本钢南芬露天铁矿采场各部位矿石可磨可选性实验研究

供稿|王子鸣，姚元，徐彪 / WANG Zi-ming, YAO Yuan, XU Biao

内容导读

文章介绍了本钢南芬露天铁矿北山、主采场和南端帮各部位矿石的性质、分布等。在矿石产量需求不断加大、矿石质量不断下降的形势下，对各部位矿石进行了可磨可选性实验，对原矿进行品位、磁性率、磨矿、选矿分析，并对可磨度、品位、磁性率、回收率、精矿产率和选别效率等指标进行了综合对比分析，有利于提高矿石产量和改进矿粉质量。通过对矿石可磨可选性实验研究得出：北山部位矿石普遍为较难磨矿石，而主采场和南端帮部位的矿石均为好磨矿石；北山、主采场和南端帮部位的红矿和过渡类型矿石均为难选，而各部位的石棉矿和灰矿均为好选。文章给出了矿石可磨可选性的下一步实验研究建议。

本钢南芬露天铁矿矿石储量很大，但随着北山部位矿石采出量的逐年加大，输出矿石质量有不断下降的趋势。选矿厂现有生产工艺处理原矿的能力与露天矿北山部位不同类型矿石质量的矛盾越来越突出，造成北山部位质量和性质较差的红矿和过渡类型矿石大量积压，而主采场部位质量和性质较好的矿石却被大量超采，严重影响了矿山生产组织和综合配矿工作。因此，需对露天矿采场不同部位的矿石进行深入、系统、全面的实验研究，摸清采场现有出矿部位不同品级、类型矿石的可磨可选性情况，以加快北山部位矿石的开采，改善采场生产状况。同时，通过采取品位配矿和可磨可选性配矿相结合的方式，可提高对北山部位矿石的配入量，有效缓解露天矿主采场质量和性质较好矿石严重不足的被动局面，有效降低输出矿石品位波动和提高选矿精矿质量。

可磨可选性实验矿样采集

矿石可磨可选性研究矿样采集有3个主要部位：北山部位(-6～0线)、主采场部位(0～22线)和南端帮部位(22～26线)。各部位分别按块段、条带和矿石类型分布情况，由北往南依次采用穿越法和拣块法来进行矿样采集。

北山部位矿样采集

按北山部位矿石出露的主要类型和部位大体上可分为5个大的块段。对走向方向上延长较长、东西宽度比较厚大的块段又可按(80～120 m)×(30～50 m)的尺寸详细划分为若干个长条形的小块段，然后按每个小块段采集1个综合样来进行采样。本实验设计采集17个矿样(本次实验采样12个)，每个矿样样重2～5 kg，块度大小要适中，且保证不大于3 cm×3 cm×3 cm的尺寸，分别要按照红矿、过渡类型矿、石棉矿灰矿、-2线以北靠近三层铁顶板部位的极难选菱铁矿和一二层铁矿共5种矿石类型进行采样。根据实验和日常生产需要，随时进行补充加密采样。

主采场部位矿样采集

按主采场部位矿石出露的主要类型和部位可分为北段(0～8线)、中段(8～17线)、南段(17～22线)3个区段，每个区段又可按(80～120 m)×(30～50 m)的尺寸再详细划分为若干个长条形的小块段。分别按三层铁顶板部位、三层铁中间部位、三层铁底板部位、一二层铁矿石分布部位分类型分别进行采样，设计每个区段至少可采集10～12个矿样，本次实验三个区段实际共采集31个矿样，每个矿样样重2～5 kg。确定采样块段时，还需区分石棉矿、极贫矿、灰矿和2条斑岩脉附近相对发红的过渡类型矿石及原滑体部位的红矿，因此需对5种类型矿石进行采样。

南端帮部位矿样采集

由于南端帮部位范围较小、矿量较少，只分为2个块段，共采集4个矿样，每个矿样样重2～5 kg，并主要分一二层铁红矿、过渡类型矿石2种类型在不同的部位分别进行采样。

综合3个部位至少可分为45～60个矿块或采样矿带，设计采集至少45～60个矿样，本次实际采样52个。同时，要求对每个矿样的采样部位、样品编号、采样时间、采样人员、矿石性质和矿石类型等进行描述，初步的地质编录和肉眼预判。

可磨可选性选矿实验研究

可磨可选性选矿实验研究以北山部位12个矿样的实验过程为例，其他部位方法一样。

原矿加工

对矿样分别进行破碎，按实验技术要求破碎至3 mm，并混合均匀进行实验研究(见图1)。

图1 可磨可选性实验工艺流程图

矿石可磨度K值对比

矿石可磨度对比分析见表1。本次实验K值均基于200目85%。北山部位的矿石除局部部位的灰矿和红矿相对好磨外，其他部位的大部分红矿、过渡类型矿石和石棉矿均难磨，主采场和南端帮部位矿石与北山部位矿石相比较，无论是红矿、过渡矿还是灰矿均为好磨。

矿石品位对比

矿石品位对比分析见表2。全矿床除了北山部位-2线以北靠近三层铁顶板部位的极难选矿和主采场部位三层铁顶板部位的石棉矿和极贫矿品位较低外，其他部位的红矿、灰矿和过渡类型矿石的品位均较高。

矿石磁性率对比

矿石磁性率对比分析见表3。除了北山部位、主采场局部及原滑体部位、南端帮部位红矿和过渡类型矿石分布的部位磁性率较低、矿石性质较差外，主采场部位绝大部分矿石的磁性率相对偏高，矿石性质也较好。

表1 矿石可磨度对比分析

表2 矿石品位对比分析

表3 矿石磁性率对比分析

回收率对比

矿石回收率对比分析见表4。北山部位的红矿和过渡矿，主采场南段原滑体部位的红矿和过渡矿，南端帮部位的红矿和过渡矿分布部位矿石的回收率均较低；主采场部位红矿和灰矿的回收率均较高。

精矿产率对比

精矿产率对比分析见表5。北山部位的红矿和过渡矿，主采场南段原滑体部位的红矿和过渡矿，南端帮部位的红矿和过渡矿分布的部位其精矿产率明显偏低；北山和主采场部位的石棉矿和灰矿分布的部位其精矿产率却要明显偏高。

选别效率对比

矿石选别效率对比分析表6。北山部位的红矿和过渡矿，主采场南段原滑体部位的红矿和过渡矿，南端帮部位的红矿和过渡矿分布的部位其选别效率明显偏低；北山和主采场部位的石棉矿和灰矿分布的部位其选别效率却要明显偏高。

表4 矿石回收率对比分析

表5 精矿产率对比分析

表6 矿石选别效率对比分析

结束语

通过对矿石可磨可选性的实验研究得出：北山部位矿石普遍为较难磨矿石，而主采场和南端帮部位的矿石均为好磨矿石；北山、主采场和南端帮部位的红矿和过渡类型矿石均为难选，而各部位的石棉矿和灰矿均为好选。

矿石可磨可选性的下一步实验研究建议：

(1) 加强对北山部位矿石特别是北山-2线以北靠近三层铁顶板部位的低品位极难选矿石的研究和利用。

(2) 摸清矿山各种类型矿石中S含量的分布规律、赋存形式和产出状态。

(3) 加强对采场内磁铁低品位极贫矿的回收利用研究。

(4) 结合露天矿、选矿厂矿石可磨可选性实验，比对实验和生产数据，以改进矿石开采、选矿工艺[1]。

(5) 矿石可磨可选性实验要结合APQP和PPAP各阶段进行实施，推进工业智能生产代替传统生产[2]。

(6) 加强对铁矿石入磨前处理工艺的研究，提高精细化生产能力[3]。

(7) 加强对选矿入磨工艺矿石品位攻关，以提高磨选、磁选、浮选精矿品位[4]。

(8) 增设光谱分析，以提高矿石和精矿粉理化检验速度和准确率。