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我国铁矿石磁力粗粒预选抛废工艺研究与实践

2024-01-31罗主平

现代矿业 2023年12期
关键词:辊压闭路磁力

罗主平 杨 璐 杨 婷

(中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司)

矿产资源是人类赖以生存和国民经济发展的物质基础,其不可再生性和赋存的不均衡性,导致我国可直接利用的矿石资源、甚至高品位易选矿石资源越来越少,科学处理贫、杂、细、薄、小、散矿石资源成为我国矿业界无法回避的现实问题。

众所周知,处理低品位矿石,要获得相同质和量的精矿产品,传统工艺不仅生产规模大、流程长、成本高,而且流程的前后段设备及其配套系统的规模差异大、全流程设备和基建投资大;对于有浮选作业的矿山来说,还存在药剂对环境的污染问题;此外,大量细粒尾矿的处理与处置不仅费用高,而且占用土地,还会对库区下游居民、工矿企业、农田、基础设施等构成安全威胁。因此,尽可能在选矿生产流程的前端采取高效、节能措施,提高高耗能、耗材作业段所处理矿石的品位非常重要。

选矿厂来料品位低,无外乎矿石资源的特点因素或使用大型机械化采装设备导致的围岩和夹石混入因素。对于铁矿石选矿厂来说,对冲这些因素首选磁选工艺技术,因为其具有显著的效率高、成本低、投资省、工艺简洁等特点,仅偶见关于采用重选或智能分选技术的报道[1-2]。

具体来说,对于铁矿山的围岩和夹石混入因素,最简单、高效、低成本、轻污染、生产管理方便的处理方法是对常规破碎产品进行磁力干式预选抛废;至于铁矿石的自然因素,随着高效破碎特别是高效粉碎技术与设备的进步,以及粗粒预选抛废技术与设备的进步,深度破碎过程中解离出的较粗粒脉石矿物,可采用磁力粗粒预选抛废技术加以高效剔除。

本文将着重介绍我国磁力粗粒预选抛废工艺技术在铁矿山的应用研究与生产实践情况,文中所称的磁力粗粒预选抛废技术,是指以磁力为核心分选力,对标称粒度上限不小于3 mm 的矿物进行铁矿物预富集,废石则不再以提取特定矿物成分而进行磨选的高效、节能技术。

1 强磁性铁矿石的磁力粗粒预选抛废

铁矿石的磁力粗粒预选抛废技术与设备,最早应用、也是最成熟的当属强磁性铁矿石的磁力粗粒预选抛废技术与设备。磁滑轮粗粒预选抛废技术应用历史超过50 a,是最早得到广泛应用的磁力粗粒预选抛废技术。随着磁滑轮研发、生产厂家几十年的不断改进与完善,该技术至今仍有强大的生命力,仍是大块强磁性铁矿石预选抛废的不二选择。

随着矿石资源的变化、矿山生产要求的提高、新型磁性材料的持续推出、机械加工能力的增强、新材料和计算机等众多相关技术的进步以及设计理念的不断创新与突破,磁力粗粒预选抛废技术得到了长足的发展,催生出各种新型、高效磁力粗粒预选抛废设备,如粉矿干选机、悬浮式干选机、粗粒湿式筒式磁选机,以及吸出-吸住式干选机、板式磁选机、细粒智能分选机等,极大地推动了我国强磁性铁矿石磁力粗粒预选抛废实践的发展,在大量盘活低贫磁铁矿石资源的同时,还发挥了极重要的节能减排、降本增效、减少细粒尾砂产生等作用。

1.1 常规破碎多阶段产品的组合预选抛废

二三十年前,我国不少铁矿山,特别是井下开采矿山,在粗放式生产方式下,矿石贫化现象普遍较严重,大量围岩和夹石的混杂严重影响选矿厂的来料品位。为了恢复地质品位,粗碎产品磁滑轮干抛工艺很常见。

随着精细化生产方式的推行,以及科技手段的进步,矿山三维建模仿真技术、精确爆破技术、精细铲装技术的落实,使矿石贫化现象得到有效抑制,因而,粗碎产品磁力干式预选抛废工艺研究与实践已鲜见报道,偶见从中碎产品开始进行磁力粗粒预选抛废的报道,对细碎产品进行磁力粗粒预选抛废则较多见。

某高海拔(4 200~4 547m)地下磁铁矿山,年均气温3.3 ℃,冬季漫长、寒冷,自然环境恶劣,缺水且供电不足,不具备建设选矿厂的条件。在距矿山约150 km处建有处理能力6 000 t/d的湿磨湿选选矿厂,矿石远距离运输成本高达57 元/t,导致企业盈利困难。为解决该问题,王志荣[3]介绍,对铁品位29.98%、磁性铁占总铁91.71%、硫磷含量很低的矿石,2015 年在矿山坑口附近建成了磁力粗粒干式预选抛废系统,即用磁滑轮对三段一闭路破碎系统的筛上块矿进行干式预选抛废、用永磁磁板干选机对最终碎矿产品(12~0 mm)进行粉矿干式预选抛废,总抛废产率37.88%、铁品位5.80%,铁品位45.30%的产品汽运至选矿厂。磁力粗粒干式预选抛废系统的建设,显著提高了选矿厂入料品位,2016 年减少后续磨选矿量40.45万t,就近抛出的粗粒废石用于地下采空区回填,与改造前相比,可显著节约回填材料加工费、运费、后续磨选处理成本,经济效益显著。

河北某磁铁矿石铁品位38.54%,在国内属较高品位磁铁矿石,磁铁矿形式的铁占总铁的85.11%,赤褐铁矿形式的铁占总铁的5.14%。矿石主要为块状构造和浸染状构造,磁铁矿的结晶粒度较粗;矿石中的主要脉石矿物为石英、黑云母为主的云母类矿物、角闪石类硅酸盐矿物。大量云母类矿物的存在和磁铁矿的结晶粒度特征,为破碎时较好地解离出脉石矿物创造了条件。田一安等[4]介绍,在进行矿石的高效开发利用工艺研究时,对中细碎产品进行了磁力预选抛废试验,力求使选矿工艺发挥能抛早抛、降本增效优势,其中中碎产品(50~0 mm)预选抛废采用永磁干式磁选机、细碎产品(12~0 mm)预选抛废采用湿式筒式磁选机,前者抛废产率14.62%、铁品位10.75%、磁性铁品位2.05%、铁损失率4.08%、磁性铁损失率0.91%,后者抛废产率17.84%、铁品位11.79%、磁性铁品位2.75%、铁损失率5.46%、磁性铁损失率1.48%,入磨物料铁品位51.48%、磁性铁品位47.71%。铁品位近40%的矿石,中、细碎阶段的2 次预选,总抛废产率超过30%,且磁性铁损失率仅2.39%,充分体现了该抛废工艺的先进性。

从这些研究与生产实践看,相关科技工作者应突破粗粒预选抛废经典工艺的思维束缚,踏实、认真开展早抛工艺研究,充分发挥早抛工艺投资省、改造易、管理方便、运行成本低等优势,使预选抛废工艺更科学、合理、高效。特别是对较高品位磁铁矿石的预选抛废,应摒弃抛废产率低的刻板印象,重视矿石性质分析,善于发现矿石易解离、易抛废的性质特点,进行科学、准确预判,并制定合理的原则工艺流程,为试验研究定好方向。

1.2 单一常规细碎产品的预选抛废

在高压辊磨技术成熟之前,在没有大量废石、围岩混入矿石的情况下,对碎矿最终产品进行磁力预选抛废,毫无疑问效率最高;在缺乏前端预选抛废的情况下,理论上此段预选抛废可以弥补这方面的不足。因此,对任何矿山来说做好细碎产品的预选抛废非常重要。

1.2.1 干式预选抛废

细碎产品的磁力干式预选抛废,虽然会受到较多粉矿的影响,抛废效率略有欠缺,并且在矿石不够干燥时,一些细粉状强磁性铁矿物往往会因黏附在相对大块废石上而流失,但细碎产品磁力预选的较高抛废率、低运行成本、极简工艺配套,决定了其强大的生命力,尤其在我国北方地区更是如此。

石人沟铁矿矿石矿物成分较简单,主要有用矿物为磁铁矿,假象赤铁矿、褐铁矿很少;脉石矿物主要为石英,绿泥石等少量。矿石铁品位20.45%,SiO2含量约51%,有害成分硫磷含量低,磁性铁占总铁的约88%,赤(褐)铁仅占约3%。为提高磨矿效率、改善磨选给料品质、降低磨选成本,达到节能降耗增效、减少细粒尾矿产生与处理处置量的效果,李燕芬等[5]介绍了粒度为10~0 mm的碎矿最终产品磁滑轮干式预选抛废试验的情况,抛废产率34.51%、铁品位4.80%、磁性铁品位0.30%,入磨物料铁品位28.70%、磁性铁回收率99.42%,取得了显著的抛废效果。

强磁性铁矿石细碎产品的磁力干式预选抛废,磁滑轮是最简单、实用的抛废设备,但新型粉矿干选机、悬浮式干选机等一些新型或改进型磁力干式粉矿分选设备,在生产实践中表现出了各自突出的优越性。因此,选择与矿石性质相适应的磁力粉矿干选设备很重要。

1.2.2 湿式预选抛废

基于细碎产品预选抛废的重要性,长期以来,强磁性铁矿石细碎产品的磁力预选抛废,一直有解决流程复杂性、精度、成本、稳定性、管理与维检等问题的需求。近些年,随着诸如重磁拉选矿机、新型外磁式磁选机等设备的面世,有力地推动了强磁性铁矿石细碎产品磁力湿式预选抛废工艺的进步与应用。

安徽龙桥矿业公司选矿厂处理的是含铜硫磁铁矿石(铁品位37.15%、铜品位0.10%、硫品位2.74%),为了实现稳产高产、提质增效减排目标,杨会兵等[6]介绍了公司开展磁力粗粒预选抛废工艺的研究与生产实践情况。基于矿石中铁铜硫矿物间一定程度的共生特性,铜硫矿物在破碎产品的细粒级相对富集的特征,以及破碎作业的解离作用,对细碎产品(12~0 mm,12~5、12~2 mm 粒级产率分别50.80%和63.98%)进行了重磁拉选矿机湿式预选抛废试验,并完成了现场工艺流程改造:细碎产品重磁拉选矿机湿式预选抛废—筛分(筛孔宽2 mm)—粗精矿中的筛上闭路磨矿(球磨机排矿与粗精矿中的筛下合并旋流器分级)—磁选—废石中的筛下与磁选尾矿合并浮选,12~2 mm 废石作为建材石料出售。生产中,一段磨矿量减少超过20%,入磨物料铁品位提高超过8 个百分点,选矿厂电力单耗和钢耗均下降超过20%;建材石料产率6.68%(年创效2 000 万元以上),铁铜硫品位与磨选尾矿相当,较好地实现了改造目标。李尧等[7]则介绍了采用外磁式磁选机对龙桥矿业公司碎矿产品(粒度12~0 mm、铁品位36.43%)进行粗粒湿式预选抛废的情况,抛废产率18.63、铁品位9.43%、磁性铁品位0.43%、铜品位0.10%、铁损失率4.82%,入磨物料铁品位42.61%,也取得了不错的抛废效果。

与细碎产品磁力粉矿干选工艺相比,磁力湿式预选抛废工艺具有抛废效率和精度更高、无粉尘污染等特点;作为进入磨矿前的最后一道作业,工艺配置也较简单,且非常有利于从抛废中分离出不同规格的废石作为建筑砂石出售。因此,该工艺在磁力粗粒湿式预选抛废设备成熟后得到了迅速的推广应用。

这些研究与生产实践表明,根据科学的磁力预选抛废试验,确定合理的抛废工艺和抛废设备至关重要。在合理工艺技术与设备工作参数情况下,可以显著提高后续磨选给料品质。

1.3 常规破碎产品与高压辊磨机闭路辊压产品的组合预选抛废

对于我国强磁性铁矿石资源来说,磨选给料品位低的问题,已经越来越难以单纯借助常规破碎阶段的预选抛废工艺加以解决。高压辊磨技术的巨大进步,在实现低能耗、高效率粉碎矿石的同时,促进了有用矿物与脉石矿物的高效解离,并最终为磁力粗粒高效预选抛废创造了条件,是提高磨选给料品位、减少后续磨选负荷的关键技术。

1.3.1 全干式预选抛废

干式预选抛废工艺的突出特点是,工艺流程较简单,生产组织更方便,且不受水资源和高寒气候条件的制约,因此,在特定区域表现出较强大的生命力。

为实现贫磁铁矿石的高效、低成本开发利用,减少细粒尾矿产生量、延长尾矿库的服务年限,张子斌等[8]介绍了歪头山铁矿进行细碎产品永磁干式筒式磁选机预选抛废—高压辊磨机闭路辊压(筛孔宽3 mm)—细粒智能分选机干选抛废工艺研究的情况。现场细碎产品(20~0 mm,铁品位27.84%、磁性铁品位23.11%)抛废产率超过22%、闭路辊压产品作业抛废产率超过25%,总抛废产率42.43%、铁品位8.62%、磁性铁品位0.71%、铁损失率13.13%、磁性铁损失率1.30%,入磨物料铁品位42.01%、磁性铁品位39.62%。杨少燕等[9]则介绍了歪头山铁矿在解决排土场超高问题时,将磁滑轮从排土场回收的超贫磁铁矿石掺入采场矿石,由此带来精矿产量低、生产成本高、尾矿库缩容加速等一系列问题。为此开展了碎至20~0 mm 混合矿磁力粗粒干式预选抛废—高压辊磨机闭路辊压(筛孔宽3 mm)—磁力粉矿干式预选抛废—粗粒废石分级工艺研究,并根据试验结果进行了现场改造,对铁品位约22%、磁性铁品位约13.5%的矿石,辊前抛废产率约21%、铁品位约6.7%、磁性铁品位约0.5%、磁性铁损失率约0.8%,辊后抛废产率约20.5%、铁品位约6.8%、磁性铁品位约0.6%、磁性铁损失率约0.8%,总抛废产率约42%;进入后续磨选的物料铁品位约32.5%、磁性铁品位约22.5%、磁性铁回收率超过98%;同时获得粒度20~10、10~5、5~0 mm 的3 种建筑砂石骨料,排土场和尾矿库排放量减少显著,改造获得了理想的脱困效果。

歪头山贫磁铁矿石的2 次磁力粗粒干式预选抛废试验与生产实践表明,2 次磁力粗粒干式预选可以显著减轻入磨负荷、提高入磨品位,并大幅度减少细粒尾矿产生、处理与处置量,既可以解决排土场超高问题,还提高了资源的利用率,具有较好的经济效益和环境效益。

1.3.2 破碎产品干式+辊压产品湿式预选抛废

众所周知,与干式分选相比,湿式分选具有效率高、精度高、环境友好等优点;就高压辊磨机闭路辊压产品的粗粒预选抛废来说,湿式分选工艺还有助于提高闭路筛分效率、控制筛分粉尘污染、有助于后续从抛出的粗粒废石中回收更高品质的建筑砂石等优点。这些优点在较细粒物料的处理时表现得尤为突出,因此,高压辊磨机闭路辊压普遍采用湿筛工艺,然后进行湿选。

马钢矿业公司张庄磁铁矿石铁品位27.51%、磁性铁占总铁的71.36%、硅酸铁占总铁的19.50%、赤褐铁占总铁的6.03%。矿石加工流程充分体现了能抛早抛、节能减排理念,即在三段一闭路破碎+高压辊磨机闭路辊压流程中融入了3 次磁力粗粒预选抛废作业,分别对预先检查筛分的筛上(75~30 mm)、细碎最终产品(30~0 mm)、闭路辊压产品(3.15~0 mm)进行预选抛废。齐美超等[10]介绍,现场干式预选块废石产率13.56%、碎石产率16.32%,湿式预选粗粒废石产率17.15%,总抛废产率47.03%、铁品位13.05%、磁性铁品位1.12%、铁损失率22.31%、磁性铁损失率2.68%,磨选给料铁品位40.35%,实现了能抛早抛多抛的目标。

湖南某片麻状斜长石型与块状石英型极贫磁铁矿石铁品位不到16%、磁性铁品位约10%、SiO2含量超过52%。矿石中的金属矿物主要为磁铁矿,赤(褐)铁矿少量;脉石矿物主要为石英,长石、石榴石等少量。马明等[11]介绍了企业为扭转亏损局面,开展碎矿产品(30~0 mm)粉矿干选机中磁场粗粒预选抛废—高压辊磨机闭路辊压(筛孔宽5 mm)—粗粒湿式磁选机预选抛废试验的情况,总抛废产率约60%、铁品位低于8%、磁性铁品位低于1%、磁性铁损失率低于5%,进入后续磨选的物料铁品位接近28%、磁性铁品位接近24%,取得了良好的粗粒预选抛废效果。

哈萨克斯坦某贫磁铁矿石中以磁铁矿形式存在的铁占总铁的73.64%,赤褐铁、碳酸铁和硅酸铁占比相当;杂质成分主要是SiO2、CaO 和MgO,含量分别为37.04%、15.57%、11.92%,有害成分硫磷含量极低。耿希华[12]介绍了为盘活该资源,进行的细碎产品(30~0 mm、铁品位19.91%)永磁中磁场干式磁选机预选抛废—高压辊磨机闭路辊压(筛孔宽3 mm)—弱磁筒式磁选机湿式预选抛废试验的情况。确定条件下的干式预选抛废产率12.07%、铁品位8.58%、铁损失率5.23%,湿式预选抛废产率36.95%、铁品位5.82%、铁损失率10.86%,总抛废产率49.02%、铁品位6.54%、铁损失率16.09%,入磨物料铁品位32.59%、磁性铁回收率96.41%,有望实现该铁矿资源的低成本开发。

这些研究与生产实践表明,铁品位15%~28%的贫磁铁矿石,采用细碎产品磁力干式预选抛废—高压辊磨机闭路辊压产品磁力湿式预选抛废,可以显著减少入磨矿量、提高入磨品位,为后续磨选提供优质原料,并减少高成本、高风险的尾矿库堆存量。齐美超等[10]介绍的情况还表明,预选抛废应能早尽早;若马明、耿希华等[11-12]介绍的更低品位的矿石可以在中碎后高效抛废,则可以明显减轻细碎及预先检查筛分负荷,甚至一定程度上减轻高压辊磨机闭路辊压及其配套预选抛废系统负荷。

1.4 磨机排矿中粗粒的预选抛废

我国磁力粗粒预选抛废技术的应用,目前的主要对象是各段常规破碎产品和高压辊磨机破碎产品。随着生态、绿色、文明矿山发展思想认识的提高,精细化生产、管理方式的推进,节能减排、能抛早抛理念的深入贯彻,少产细尾、努力将粗尾打造成建筑砂石的现实经济价值的吸引,开始有矿山把磁力粗粒预选抛废目标瞄向了(半)自磨机、球磨机闭路循环的中间产品。

中关铁矿为接触交代矽卡岩型铁矿,矿石以原生磁铁矿石为主,局部可见氧化矿石。选矿厂采用自磨机排矿筛分(筛孔宽3 mm)、筛下产品筒式磁选机弱磁选后进入旋流器-球磨机组成的闭路磨矿分级系统、筛上直接进入球磨机磨矿、旋流器溢流弱磁选流程。为了挖掘生产潜力、减少进入球磨机的25~3 mm 量和细粒尾矿产生量、实现降本增效的目标,张庆博等[13]介绍了筛上产品(铁品位40.95%、磁性铁品位35.35%)干式磁选机预选抛废试验的情况,确定条件下的抛废作业产率8.65%、铁品位4.46%、磁性铁品位0.79%,与磨选尾矿品位相当。可见,增设该磁力干式预选抛废系统,确有减负荷、降平均粒度、提磨选品位等效果。祝彪[14]则介绍了某矿石性质类似的矿山,为了减轻后续球磨系统负荷,产出部分建筑砂石骨料,改善后续磨选给料品质,减少细粒尾矿产生量,降低选矿生产成本,基于铁矿物在自磨机排矿(铁品位42.23%)中细粒级明显富集的特点(+10 mm粒级产率3.07%、铁品位35.20%,10~5 mm 粒级产率7.08%、铁品位38.21%,5~0 mm 粒级产率89.85%、铁品位42.79%),对自磨机排矿分粒级进行了磁力粗粒预选抛废试验。+10 mm粒级磁力粗粒干式预选抛废作业产率42.26%、铁品位6.14%,10~5 mm 粒级磁力粗粒干式预选抛废作业产率34.55%、铁品位4.30%,5~0 mm 粒级磁力粗粒湿式预选抛废作业产率18.86%、铁品位6.73%,预选抛废总流程产率超过20%。可见,实施该改造将产生显著的目标效果。

首钢大石河铁矿选矿厂一段闭路磨矿系统由直线振动筛(筛孔宽2 mm)与球磨机组成闭路,筛上产品(即返砂)+5、5~2 mm 粒级产率分别为15.36%和83.74%,铁品位20.96%(低于筛下产品2.47 个百分点)、磁性铁品位15.75%,其中有大量已单体解离且相对难磨的脉石矿物,返回再磨会浪费球磨机的磨矿能力、增加磨矿能耗、产生大量的细粒尾矿并增加后续处理与处置负荷和成本。张开路等[15]介绍了采用板式磁选机进行干式预选抛废试验的情况:静态下抛废作业产率31.64%、铁品位5.87%、磁性铁品位0.73%;待返回物料铁品位27.95%、磁性铁品位22.70%。根据生产实践,并依据试验结果建立的动态平衡状态下的数学模型,预测在有预选抛废作业、返砂比按50.62%计的抛废流程产率14.02%,可显著提高一段弱磁选给矿品位,改善后续分选条件,具有显著的节能降耗、降本增效、减少细粒尾矿产出量的效果,所产出的废石还可作为优质建筑砂石出售,增加企业的经济效益。

从自磨、球磨系统中间产品中分离出的这些粒级属于传统的易分选粗粒级,且没有微细粒矿物在块矿上的黏附,因此,在科学论证分选粒度、磁力干式预选抛废设备、工艺技术与设备参数的情况下,可以有效抛出合格废石,实现能抛早抛、节能减排、降本增效目标。

1.5 高压辊磨机闭路辊压产品的预选抛废

高压辊磨机闭路辊压破碎与常规粗、中、细碎相比,不仅破碎比大、破碎效率高、破碎能力大、破碎成本低,而且具有选择性破碎的特点,是当前备受推崇的破碎设备。马钢南山矿业公司凹山选矿厂为了实现高村采场极贫磁铁矿石的高效、低成本、少细尾开发利用,在国内首次引进高压辊磨机进行矿石破碎,并与设计研究单位联合开发了高压辊磨机闭路辊压—磁力粗粒预选抛废技术。该项目的成功,极大地推动了我国高压辊磨机闭路辊压产品磁力预选抛废工艺技术的发展[16],已成为低贫铁矿石资源高效开发利用的首选技术。

1.5.1 干式预选抛废

与细碎产品的干式预选抛废类似,高压辊磨机闭路辊压产品的预选抛废不仅同样会受到大量粉矿的干扰,影响抛废效率;在矿石含水量略高时,会有更多细粉状强磁性铁矿物因黏附在相对较大颗粒废石上而流失;而且,受高压辊压影响,高压辊磨机闭路辊压产品中,大小颗粒分散存在一定的难度,有些矿石的辊压产品的颗粒分散甚至需要设置打散作业。但高压辊磨机闭路辊压产品的磁力干式预选抛废运行成本低、工艺配套较简单、不受严寒和缺水影响,因而对少泥、含水量低的原生矿石,特别是地处严寒、缺水地区的此类矿石,该工艺仍有一定的价值。

鞍山某难选极贫磁铁矿石中的主要金属矿物为磁铁矿,赤铁矿和褐铁矿少量;脉石矿物主要为石英,长石、云母、碳酸盐矿物等少量。矿石铁品位15.85%、SiO2含量55.66%,磁性铁占总铁的86.23%、赤褐铁占总铁的9.65%。为解决如此低品位磁铁矿石的加工成本和细粒尾矿产生、处理与处置量问题,李博琦等[17]介绍了细碎产品(d95=12 mm)高压辊磨机闭路辊压(筛孔宽3 mm)—粉矿干选机磁力预选抛废试验的情况,抛废产率35.63%、铁品位8.10%、铁损失率18.21%,进入后续磨选系统的物料铁品位20.14%,试验取得了相当不错的抛废提质效果。

秉新铁矿选矿厂所处理的极贫磁铁矿石中的铁矿物主要为磁铁矿和磁赤铁矿,赤(褐)铁矿等很少;磁铁矿粒度粗细悬殊(大于0.074 mm 占89.97%),主要呈不规则状分布,有的呈致密状、星散状杂乱分布,磁铁矿集合体常包裹细粒脉石矿物,总体较难解离。为了论证高压辊磨机闭路辊压产品(筛孔宽3 mm)—粉矿干选机预选抛废的效果,胡国光等[18]介绍了对铁品位18.50%、磁性铁品位15.69%的闭路辊压产品(3~1、1~0.074 mm 粒级产率分别为35.55%和46.13%)进行磁力粗粒干式预选的情况,抛废产率38.02%、铁品位3.68%、磁性铁品位0.33%、磁性铁损失率0.81%,进入后续磨选的物料铁品位27.88%,也取得了不错的预选抛废效果。

从高压辊磨机闭路辊压产品开展磁力干式预选抛废研究的资源所在地域看,均位于我国北方寒冷、少雨地区,鲜见南方多雨水地区的强磁性铁矿石资源采用该工艺并取得成功的报道,因此,一般认为该工艺存在一定的地域性。

1.5.2 湿式预选抛废

1.2 节介绍过,与强磁性铁矿石细碎产品的磁力干式预选抛废相比,强磁性铁矿石细碎产品的磁力湿式预选抛废具有抛废效率和精度更高、无粉尘污染、有利于从抛废中分离出建筑用砂等特点。与此类似,强磁性铁矿石高压辊磨机闭路辊压产品的磁力湿式预选与干式预选相比,也具有相似的特点。与细碎产品的磁力预选抛废有所差异的是,闭路辊压产品的磁力湿式预选抛废设备相当成熟,且厂家众多、各具特色;此外,高压辊磨机闭路辊压系统的筛分也相应可以采用效率更高的湿式筛分工艺,这会显著提高全系统的稳定性、可靠性和生产能力。因此,高压辊磨机闭路辊压产品的磁力湿式预选抛废工艺应用十分广泛。

太钢袁家村铁矿采用包含自磨和浮选作业的选矿工艺处理过渡期的混合型铁矿石;过渡期结束后的闪石型和石英型原生磁铁矿石的处理,仅是在自磨+球磨连续磨矿后增设了弱磁选系统,选矿厂连续磨矿的能耗高问题突出。矿石中的磁铁矿聚集呈浸染条带状,嵌布在以石英和铁闪石为主的脉石矿物中,条带宽一般0.1~1.5 mm。针对这种矿石,李贤等[19]介绍了开展常规破碎+高压辊磨机闭路辊压—磁力粗粒湿式预选试验的情况。铁品位30.14%、粒度3~0 mm 的辊压产品的抛废产率22.57%、铁品位10.87%、铁损失率8.14%,粗精矿品位35.75%;铁品位30.00%、粒度5~0 mm 的辊压产品的抛废产率20.72%、铁品位11.24%、铁损失率7.76%,粗精矿品位34.90%。可见,用常规破碎+高压辊磨机闭路辊压工艺取代粗碎—自磨—球磨工艺,可使入磨物料铁品位提高约5 个百分点,粒度显著下降,入磨物料量以及细粒尾矿产生、处理与处置量减少约20%。

鞍千铁矿石属低品位磁铁矿石,铁品位29.25%,Si02含量47.07%,有害成分硫磷含量非常低。矿石中主要铁矿物为磁铁矿、赤铁矿少量,其中以磁铁矿形式赋存的铁占79.02%、以赤铁矿形式赋存的铁占13.54%;主要脉石矿物为石英和钙镁闪石。为实现矿石的高效、低成本开发利用,徐冬林等[20]介绍了现场碎矿产品高压辊磨机闭路辊压(筛孔宽3 mm)—磁力粗粒湿式预选抛废试验的情况,抛废产率32.94%、铁品位10.44%、铁损失率11.88%,进入后续磨选系统的物料铁品位38.03%。该工艺发挥了高效辊压和高效预选抛废效果,有望实现公司的战略目标。

弓长岭选矿厂所处理的低品位磁铁矿石铁品位28%左右、主要杂质成分SiO2含量接近50%,有害成分硫磷含量极低。矿石的主要组成矿物为磁铁矿和石英,其次是角闪石和绿泥石,赤铁矿和碳酸盐矿物少量。磁铁矿和赤铁矿以中粒嵌布,其次为细粒。现场采用传统三段一闭路破碎、阶段磨矿阶段磁选—细筛筛分—中矿再磨—磁选流程。为解决现场流程长且复杂、生产成本高等问题,董利娟等[21]介绍了细碎产品高压辊磨机闭路辊压—筒式磁选机中磁场湿式预选抛废流程试验的情况,粒度3~0 mm、铁品位27.57%的辊压产品,确定条件下的抛废产率31.84%、铁品位10.41%、铁损失率11.81%,后续磨选给料铁品位36.30%。矿石经过高效粉碎,并提前大量抛出合格废石,显著提高了入磨物料铁品位,为后续简化磨选流程、降低生产成本创造了条件。

司家营铁矿的原生铁矿石铁品位25.93%,主要铁矿物为磁铁矿。现场碎矿产品(12~0 mm)中的6~0 mm 粒级磁力粗粒湿式预选抛废后与12~6 mm粒级合并进入后续磨选作业。为解决球磨机给料粒度粗、品位低、负荷重等问题,实现节能减排、降本增效目标。吕小焕等[22]介绍了高压辊磨机闭路辊压(筛孔宽3 mm)—永磁筒式磁选机粗粒湿式预选抛废试验的情况,抛废产率30.92%、铁品位7.66、铁损失率8.98%,入磨物料铁品位34.79%,较好地解决了球磨机给料粒度粗、品位低、负荷重等问题。

武钢金山店选矿厂磁铁矿石铁品位25.16%,磨前采用三段一闭路破碎(12~0 mm)—筛分(筛孔宽3 mm)—筛上产品粉矿干选机预选抛废后与筛下合并进入磨选系统流程,干抛废石产率23.40%、铁品位5.65%,全部作为建材石料出售。为优化现场工艺,王中才[23]介绍了开展碎矿产品高压辊磨机闭路辊压(筛孔宽3 mm)—湿式磁选机预选抛废试验的情况,抛废产率46.43%、铁品位5.43%、磁性铁品位0.52%、磁性铁损失率1.18%,进入后续磨选的物料铁品位42.26%,较好地落实了能抛早抛多抛的节能降耗、降本增效理念。

5篇强磁性铁矿石高压辊磨机闭路辊压产品湿式预选抛废文献介绍的资源所在地具有全国代表性;5 组给料平均铁品位超过27%的情况下,抛废产率仍高达33%左右,进入后续磨选的物料平均铁品位超过37%,铁品位提升幅度达10 个百分点,抛废效果明显。

5篇湿式预选抛废文献中的4篇以不同方式反映出该抛废工艺平均磁性铁损失率不到1%,表明该工艺的高效性和精准性,而2篇高压辊磨机闭路辊压产品干式预选抛废文献均未揭示磁性铁损失率。结合细碎产品磁力干、湿抛废的优劣,无疑也可以得出高压辊磨机闭路辊压产品磁力湿式预选抛废指标更好的结论。因此,在确定高压辊磨机闭路辊压产品粗粒干、湿预选抛废工艺时,在自然条件许可的情况下,应尽量考虑湿抛工艺。

2 强-弱磁性混合铁矿石的磁力粗粒预选抛废

基于地球上没有纯粹的强磁性或弱磁性铁矿石资源,本文引用文献所提及的强-弱磁性混合铁矿石资源,指的是强、弱磁性铁矿物都有回收价值,且都得到较充分回收利用的铁矿石资源,这也就是本文所定义的强-弱磁性混合铁矿石资源。与强磁性铁矿石的粗粒预选抛废相比,这类铁矿石的磁力预选抛废要困难、复杂得多,分选时通常会有粒度等方面的限制,工艺流程也更复杂。

一般来说,当今资源节约型铁矿山,进行强-弱磁性混合铁矿石的单一磁力粗粒预选抛废,几乎没有在粗、中碎产品段进行,因为对过宽粒度范围的此类铁矿石进行磁力预选抛废,往往会影响弱磁性铁矿物的高效回收。主要表现在磁场系统对不含甚至少含强磁性铁矿物的弱磁性铁矿石颗粒的约束力十分弱,因而容易随废石一起被抛出。这类混合铁矿石的磁力粗粒预选抛废,对象多是粒度较细的细碎产品或超细碎产品。只有在这样的粒度条件下,磁场系统才能在约束强磁性铁矿物颗粒的同时,也对弱磁性铁矿石颗粒兼具约束力,从而保证对全部目标铁矿物进行充分、有效的回收。

这类大、中粒矿石单一磁力粗粒预选抛废困难,根本原因还是没有行之有效的、与大粒度及大粒度差相匹配的磁力分选设备。目前,适用于偏细细碎产品全粒级预选抛废的磁力分选设备主要有重磁拉选矿机、外磁式磁选机等;对于高压辊磨机闭路辊压产品或类似粒度产品,可以进行全粒级高效预选抛废的磁力分选设备,主要有中(弱)磁筒式磁选机+新型粗粒立环脉动高梯度磁选机组合、新型粗粒立环脉动高梯度磁选机1粗1扫组合。

2.1 常规细碎或高压辊磨机开路辊压产品的预选抛废

对混入强-弱磁性混合铁矿石的围岩和夹石,目前的磁力粗粒预选抛废技术,虽然不能在粗、中碎产品阶段有效而准确地剔除,但尽早通过预选抛出以恢复地质品位,甚至抛出在破碎过程中解离出的块状脉石,是节能减排、降本增效、精细化生产与管理模式以及多出粗粒废石(有的可作为建筑砂石)的必然要求。因此,对碎矿最终产品进行磁力预选抛废就显得尤为迫切。

安徽霍邱某铁矿石属低品位磁铁矿-镜铁矿混合型铁矿石,为了实现节能减排、降本增效目标,贯彻能抛早抛理念。尚红亮等[24]介绍了开展高效磁力粗粒预选抛废研究的情况:外磁式磁选机对现场入磨物料(12~0 mm、铁品位26.49%)进行的湿式预选抛废产率20.90%、铁品位9.08%、铁损失率7.65%,入磨物料铁品位31.09%,取得了明显的抛废效果。

马钢矿业公司和睦山铁矿的磁-赤混合铁矿石中的铁矿物主要为磁铁矿,其次是半假象赤铁矿、赤铁矿。受矿石资源性质、矿床地质环境与采矿工艺等因素影响,高压辊磨机开路辊压产品(20~0 mm、铁品位34%左右)具有含水率及解离出的废石占有率较高的特征。为了解决辊压产品直接进入磨选导致生产成本高、产出大量的细粒尾矿加速尾矿库缩容等问题。陆虎等[25]介绍了应用新研制成功的重磁拉选矿机进行高效湿式预选抛废试验的情况:适宜条件下的抛废产率30%左右、铁品位8%左右、铁损失率不到8%,入磨物料铁品位45%左右,可助力矿山实现节能减排、降本增效目标。

文献[24-25]中的磁铁矿-镜铁矿型混合铁矿石、磁-赤混合铁矿石最大粒度分别为12 mm 和20 mm,分别采用外磁式磁选机、重磁拉选矿机1 次选别,就能较充分地回收其中的有用铁矿物,极大地简化了预富集流程,有望推动强-弱磁性混合铁矿石磨前提质、减量技术与设备迈上新高度。

与文献[24]相比,文献[25]中的给矿最大粒度明显更粗、铁品位更高,但抛废产率高得多、抛废铁品位更低,且铁损失率相当,值得重视和分析。这一方面可能与矿石性质有关,另一方面,碎矿最终产品是否经过高压辊磨机辊压、抛废设备及其性能的差异一定也发挥着重要作用。因此,在确定磁力预选抛废工艺、设备及工作参数时,必须依赖充分、翔实、科学的试验。

2.2 高压辊磨机闭路辊压产品的湿式预选抛废

发挥高压辊磨机低成本高效粉碎、选择性破碎作用也是强-弱磁性混合铁矿石实现高效磁力粗粒湿式预选抛废的强烈需求。受更粗粒级磁力粗粒预选抛废效果的局限,其对此类混合铁矿石的意义甚至超过强磁性铁矿石。当矿石破碎至超细碎粒度范围时,磁力粗粒预选抛废的高效、高精度、规模化才能与强磁性铁矿石相媲美。这种抛废效果的高效性无疑与新型大颗粒立环脉动高梯度磁选技术的巨大进步密切相关。

安徽周油坊贫磁铁矿-镜铁矿混合矿石属于低磷硫单一酸性氧化铁矿石,主要铁矿物磁铁矿、镜铁矿呈粗细粒不均匀嵌布状态。为了提高选矿厂的磨选效率,实现降本增效的目标,李泽萍等[26]介绍了采用拥有全新性能特点的大颗粒立环脉动高梯度磁选机进行粗粒湿式预选抛废试验的情况:对于铁品位28.01%、粒度4~0 mm 的高压辊磨机闭路辊压产品,2 次粗选抛废产率25.29%、铁品位7.18%、铁损失率6.48%,获得的以磁铁矿物为主的粗精矿1 铁品位38.45%、铁回收率36.71%,以镜铁矿为主的粗精矿2铁品位33.17%、铁回收率56.81%,大量废石的抛出,可以较好地实现企业的目标愿望。

安徽某低硫磷贫磁-赤混合铁矿石铁品位29.99%,铁主要以磁铁矿及假象赤铁矿、赤(褐)铁矿的形式存在,铁分布率分别为42.51%和44.71%。矿石中的铁矿物嵌布粒度较粗,小于0.15 mm 粒级物料仅占6.41%。刘军等[27]介绍了对该矿石进行磁力粗粒预选抛废试验的情况:碎矿产品(12~0 mm)高压辊磨机闭路辊压(筛孔宽3 mm)—中磁粗粒湿式磁选机预选+新型粗粒立环脉动高梯度磁选机湿式预选的抛废产率25.19%、铁品位6.46%、铁损失率5.42%,进入后续磨选的物料铁品位37.92%,取得了理想的预选抛废效果。

安徽某铁矿石为磁铁矿-镜铁矿型混合铁矿石,以镜铁矿为主,铁品位28.76%,主要杂质成分SiO2含量43.28%,有害成分硫磷含量很低。为了确定该矿石闭路辊压产品磁力粗粒预选抛废的高效性,以便为工业应用提供依据,王涛[28]介绍了粒度3~0 mm 的高压辊磨机闭路辊压产品进行弱磁选+强磁选粗粒湿式预选抛废试验的情况:采用永磁筒式磁选机和大颗粒立环脉动高梯度磁选机进行湿式粗粒预选,抛废产率31.88%、铁品位5.58%、铁损失率6.18%,进入后续磨选的物料铁品位39.61%,充分体现了磁力粗粒预选抛废的高效性。据此完成了现场应用改造,对铁品位28.84%、粒度3~0 mm 的高压辊磨机闭路辊压产品的抛废产率37.12%、铁品位5.56%、铁损失率5.17%,后续磨选给料铁品位达42.58%,生产指标优于试验指标。

鞍千某低品位铁矿石中有用矿物为赤铁矿、磁铁矿,脉石矿物主要为石英、绿泥石等,矿石铁品位24.99%、SiO2含量59.38%,硫磷含量极低。涂继娴等[29]介绍了开展高效碎磨及其配套预选工艺的研究情况,半自磨机与高压辊磨机分别将矿石闭路碎磨至3~0 mm(辊磨产品整体粒度更粗),然后分别研究两产品湿式弱磁选+强磁选抛废的效果,及其对后续磨选的影响。结果显示,半自磨工艺的抛废产率23.76%、铁品位7.12%、铁损失率6.77%,高压辊磨工艺的抛废产率22.68%、铁品位6.09%、铁损失率5.53%,2 种粗粒精矿铁品位及其他指标相当,但高压辊磨工艺的生产成本更低、预选抛废铁品位和铁损失率均较低、抛废粒度更粗、铁矿物与脉石矿物沿解理面解离情况更好、粗粒精矿颗粒内丰富的微裂纹更有利于后续磨选。

大量的研究与实践表明,强-弱磁性混合铁矿石的高压辊磨机闭路辊压产品磁力粗粒湿式预选抛废工艺具有高效抛废、节能减排、降本增效提质等显著特点,可以大幅度减少后续磨选及细粒尾矿处理量,提高磨选给料品位;高压辊磨机的高效破碎特性,不仅是该抛废技术取得巨大成功的前提,还可以改善后续磨选给料的可磨性和可选性;新型高效粗粒立环脉动高梯度磁选机的研制成功,使粗粒弱磁性铁矿物与粗粒废石的分离变得准确、高效,是该技术取得巨大成功的根本保证。

与高压辊磨机闭路辊压产品的磁力湿式预选抛废相比,有了重磁拉选矿机等新型磁力分选设备,强-弱磁性混合铁矿石的细碎产品或高压辊磨机开路辊压产品的全粒级磁力粗粒湿式预选抛废,虽然分选精度、分选效率略逊,但作为更靠前端、更粗粒、也是首道最有效的预选抛废,其具有的尽早恢复地质品位且充分抛出破碎时新解离出的脉石矿物的特点,和极简的工艺流程和配置,是其具有强大生命力的根本所在。

3 弱磁性铁矿石的磁力粗粒预选抛废

与强-弱磁性混合铁矿石的磁力粗粒预选抛废相比,弱磁性铁矿石的磁力粗粒预选抛废,理论上往往工艺流程相对简单,分选效率和精度也会更高,这主要是因为分选时矿石中没有强磁性铁矿物干扰;但从生产实践看,弱磁性铁矿石中或多或少存在一些强磁性铁矿物。

从相关文献和生产实践看,弱磁性铁矿石粗、中碎产品段的磁力粗粒预选抛废研究与生产实践十分鲜见。对大中粒矿石磁力粗粒预选抛废困难的原因、分选粒度上限的严格限制等都与强-弱磁性混合铁矿石类似,具有高效分选效果的对象是与偏细细碎产品或超细碎产品粒度相当的物料。

目前,弱磁性铁矿石高效分选的设备主要是各类强磁辊和新型粗粒立环脉动高梯度磁选机,前者主要用于处理上限粒度一般不超过15 mm、下限粒度不小于3 mm 的低含水且不含泥的碎石状物料,后者则主要用于处理粒度上限不超过5 mm的全粒级粉矿矿浆。

3.1 (半)自磨机闭路磨矿产品的粗粒湿式预选抛废

一般拥有(半)自磨工艺的弱磁性铁矿石选矿厂,(半)自磨工艺后往往紧跟闭路球磨系统,构成连续磨矿系统。显然,对于这样的矿山,没有实质性贯彻能抛早抛理念:(半)自磨前无法进行粗粒预选抛废,闭路球磨系统的溢流中已无粗粒级脉石矿物。因此,此类工艺称不上高效节能减排、降本增效工艺。

对于拥有该工艺的矿山,对于依然符合矿石性质特点的该工艺,如何科学、高效、简洁、低成本融入磁力粗粒预选抛废工艺,且便于生产管理和维护检修,对占整个选矿厂70%左右电耗和钢耗的(半)自磨+一段球磨系统来说,其意义可想而知。

鞍千高硅低硫磷微细粒极贫赤铁矿石中的铁矿物主要为赤(褐)铁矿,脉石矿物主要为石英。为了解决选矿厂磨选给料铁品位低、精矿生产成本高、经济效益不理想问题,陈国岩[30]介绍了开展极贫赤铁矿石磁力粗粒湿式预选抛废试验的情况:对铁品位18.34%,赤褐铁占总铁89.10%、磁性铁仅占7.34%的极贫赤铁矿石,闭路半自磨(控制筛筛孔宽3 mm)—永磁湿式磁选机弱磁选+粗粒立环脉动高梯度磁选机强磁选抛废产率37.78%、铁品位6.85%、铁损失率14.10%,进入后续球磨系统的物料铁品位25.32%,取得了显著的粗粒预选抛废效果。祝昕冉等[31]也介绍了该矿山再次开展类似研究的情况,对铁品位20.09%、赤褐铁占总铁89.90%、磁性铁仅占5.03%的极贫赤铁矿石,3~0 mm 闭路半自磨产品磁力粗粒湿式预选抛废产率31.08%、铁品位9.06%、铁损失率14.01%,进入后续球磨系统的物料铁品位25.07%,也取得了相近的试验指标。

(半)自磨机的排矿粒度很宽,最大可达数十毫米,此两文献均只介绍了3~0 mm粒级的磁力粗粒湿式预选抛废情况,而通常自磨机排矿端采用双层筛分结构,应尽量利用这种筛分结构形式,研究中间产品强磁感应辊粗粒干式预选抛废的可能性,以获得更充分的抛废效果。

3.2 碎矿产品中块矿预先干抛—高压辊磨机闭路辊压—综合粉矿的湿式再抛废

大量的研究与生产实践均表明,弱磁性铁矿石高压辊磨机闭路辊压产品通常具有很好的磁力粗粒湿式预选抛废效果,与3.1 节的问题类似,适合湿式预选的粒级以上能否有适合磁力粗粒干式预选抛废的碎石状物料,这是关系到能抛早抛、应抛尽抛、充分抛废的重大问题,也是抛废工艺的科学性、合理性问题。

齐大山铁矿的鞍山式赤铁矿石铁品位18.25%、FeO 含量1.99%、SiO2含量55.66%,属于极贫赤铁矿石。铁主要以赤铁矿的形式分布,铁分布率86.70%,以磁铁矿形式的铁分布率9.04%;脉石矿物主要为石英、绿泥石,长石、云母、碳酸盐矿物等少量。于泽龙等[32]介绍了以能抛早抛、粗粒预选抛废为核心理念,开展高效节能减排、低成本加工工艺的研究情况:15~0 mm 碎矿产品中15~3 mm 粒级(产率66.92%、铁品位20.25%,3~0 mm 粒级铁品位14.20%)双辊强磁选机干式预选抛废—高压辊磨机闭路辊压(筛孔宽3 mm)—全部3~0 mm 粒级合并永磁高梯度磁选机湿式预选抛废,块废石流程产率18.03%、铁品位10.49%、铁损失率10.36%,湿粉废石流程产率38.82%、铁品位7.20%、铁损失率15.30%,总抛废产率56.85%、铁品位8.24%、铁损失率25.66%,进入后续磨选的物料铁品位31.44%,粗粒抛废相当充分。

从试验结果看,实施该工艺,理论上具有显著减少后续磨选矿量、提高磨选给料品位、节能减排、降本增效效果;块废石品位明显高于湿粉废石,因此,应查找原因,尽量控制铁矿物流失;该工艺还需考虑无粉物料高压辊磨机辊压的风险。

3.3 高压辊磨机闭路辊压产品的湿式预选抛废

与强磁性铁矿石、强-弱磁性混合铁矿石类似,弱磁性铁矿石高压辊磨机闭路辊压产品的磁力湿式预选抛废也具有公认的高效性。矿石性质各异,但抛废的高效性十分相似,给料粒度和新型大颗粒立环脉动高梯度磁选技术的巨大进步是关键。因此,发挥高压辊磨机低成本高效粉碎、选择性破碎作用也是弱磁性铁矿石实现高效磁力粗粒湿式预选抛废的强烈需求;同样受更粗粒级磁力粗粒预选抛废效果的局限,该工艺对弱磁性铁矿石的积极意义也超过强磁性铁矿石。

鞍千高硅极贫难磨赤铁矿石铁品位18.68%,SiO2含量70.95%,有害成分硫磷含量非常低;矿石中铁主要赋存于赤铁矿中,分布率达81.68%,赋存于磁铁矿中的铁分布率为7.98%。为了实现矿石的高效预选抛废,进而解决后续生产的成本和细粒尾矿处理与处置问题,徐冬林等[33]介绍了采用高压辊磨机闭路辊压—新型立环脉动高梯度磁选机1 粗1 扫粗粒湿式预选抛废工艺进行试验的情况,3~0 mm 辊压产品的预选抛废产率44.76%、铁品位6.56%、铁损失率15.72%,进入后续磨选的物料铁品位28.50%,达到预期目标。李佩昱等[34]也介绍了鞍千贫赤铁矿石高压辊磨机闭路辊压(筛孔宽3 mm)—磁力粗粒湿式预选抛废试验的情况,铁品位21.69%、粒度3~0 mm 的高压辊磨机闭路辊压产品(铁矿物明显富集的3~1 mm和0.074~0 mm 粒级产率分别为19.41%和30.44%,铁品位达25.50%左右;产率31.93%的0.28~0.074 mm 粒级铁品位则不到15%),采用新型粗粒立环脉动高梯度磁选机湿式预选抛废,扩大连选试验的抛废产率43.28%、铁品位5.33%、铁损失率10.80%,进入后续磨选的物料铁品位34.18%,抛废效果更好。

与强磁性铁矿石的磁力粗粒湿式预选抛废技术相比,弱磁性铁矿石的磁力粗粒湿式预选抛废技术进展缓慢,一度制约了弱磁性铁矿石的高效、低成本开发利用。近年来,新型粗粒立环脉动高梯度磁选技术的进步,推动了弱磁性铁矿石高效粗粒预选抛废技术迈上新台阶。

与强磁性铁矿石闭路辊压产品的磁力粗粒湿式预选抛废相比,强-弱磁性混合铁矿石、弱磁性铁矿石闭路辊压产品的磁力粗粒湿式预选抛废铁品位明显更低,前者铁品位多数在10%左右,后者多在6%左右,造成这种差异的根本原因,除了与强磁性铁矿石最后没有强磁选作业回收很少量弱磁性铁矿物有关,还与新型粗粒立环脉动高梯度磁选机的高效性有关。

4 结论与建议

(1)磁力粗粒预选抛废技术是应用矿种单一、但应用普遍程度高的粗粒预选抛废技术,是设备形式多样、更新换代频繁的粗粒预选抛废技术,也是台时效率高、工艺要求简单的粗粒预选抛废技术,磁滑轮、粉矿干选机、重磁拉选矿机、湿式粗粒筒式磁选机、强磁感应辊、新型粗粒立环脉动高梯度磁选机等是当前接受和应用程度很高的磁力粗粒预选抛废设备,每一款代表性新设备的面世与应用,都推动选矿厂在节能、高效生产方面迈上一个新台阶。

(2)对于废石不能加工成建材产品,但适用于采矿充填和生态复垦的矿山来说,在不影响采场生产和安全的情况下,靠近采场甚至在采场内抛废不仅利于采矿充填和后期生态复垦,还能节省废石转运成本。对于磁铁矿山来说,利用现代化的移动破碎站开展磁力预选抛废具有独特的意义。

(3)在倡导建设绿色矿山和开展矿山生态文明建设之前,选矿厂的粗粒预选抛废所看重的是有用矿物的富集回收,减少杂质矿物对后续磨选的不良影响,在采场出矿量不变的情况下降低磨选及其后续系统的负荷和生产成本、减少比废石更难处理且处置成本更高的细粒尾矿量、缓解尾矿库的库存压力、降低浮选药剂用量以减轻环保压力、提高矿山的经济效益。因此,当时粗粒预选抛废工艺参数的确定都以“目标矿物充分回收的前提下尽可能多抛废”为原则,抛出废石并将其堆存在排土场,这同样存在生产、维护和管理费用,以及安全和污染风险。但对今天的很多矿山来说,“废”实则是“宝”,是加工砂石骨料的宝贵原料,是巨大财富的源泉。因此,建议今后在确定粗粒预选抛废工艺参数时,兼顾“废石高产出、高值化利用”观点,做到抛与用的有机统一,真正实现资源的最大化利用。

(4)预选抛废的意义不仅体现在提高后续磨选给矿品位,减轻后续工序负荷,实现节能减排、降本增效提质方面;在自然资源保护性开采和保护环境并重的今天,利用粗粒预选抛废技术,开发薄、小、边、残、低贫乃至超低贫矿石资源,建设资源节约型、环境友好型矿山具有深远的意义;此外,粗粒预选抛废技术还是我国排土场巨量贫、杂、细、难选准矿石,及含一定有用成分的近矿围岩与夹石回收利用的高效、节能技术。因此,在进行矿产资源的高效、低成本、绿色环保开发时,落实能丢早丢多丢、能收尽收理念,科学确定高效粗粒预选抛废工艺及其参数至关重要。

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