梅山矿业细粒级预选系统工艺优化研究

2022-08-17盘英

现代矿业 2022年7期

盘英

（南京宝地梅山产城发展有限公司矿业分公司）

梅山铁矿位于扬子江下游的南京市西南郊区，雨花台区西善桥镇东侧的丘陵平原地带。梅山铁矿床位于宁芜火山断陷盆地［1］的北段，矿区地面标高13～30 m，距南京市中心13 km，是目前我国距大城市最近的一座大型地下铁矿山，距离梅山钢铁公司12.3 km，有准轨专用铁路相连。铁路另有宁芜铁路、沪宁铁路等。宁芜铁路和公路从矿区北侧通过，西侧有长江码头2座，交通运输十分便利［2］。

梅山铁矿矿石赋存于辉长闪长玢岩接触带中，为一巨型矽长岩型铁矿。矿物组成以磁铁矿、半假象赤铁矿、假象赤铁矿为主，其次是菱铁矿、黄铁矿及含钒铁矿；非金属矿物有石英、方解石、白云石、磷灰石及高岭土［3］。受地理位置限制，梅山铁矿尾矿库建设用地已无法审批，尾矿堆存压力巨大，现有尾矿库剩余库容仅300 万t，降低湿尾量成为梅山铁矿生存面临的主要问题［4］。

1 梅山铁矿重选工艺

梅山矿业重选作业的目的是对中碎作业区破碎产品-50 mm 矿石进行预先抛尾选别，主要通过直线筛、干式磁选机、美国强力磁选机、湿式弱磁机、湿式中磁机、外筒式磁选机（ZCLa）、立环脉动高梯度强磁机等，恢复原矿地质品位［5］。重选作业区现行的工艺流程通过筛洗洗矿、分级，分为4 个粒级采用不同工艺分别选别，同时承担重选环水、高位水池供水及重选湿尾矿的浓缩。

1.1 重选工艺流程

重选筛分工艺流程见图1。

1.2 重选0.5～0 mm系统选别工艺

重选0.5～0 mm 系统采用浓缩—弱磁—隔渣—强磁工艺（图2），主要处理原矿矿泥，回收部分铁精矿，提高铁资源回收率，减少湿尾量。在梅山尾矿库库存容量紧张的前提下，0.5～0 mm 系统的回收效果对梅山选矿系统的影响愈发重要。随着铁矿地质品位逐年下降以及原矿含泥量逐渐增加，重选0.5～0 mm 系统的选别工艺和能力优化，成为系统研究的首要问题。

2 重选0.5～0 mm系统研究与分析

重选分厂所有作业区生产过程中产生的矿泥均进入φ38 m 和φ45 m 浓密机浓缩处理，在重选作业区白班、夜班连续运行的情况下，对重选0.5～0 mm 浓缩选别系统所有产品进行取样，考查系统整体浓缩和选别指标，为后续优化生产组织、提高金属回收率、增加精矿产量和全流程降低湿尾量提供可靠依据。

2.1 粒度与浓度

0.5～0 mm 系统各产品200 g 粒度水析及浓度结果见表1、表2。

由表1 可知，φ45 m 浓密机给矿-74 μm 含量85%，底流-74 μm 含量72.5%，精矿-74 μm 含量60%，尾矿-74 μm 含量80%，表明经过浓缩，大井底流粒度粗于大井给矿，存在溢流跑浑现象；0.5～0 mm 精矿粒度粗于底流，尾矿粒度细于底流；浓缩大井溢流粒度最细，-74 μm 含量100%；重选湿尾总样-74 μm 含量77.5%，比0.5～0 mm 尾矿粗，说明2～0.5 mm 尾矿螺旋溢流还有部分粗颗粒进入重选总湿尾。

由表2 可知，φ45 m 浓密机给矿浓度5.94%，经浓缩后底流浓度达19.80%，φ45 m浓密机溢流目测存在跑浑现象，实测矿浆浓度2.05%，φ38 m浓密机溢流目测为清水，并无跑浑现象，取样实测矿浆浓度为零，浓缩底流进入选别系统，弱磁选精矿浓度46.93%，弱磁选尾矿浓度15.91%，弱磁尾矿经强磁选得到强磁精矿浓度9.32%，强磁尾矿浓度9.39%，弱磁精矿和强磁精矿混合浓度12.63%，所有重选湿尾经φ50 m 浓密机浓缩后底流浓度达18.03%。

2.2 化学分析

0.5 ～0 mm 系统各产品多元素及铁物相分析结果见表3、表4。

2.3 总体指标分析

0.5 ～0 mm 系统的精矿量由矿浆浓度、比重和矿浆量计算得出，其中精矿泵的额定扬量按220 m3/h，输送频率35.4 Hz 进行折算，倒推后面各工序的干矿量和矿浆量，数质量流程见图3，浓缩和选别指标见表5。

（1）浓缩指标。由表5 可知，φ45 m 浓密机给矿TFe 品位22.05%、S 品位1.25%、SiO2品位26.90%、磁性铁品位8.10%，经浓缩后得到的底流产率65.26%，铁回收率79.67%，底流中铁、硫、磁性铁品位升高，SiO2品位降低；φ45 m浓密机溢流产率34.74%、TFe品位12.90%、S 品位0.96%、SiO2品位35.70%、磁性铁品位0.95%；溢流跑浑，底流富集，铁金属量流失20.33%，同时微细泥带走少量硅，SiO2品位降低了2.67 个百分点；φ45 m 浓密机溢流经常处于跑浑状态，跑浑干量产率达34.74%，铁物相中以赤铁矿和菱铁矿为主，磁性铁品位只有0.95%，主要原因是目前给入矿浆量大，达到1 300 m3/h，矿泥含量高，粒度细，-74 μm含量85%，沉降难。

（2）弱磁—强磁选别。φ38 m 和φ45 m 浓密机底流进入弱磁— 强磁磁选，得到的弱磁精矿产率15.59%、TFe 品位62.01%、S 品位0.34%、SiO2品位3.50%、磁性铁品位52.23%，属于高品位铁精矿；弱磁尾矿铁品位降低到15.91%，磁性铁品位降低到0.36%；弱磁尾矿再经强磁选，强磁尾矿铁品位降低到9.83%，磁性铁品位降低到0.08%；得到的综合精矿产率28.21%、TFe 品位49.36%、S 品位0.73%、SiO2品位7.71%、磁性铁品位32.18%、铁回收率63.15%。经过测算，0.5～0 mm 系统铁精矿生产能力为22.46 t/h，说明该系统弱磁—强磁工艺处理原矿矿泥回收效果显著，同时重选总湿尾铁品位降到12.55%，0.5～0 mm系统选别起到了重要作用。

（3）精矿指标。0.5～0 mm 精矿铁品位49.36%，S品位0.73%、SiO2品位7.71%，主要是激磁电流调到最高，由强磁精矿铁品位偏低引起。如果降低强磁激磁电流，控制强磁精矿铁品位为30%～36%，与降磷强磁扫选精矿品位相当，使0.5～0 mm 精矿铁品位达52% 左右，则硫品位降低到0.60% 左右、SiO2品位降低到6.0% 左右。0.5～0 mm 精矿铁品位49.36% 与0.5～0 mm 精矿品位达到57% 以上相比，可减少重选湿尾186.5 t/d；预计强磁精矿铁品位为30%～36%，0.5～0 mm 精矿铁品位在52% 左右，可减少湿尾160～180 t/d。