徐芳 陈绍磊 刘志科 李军

（玉溪大红山矿业有限公司）

近年来大红山铁矿二选厂不断开展提质增量工作，半自磨机的原矿处理能力较原设计有所提高，后续流程有待优化的问题伴随而来。按照绿色矿山建设相关要求，选厂设备在设计采购需采用高效节能设备，开展强磁机粗选尾矿降尾研究在当前生产条件及矿山行业绿色高质量发展工作中具有重要意义。

1 矿石性质

大红山的原矿当中，矿物中的脉石主要组成成分是含铁的硅酸盐，无用矿物具备了与有用矿物相近的性质。因为都含铁故都具有磁性，同样的表面化学性质、密度都有相似，这类相似的特殊性质导致杂物与有用矿物彻底分离更加困难。为探索适合大红山铁矿的选别工艺，大红铁矿技术研究做了多项工艺矿物学研究和工艺流程的探索性研究。

二选厂原矿来自深部铁矿，主要是以Fe3O4为主的磁铁矿和以Fe2O3为主的赤铁矿构成。矿石的构造以块状为主，其他的一些含量较低部分就是浸染状、斑状、角砾状等构造。磁铁矿：结晶粒度较粗，嵌布粒度在0.03—0.5 mm，50 %矿物粒度大于0.1 mm，最大可达2 mm，该类矿物主要是和石英呈相互嵌布。呈现出较为紧密的集合体、自形—半自形粒状、变形柱状或细粒半自形—他形嵌布形态。赤铁矿和磁铁矿相比较赤铁矿的粒度更细，矿物粒度在0.05 mm以下的占比可达60 %。在脉石矿物中对占比较大的石英进行一个介绍：石英的构造主要呈他形单晶颗粒组成集合体棱角状，与磁铁矿的粒度相比较要更粗一些，脉石在0.05 mm以下的分布率仅为16.95 %，大于0.1 mm的分布率占64.82 %。矿石多元素分析结果见表1，原矿的矿物含量分析结果见表2。[1]、[4]

表1 原矿多元素分析结果（%）

表2 大红山铁矿中的矿物含量（%）

根据矿物性质研究部分结果，可以看出：大红山铁矿原矿中主要成分磁铁矿（即Fe3O4），该部分的嵌布粒度较粗，粒度大于0.1 mm的超过50 %，相对来说易于磨选。需要回收的矿物中以Fe2O3为主的赤铁矿一部分微细粒晶体呈浸染状嵌在脉石中，经过磨矿后，这部分贫连生体在强磁作用下会带入很大一部分脉石夹杂进铁精矿，最后会影响铁精矿的品位，如果进入尾矿后也会影响尾矿品位。大红山铁矿二选厂选矿工艺目前较大难点也是在保证铁精矿品位达标同时提高回收率，捕捉进入尾矿的细粒级铁精矿产品，故一直在探索改进能够降低尾矿品位的设备、工艺。一段强磁粗选设备处理能力有限，作为扫选的高梯度磁选机用于粗选尾矿，再选回收赤铁矿降低尾矿品位的流程也是基于这样的条件下产生的。

2 工艺流程

根据矿石特性，二选厂选择了预先抛废、阶段磨矿、阶段选别，三段弱磁+两段强磁+重选的联合选别工艺。矿石经井下破碎机破碎后由胶带输送至二选厂地面矿仓（矿石粒度为0-250 mm）。通过二选厂胶带运输至主厂房湿式半自磨机进行磨矿作业，该段磨矿的半自磨机型号为Φ8.53×4.27 m，磨机与GK直线振动筛、反砂皮带组成闭路磨矿，筛上物（大于10 mm）进入抛废系统破碎后再次由3#皮带运输到半自磨机再磨，筛下物（小于10 mm）进入1#泵池泵送至旋流器（Φ660×7）进行下一步分级作业，旋流器（Φ660×7）与二段磨矿的溢流型球磨机（Φ4.8×7.0）组成闭路磨矿。旋流器（Φ660×7）的溢流进入一段弱磁选别后精矿输送至三段磨矿，尾矿进入隔渣筛隔渣后进入一段强磁选别，一段强磁选精矿输送至三段磨矿，尾矿进入扩能强磁机进行再选。三段磨矿由5台立磨机构成，充分解离后进入二段弱磁——强磁——离心流程机选别得到铁精矿产品。近年来，随着井下二期采矿工程投产，矿石性质发生了变化，赤铁矿占比升高，处理量也不断加大，原流程对赤铁矿的回收效果较差，尾矿品位不断升高，为此开展了一段强磁尾矿改造。

为进一步降低尾矿品位，回收铁精矿产品，实现降尾、增量、创效，二选厂需要进行工艺流程完善，根据现场实际情况最终采取对扩能降尾流程进行升级改造：新增3台高梯度强磁选机，使扩能一段强磁选机作业台数从粗选的6台增加至8台，扫选的1台增加至2台，确保一段强磁尾矿全部进入扩能降尾流程再选，选别流程图如图1所示。

图1 改造流程图

3 设备工作原理

本次改造二选厂安装SLON-2000高梯度磁选机整机2台、LGS-2000高梯度磁选机整机1台，具体设备结构如图2、图3所示。其工作原理相似：选矿时，转环顺时针旋转（SLON-2000高梯度磁选机为顺时针，LGS-2000高梯度磁选机为逆时针旋转），矿物通过进矿通道给入给矿斗，矿物沿磁系上缝隙流经转环，转环内由不锈钢棒（高导磁）组成的感应磁介质在背景磁场中被磁化，磁介质的外表面形成磁场且梯度极高，矿物中含有的磁性颗粒便被吸着在磁介质表面，伴随着转环转动被带至顶部的无磁场区，再通过冲洗水的冲刷，磁性矿物会被带入精矿斗中，没有磁性的矿物沿磁系下缝隙流入尾矿斗中排走。[2]、[3]

图2 Slon立环脉动高梯度磁选机结构图

图3 LGS-2000立式感应湿式中强磁选机结构图

4 工业试验数据

改造前取样进行数据统计：当扩能一段强磁机电流给到600 A、给矿（即一段强磁尾矿）品位为9.48 %条件下，扩能一段强磁选机尾矿品位为7.64 %，降低1.84 %。改造后取出多组数据统计结果如下：当扩能一段强磁机电流给到600 A、给矿（即一段强磁尾矿）品位为8.58 %条件下，扩能一段强磁选机尾矿品位为6.12 %，降低2.46 %，改造后效果更为明显。此外在不同条件下进行实验，实验结果均可说明改造后扩能一段强磁尾矿品位降低。扩能一段强磁尾矿品位对比见表3。

表3 扩能一段强磁尾矿品位对比

改造前，总尾矿品位为10.64 %，改造后同样进行了不同条件下的实验，结果如下：扩能一段强磁机电流给到800 A、给矿（即一段强磁尾矿）品位为8.71 %条件下总尾矿品位为10.22 %；扩能一段强磁机电流给到800 A、给矿（即一段强磁尾矿）品位为8.75 %条件下总尾矿品位为9.90%；扩能一段强磁机电流给到600 A、给矿（即一段强磁尾矿）品位为8.58 %条件下总尾矿品位为10.34 %；扩能一段强磁机电流给到300 A、给矿（即一段强磁尾矿）品位为9.22 %条件下总尾矿品位为10.36 %。总尾矿品位对比见表4。由此可看出用高梯度强磁选机对主要流程一段强磁选尾矿进行再选确实可以达到降低尾矿品位的目的。

表4 总尾矿品位对比

5 结论

（1）大红山铁矿原矿中需要回收的还有大量的以Fe2O3为主的赤铁矿，与磁铁矿相比较赤铁矿的粒度更细，矿物粒度在0.05 mm以下的占比可达60 %，这部分贫连生体在强磁作用下会带入很大一部分脉石夹杂进铁精矿，最后会影响铁精矿的品位，如果进入尾矿后也会影响尾矿品位。

（2）大红山铁矿二选厂选矿工艺较大难点是捕捉进入尾矿的细粒级铁精矿产品较为困难，尾矿品位较高。

（3）针对存在的困难对扩能一段流程进行改造，增设SLON-2000高梯度磁选机整机2台、LGS-2000高梯度磁选机整机1台，改造后的流程扩能一段强磁选机尾矿品位相对原矿品位降低2.46 %，较改造前提升33.70 %，能够达到回收更多细粒级精矿的目的。

（4）通过条件实验探索到最优设备参数：把扩能一段高梯度强磁选机电流控制在800 A得到的总尾矿品位为9.90 %，符合二选厂经济技术指标。满足了高效节能、绿色低碳的要求，对尾矿品位的降低、提高综合金属回收率起到了积极的作用。