精矿合并铁品位与现场相当，因此确定强磁选背景磁感应强度为0.1 T，对应的-0.5 mm综合精矿铁品位为56.30%。

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3.2.2 2～0.5 mm粒级湿式预选试验

3.2.2.1 弱磁选磁场强度试验

2～0.5 mm粒级弱磁选磁场强度试验采用1次选别流程，磁选设备为ϕ400×300型湿式电磁筒式磁选机，试验结果见表6。

由表6可看出，随着弱磁选磁场强度的增大，弱磁选精矿铁品位下降，铁回收率上升。综合考虑，确定弱磁选磁场强度为143 kA/m。

3.2.2.2 强磁选背景磁感应强度试验

强磁选背景磁感应强度试验给矿为确定条件下的弱磁选尾矿，试验设备为SLon-500型脉动高梯度磁选机，磁介质为4 mm棒介质，转环转速为2 r/min、脉动冲次为200次/min、冲洗水量为6 L/min，试验结果见表7。

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由表7可看出，随着背景磁感应强度的升高，强磁选尾矿铁品位下降。综合考虑，确定强磁选磁场强度为0.7 T，对应的强磁选精矿铁品位为34.47%、铁回收率为70.97%。

3.2.3 20～2 mm粒级干式预选试验

3.2.3.1 中磁干选分离隔板间距试验

中磁干选分离隔板间距试验采用ϕ350 mm永磁筒式干式磁选机，筒体表面磁场强度为279 kA/m，皮速为1.57 m/s，1次选别试验结果见表8。

由表8可看出，随着分离隔板间距的增大，中磁干选精矿铁品位下降，铁回收率上升。综合考虑，确定中磁干选分离隔板间距为20 cm。

3.2.3.2 强磁干选分离隔板间距试验

中磁干选尾矿强磁干选设备为YCG-350型永磁辊式强磁干选机，辊面磁场强度为1 035 kA/m，皮速为1.57 m/s，分离隔板间距试验结果见表9。

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由表9可看出，随着分离隔板间距的增大，强磁干选精矿铁品位下降，铁回收率上升。综合考虑，确定强磁干选分离隔板间距为4242 cm。

3.3 预选全流程试验结果

根据上述试验确定的预选全流程见图3。

4 结论

（1）梅山铁矿石中含铁矿物主要为磁铁矿、半假象赤铁矿、假象赤铁矿、菱铁矿、黄铁矿等，脉石矿物主要为碳酸盐矿物、绿泥石、高岭土、石英、方柱石、透辉石、石榴石等。矿石铁品位为37.82%，属半自熔性矿石，有回收价值的矿物为磁铁矿、赤铁矿及菱铁矿。

（2）现场预选工艺效果不理想，表现在50～20、20～2、2～0.5 mm粒级预选尾矿铁品位均较高，且50～20 mm粒级抛尾量非常低，生产实践中跳汰作业还存在耗水量大、生产指标不稳定、设备故障率高等问题。

（3）将现场50～20 mm粒级再破碎至20～0 mm并相应分级后，对-0.5 mm粒级采用湿式筒式弱磁选+立环脉动高梯度强磁选，2～0.5 mm粒级采用筒式弱磁选+立环脉动高梯度粗粒强磁选，20～2 mm采用筒式中磁干选+辊式强磁干选，取得了铁品位为56.31%、铁回收率为3.65%的铁精矿，以及铁品位为40.81%、铁回收率为89.92%的预选精矿，预选尾矿铁品位16.75%、产率达11.59%，预选指标较好。