内蒙古某含铁围岩大块干选回收技术研究及工业化应用

闫国英 周 瑞 牟英杰 高春庆 王海亮

（1.包钢集团矿山研究院（有限责任公司）；2.中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司）

我国内蒙古地区的大型铁、稀土、铌等多金属共伴生矿床在多年的生产过程中，产生了大量的全铁品位较低的含铁围岩，其中蕴含铁资源量巨大［1-3］。随着矿山长期运行，铁资源储量越来越少，露天开采深度越来越深，采矿成本持续升高，而采出的含铁围岩大量堆存到排土场中，不仅浪费了大量铁资源，而且对环境造成污染。

随着国家对生态文件建设要求的不断提高，减少矿山固废排放量，提高矿产资源综合利用水平是矿山企业可持续发展的必然选择［4-5］。因此，对内蒙古某含铁围岩大块干选回收技术进行了研究，以提高铁资源综合利用率，贯彻落实矿山“生态优先，绿色发展”的理念［6-10］。

1 矿石性质分析

矿样化学成分分析和铁物相分析结果见表1和表2，原矿X射线衍射分析结果见图1。

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由表1、表2可知，该矿有价成分铁含量为11.29%，有害成分硫含量1.06%、磷含量0.84%；矿石中主要的工业铁矿物为磁铁矿，其次为碳酸铁、硅酸铁和赤、褐铁矿、硫化铁；矿石中ω（CaO+MgO）/ω（SiO2+Al2O3）=2.02，属碱性矿石。

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由图1可见，矿石主要由铁白云石、黑云母、萤石、石英、磁铁矿、阳起石等矿物组成。

2 选矿工艺试验研究

根据矿石性质并结合目前类似矿石选矿技术发展现状【3】，考虑到矿山现场自然环境、地理位置、未来易于实施等实际情况，该次预选试验拟进行大块干式磁选不同分隔板距离和不同圆筒线速度试验，并按照条件试验确定的较佳条件，进行干式磁选抛尾验证试验［11-13］。

2.1 原矿大块干式预选抛尾条件试验

将原矿破碎至-350 mm进行大块干式预选磁选工艺条件试验，试验设备为CTDGφ1 200 mm×1 000 mm干式磁选机，磁场强度为199.04 kA/m。

2.1.1不同分隔板距离试验

固定圆筒线速度为2.0 m/s进行不同分隔板距离试验，试验结果见表3。

注：分隔板距离为与分隔板平行的筒体中心线之间的距离。

由表3可知，当分隔板距离为1 100 mm时，可获得精矿产率26.23%、铁品位15.06%的干选精矿，该条件下磁性铁回收率为49.00%。

2.1.2不同圆筒线速度试验

固定分隔板距离为1 100 mm进行不同圆筒线速度试验，试验结果见表4。

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由表4可知，随着圆筒线速度的提高，尾矿抛废产率增加，尾矿中的TFe和mFe损失率均有升高；综合考虑，确定圆筒线速度为2.0 m/s。

2.2 预选验证试验研究

在试验确定的分隔板距离1 100 mm、磁场强度199.04 kA/m、圆筒线速度2.0 m/s的较佳预选试验条件下进行验证试验，试验结果见表5。

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由表5可知，在较佳的分选条件下，可获得精矿产率25.36%、铁品位15.23%的干选精矿，mFe品位7%以上，富集比2倍左右，磁性铁回收率为39.58%；与条件试验相比，试验重复性较强。

2.3 产品考查

对大块干式预选工艺选别的产品进行考查，结果见表6、表7。

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由表6、表7可知，经干选所得粗精矿中的全铁品位为15.17%，有害杂质S、P含量分别为0.77%和0.67%；由尾矿铁物相分析结果可以看出，损失在尾矿中的铁主要是碳酸铁，铁含量为4.05%，占总尾矿中铁的40.99%。

3 干选工艺工业化应用

在前期大量研究工作的基础上，2017年8月包钢该矿山启动了含铁有用岩60万t/a干选回收系统项目一期工程，主要建设内容拟在主矿岩石破碎胶带运输系统中建设大块干选回收系统，2条胶带机，2台大块干选设备以及配电、除尘等公辅设施。2018年10月，干选项目首次带料试车，经过全流程带料试车，测试了干选工艺流程、皮带运输机、干选设备及电气自动化联锁方案。

3.1 选矿工艺流程

选矿工艺流程是对采场主胶带机-350 mm含铁围岩进行一段大块干式磁选，得到铁粗精矿。采场废岩通过采场主胶带机运至1#给料皮带，经分矿漏斗分别给入2台φ1.5 m×2.7 m大块干选机，一段干选后得到铁粗精矿，铁粗精矿TFe品位≥15%，年产量约60万t，经2#粗精矿胶带机运至粗精矿堆场，尾矿经溜槽返回至排土场主胶带。

该干选系统与主矿胶运系统（包括破碎站、排岩场主胶带机、采场主胶带机）独立运行，当来料品位极低时该系统停止工作，主矿岩石胶运系统可照常运行。干选系统与主矿岩石胶运系统之间通过1#给料皮带机尾部可移动装置实现，当干选系统不工作时，1#给料皮带机尾部电动绞车放松，皮带机尾部可移动部分在重锤张紧装置作用下自动向前移动，挪出空间后，来自采场主胶带的物料可直接落入排岩场主胶带机，干选系统关闭。当干选系统需要运行时，1#给料皮带机尾部电动绞车收缩，皮带机尾部可移动部分在电动绞车的牵引下向后移动至与下料口吻合，干选系统开始工作，从而实现2套系统的切换。

3.2 工业试验生产指标

2018年10月该项目建成，开始带料连续1个月工业试验生产，工业生产指标见表8。

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由表8可知，干选粗精矿铁品位在13%～17%，平均铁品位在15%以上，磁性铁品位在7%以上，磁性率50%左右，干选系统设备运行正常，生产过程稳定可靠。

4 结 论

（1）内蒙古某含铁围岩中含有大量的有价铁资源，经对原矿进行-350 mm大块干式磁选预选工艺研究，可获得精矿产率25.36%、铁品位15%以上的干选精矿，磁性铁回收率为39.58%。

（2）含铁有用岩60万t/a干选回收产业化应用工程工业试验生产干选粗精矿铁品位在13%～17%，平均铁品位15%以上，干选系统生产稳定，设备运行正常。该研究成果的应用，一方面回收了矿体边界品位以外的低品位矿石，扩大了矿产资源基础储量，使矿山资源得以充分利用；另一方面通过干选设备使混入废石内的矿石得以回收，降低了矿石损失率，延长了矿山服务年限，实现了矿山可持续发展，综合效益显著，对其他类似矿山具有积极的示范意义和广阔的推广应用前景。