我国金属矿山选矿技术进展及发展方向探讨

文雪虎

（山东钢铁集团矿业有限公司，山东 济南 250000）

目前，我国是矿生产和消耗最大的国家。根据相关的数据统计，近年来对金属矿山的需求在不断的增加。2016年和2017年进口金属矿达到10.75亿吨，2019年进口金属矿达到10.69亿吨，2020年金属矿进口量高达11.7亿吨，由此可见我国对金属矿山的需求在不断的增长，在此背景下就需要科学的金属矿山选矿技术为金属矿山的供给做有力支撑。通过多年的研究和探索，我国科研工作者和选矿技术人员通过创新和探索促进了我国矿业的发展，尤其是选矿技术得到了良好的提升，有效的缓解了我国金属矿石的进口压力，为社会建设的金属需求提供了有效保障。

1 金属矿山的分布概况及特征

1.1 金属矿山分布情况

我国金属矿石多数形成于寒武纪早期，多是沉积变质型的矿床，区域较深，含有部分的碳酸盐砂岩和泥岩等杂质。目前我国的金属矿山主要分为岩浆晚期矿床、变质型硅质矿床、玢岩型矿床以及接触交叉型矿床。受到矿床的影响矿山以及矿产资源呈现散状分布，且多数属于贫矿和细矿，开采选矿的难度相对较大。基于此针对我国矿山分布的实际情况对选矿技术深入的研究，只有实现选矿技术的突破和创新，才能够助推我国金属冶炼和钢铁行业的发展。

1.2 金属矿地质资源特征

1.2.1分布较广

通过对我国金属矿地质结构的勘查得知，地质结构较为复杂，常有地质断层的情况出现，而金属矿产资源本身处在坡度较为明显的岩石层中，因而地质的断层会直接影响到金属矿产资源的形成发育。通过地质人员的详细勘察，结合地质断层的实际情况，明确了断层的走向，同时为金属矿产资源开采工作的开展提供了有效依据，也进一步提高了开采的效率。

1.2.2资源韧性大

在金属矿产资源行程中，底层结构也在不断的发生改变，剪切、挤压和断层的情况较为常见，受到地质结构本身特点的影响，较强韧性的变形区域逐渐形成。一般来说，金属矿的地质结构中会存在大量的岩浆，而岩浆的不断活动则会增加金属矿产资源的勘查和开采难度。金属矿中岩浆活动较为频繁的部位其矿产资源的形态结构也较为复杂，通过合理的选矿技术会促进开采效率的提升。因而开采人员在工作开展中应详细记录金属矿产资源的分布情况，通过精细表格的绘制为选矿和开采工作提供有效参考。

2 金属矿山选矿技术进展

2.1 焙烧、磁选单机、浮选工艺

焙烧、磁选单机以及浮选工艺是较为常见的选矿技术。随着社会经济的发展和科学技术的不断提升，提高了对矿产资源选矿的要求，上述常见的选矿技术存在的缺陷逐渐显现，其存在的根源性问题需要进一步的改进和优化。近年来我国加强了对选矿技术的研发力度，促进了工艺水平的提升，选矿技术也有了明显的进步，在现阶段迅速的发展起来。

2.2 Slom立环脉动高梯度磁选机

目前，Slom立环脉动高梯度磁选机在整体工艺中脱颖而出，在选矿过程中，通过Slom立环脉动高梯度磁选机选矿技术的运用实现了当前技术的大突破。并且随着Slom立环脉动高梯度磁选机选矿技术的广泛推广应用，在金属矿产资源选矿的过程中充分的发挥了分选的作用，其运行的稳定性较高，助推了我国金属矿山选矿工艺水平的提升。

2.3 脉动机构

驱动力来源于脉动机构，矿浆的驱动下形成脉动进而增强了分散性，因而脉动机构要借助驱动力。此外位于分选区内的矿粒在磁介质矿粒下能够捕获磁性矿粒，在不具备磁性的条件下顺利穿过到达尾矿。由此可见，通过反冲精矿能够有效的避免磁介质堵塞的问题，为矿浆脉动的形成起着良好的促进作用。

2.4 脉动分选

在金属矿产资源开采的过程中，灵活应用脉动分选不仅可以促使磁性精矿的质量得到根本保障，并且还能够增强精矿技术效果，实现精矿技术水平的提升。通过多种技术手段的结合，增强了设备的富集化，提升了适应能力，展现出良好的分选效果。近年来，随着金属矿山选矿技术的进展，加强了对其的深入研究和探讨，其技术也在不断的提高和创新，促使设备运行中的各项问题都得到了有效的解决，也为设备机电性能和选矿能力的提升提供了有效的保障，奠定了坚实的基础。

3 金属选矿工程案例分析

3.1 金属矿床概况

某矿位于某地两省交界处，属于铜矿资源区，该矿区矿层属于粒状晶体结构，具有3—7m的沉积厚度，该矿区内的矿层沉积厚度与地层厚度呈正比。矿区矿层顶板中含有大量的铜孔雀石，包含的资源类型多为黄铜矿、辉铜矿以及斑铜矿。

3.2 选矿工程设计

首先是试样的采集与加工。在矿区内完成试验矿物的采集，并在选矿技术要求和矿物特征的基础上对其进行加工和提前处理。完成试样的初步手选，对体积较大的晶体采用物理的方式进行破碎处理，在处理之后确保晶体的体积在2mm之内，将体积较大的杂质手工剔除。将筛选后的试样放入研磨器进行破碎处理，确保其满足试验的精度要求，并利用筛子进行过滤，之后进行湿筛。在此之后用稀盐酸溶液对物料进行浸泡，使用蒸馏水对其进行清洗，并进行烘干处理。烘干之后置于避光环境下备用。

其次是破碎筛分[1]。在本次的选矿设计中选择高压辊磨机作为破碎机，在实际运行的过程中辊子能够在重力的作用朝着不同的方向进行旋转，并通过内向压力，致使矿物物料受到挤压从而形成密实的饼状。因含水量存在一定的区别，物料饼的散密程度也不同，斑铜矿的铜质地相对细质，多是细粒形式，在高压辊磨机的作用下颗粒破碎的更为细致，能够有效的提升铜的富集比，在后期物料分选的过程中起着积极的作用。

再次是风—重—磁联合选矿。本矿区的气候条件较为干旱，因而为了有效的解决湿式分选成本较高的问题，可以选择风选处理，确保各方面的参数，在分选系统中放入粗矿样进行首次循环。在首次循环结束之后，之后循环的矿样为粗矿样、风力分级粗粒矿和磁选矿，保障循环的总质量相等，在多次循环之后达到循环的平衡[2]。

最后是反浮选降杂。在风—重—磁联合选矿工艺对其处理之后，其精矿品位仍未满足纯铜矿对精度的要求，因而需要对脉石矿物残留进行剔除，此时可以利用反浮选降杂工艺获取高品位的铜矿。

4 我国金属矿山选矿技术的发展方向

目前来说，我国在磁铁矿、赤铁矿中的金属选矿技术已经取得了良好的成效，其技术发展趋于成熟。但是对于其他类型的金属矿山的选矿技术来说还需要进一步的提升，当前我国金属矿山选矿技术的主要发展方向是以复合型矿石选矿技术、菱铁矿选矿技术以及预选矿技术的发展为主[3]。

4.1 复合型矿石选矿技术的发展

我国的金属矿石结构较为复杂，多数的矿石掺杂多种金属元素的化合物，由于复合型矿石的冶炼存在较大的难度，实际的可选性较弱，选矿技术也存在一定的难度。以弱磁性铁矿中褐铁矿和镜铁矿为例，通常采用常规的选矿技术进行矿石的筛选，但是如果褐铁矿的含量达到一定的程度，在矿石的利用和提纯中难度较大，因此在针对此类矿石进行处理时需要通过联合的工艺对其进行处理，以此来提升矿石的回收率。目前复合型矿石选矿技术具备了一定的研究成效，并应用在生产实践当中，实现了矿石利用效率的最大化。

4.2 菱铁矿选矿技术的发展

目前，我国菱铁矿资源较为丰富，其储存量高达18亿吨[4]。通过加强对菱铁矿选矿技术的重视能够有效的提升菱铁矿矿石的利用效率，促进我国钢铁行业金属供给的提升。菱铁矿的含铁量较低，且冶炼存在较大的难度，由此菱铁矿在加工和开采中存在的难度较大，另外菱铁矿中一般含有镁和锰等金属元素，仅通过物理的煅烧不仅难以得到预期的效果，还会存在较为严重的烧损现象。因此在菱铁矿选矿技术中往往会采用强磁性选法和重选法，图一为重选、强磁选技术。通过强筛和强磁性的联合进行精矿提纯，不仅降低了铁矿的杂质，并且通过联合选矿的方法在一定程度上提高了矿石的精矿品位，保证矿石品味能够达到50%以上[5]。与此同时通过联合选矿技术可以保障矿石中铁的利用率有所提升，保障了高质量铁精矿的产出，为我国金属冶炼和钢铁行业的原料供给提供了有效保障。

图1 对原矿进行选矿的流程图

4.3 预选矿技术的发展

预选矿技术的应用不仅很大程度上降低了选矿的成本，并且能够有效的提升入磨的品味，在低品位矿石的开发利用中起着非常关键的作用，也有效的延长了矿山的服务年限[6]。此外预选矿技术实现了矿产资源合理的开发和运用，在贫矿矿山开采中解决了矿山开采和环境保护的问题，满足了钢铁行业对矿石的需求，为钢铁行业的发展提供了有效保障。

5 总结

综上所述，矿山资源的开采影响了我国经济的发展，因而要加强对选矿技术的重视，强化研究力度，促进金属矿山选矿技术的创新和发展，以此来有效的提升金属资源的利用效率，确保我国在金属矿石的供给上能够有所改善，最大程度上满足我国钢铁行业对矿石的需求，保障我国的重工业能够健康可持续发展，同时为我国经济的稳定发展提供有效的保障。