羅主平 楊 璐 楊 婷

（中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究總院股份有限公司）

礦產(chǎn)資源是人類賴以生存和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，其不可再生性和賦存的不均衡性，導(dǎo)致我國可直接利用的礦石資源、甚至高品位易選礦石資源越來越少，科學(xué)處理貧、雜、細(xì)、薄、小、散礦石資源成為我國礦業(yè)界無法回避的現(xiàn)實(shí)問題。

眾所周知，處理低品位礦石，要獲得相同質(zhì)和量的精礦產(chǎn)品，傳統(tǒng)工藝不僅生產(chǎn)規(guī)模大、流程長、成本高，而且流程的前后段設(shè)備及其配套系統(tǒng)的規(guī)模差異大、全流程設(shè)備和基建投資大；對于有浮選作業(yè)的礦山來說，還存在藥劑對環(huán)境的污染問題；此外，大量細(xì)粒尾礦的處理與處置不僅費(fèi)用高，而且占用土地，還會對庫區(qū)下游居民、工礦企業(yè)、農(nóng)田、基礎(chǔ)設(shè)施等構(gòu)成安全威脅。因此，盡可能在選礦生產(chǎn)流程的前端采取高效、節(jié)能措施，提高高耗能、耗材作業(yè)段所處理礦石的品位非常重要。

選礦廠來料品位低，無外乎礦石資源的特點(diǎn)因素或使用大型機(jī)械化采裝設(shè)備導(dǎo)致的圍巖和夾石混入因素。對于鐵礦石選礦廠來說，對沖這些因素首選磁選工藝技術(shù)，因?yàn)槠渚哂酗@著的效率高、成本低、投資省、工藝簡潔等特點(diǎn)，僅偶見關(guān)于采用重選或智能分選技術(shù)的報(bào)道［1-2］。

具體來說，對于鐵礦山的圍巖和夾石混入因素，最簡單、高效、低成本、輕污染、生產(chǎn)管理方便的處理方法是對常規(guī)破碎產(chǎn)品進(jìn)行磁力干式預(yù)選拋廢；至于鐵礦石的自然因素，隨著高效破碎特別是高效粉碎技術(shù)與設(shè)備的進(jìn)步，以及粗粒預(yù)選拋廢技術(shù)與設(shè)備的進(jìn)步，深度破碎過程中解離出的較粗粒脈石礦物，可采用磁力粗粒預(yù)選拋廢技術(shù)加以高效剔除。

本文將著重介紹我國磁力粗粒預(yù)選拋廢工藝技術(shù)在鐵礦山的應(yīng)用研究與生產(chǎn)實(shí)踐情況，文中所稱的磁力粗粒預(yù)選拋廢技術(shù)，是指以磁力為核心分選力，對標(biāo)稱粒度上限不小于3 mm 的礦物進(jìn)行鐵礦物預(yù)富集，廢石則不再以提取特定礦物成分而進(jìn)行磨選的高效、節(jié)能技術(shù)。

1 強(qiáng)磁性鐵礦石的磁力粗粒預(yù)選拋廢

鐵礦石的磁力粗粒預(yù)選拋廢技術(shù)與設(shè)備，最早應(yīng)用、也是最成熟的當(dāng)屬強(qiáng)磁性鐵礦石的磁力粗粒預(yù)選拋廢技術(shù)與設(shè)備。磁滑輪粗粒預(yù)選拋廢技術(shù)應(yīng)用歷史超過50 a，是最早得到廣泛應(yīng)用的磁力粗粒預(yù)選拋廢技術(shù)。隨著磁滑輪研發(fā)、生產(chǎn)廠家?guī)资甑牟粩喔倪M(jìn)與完善，該技術(shù)至今仍有強(qiáng)大的生命力，仍是大塊強(qiáng)磁性鐵礦石預(yù)選拋廢的不二選擇。

隨著礦石資源的變化、礦山生產(chǎn)要求的提高、新型磁性材料的持續(xù)推出、機(jī)械加工能力的增強(qiáng)、新材料和計(jì)算機(jī)等眾多相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步以及設(shè)計(jì)理念的不斷創(chuàng)新與突破，磁力粗粒預(yù)選拋廢技術(shù)得到了長足的發(fā)展，催生出各種新型、高效磁力粗粒預(yù)選拋廢設(shè)備，如粉礦干選機(jī)、懸浮式干選機(jī)、粗粒濕式筒式磁選機(jī)，以及吸出-吸住式干選機(jī)、板式磁選機(jī)、細(xì)粒智能分選機(jī)等，極大地推動了我國強(qiáng)磁性鐵礦石磁力粗粒預(yù)選拋廢實(shí)踐的發(fā)展，在大量盤活低貧磁鐵礦石資源的同時(shí)，還發(fā)揮了極重要的節(jié)能減排、降本增效、減少細(xì)粒尾砂產(chǎn)生等作用。

1.1 常規(guī)破碎多階段產(chǎn)品的組合預(yù)選拋廢

二三十年前，我國不少鐵礦山，特別是井下開采礦山，在粗放式生產(chǎn)方式下，礦石貧化現(xiàn)象普遍較嚴(yán)重，大量圍巖和夾石的混雜嚴(yán)重影響選礦廠的來料品位。為了恢復(fù)地質(zhì)品位，粗碎產(chǎn)品磁滑輪干拋工藝很常見。

隨著精細(xì)化生產(chǎn)方式的推行，以及科技手段的進(jìn)步，礦山三維建模仿真技術(shù)、精確爆破技術(shù)、精細(xì)鏟裝技術(shù)的落實(shí)，使礦石貧化現(xiàn)象得到有效抑制，因而，粗碎產(chǎn)品磁力干式預(yù)選拋廢工藝研究與實(shí)踐已鮮見報(bào)道，偶見從中碎產(chǎn)品開始進(jìn)行磁力粗粒預(yù)選拋廢的報(bào)道，對細(xì)碎產(chǎn)品進(jìn)行磁力粗粒預(yù)選拋廢則較多見。

某高海拔（4 200～4 547m）地下磁鐵礦山，年均氣溫3.3 ℃，冬季漫長、寒冷，自然環(huán)境惡劣，缺水且供電不足，不具備建設(shè)選礦廠的條件。在距礦山約150 km處建有處理能力6 000 t/d的濕磨濕選選礦廠，礦石遠(yuǎn)距離運(yùn)輸成本高達(dá)57 元/t，導(dǎo)致企業(yè)盈利困難。為解決該問題，王志榮［3］介紹，對鐵品位29.98%、磁性鐵占總鐵91.71%、硫磷含量很低的礦石，2015 年在礦山坑口附近建成了磁力粗粒干式預(yù)選拋廢系統(tǒng)，即用磁滑輪對三段一閉路破碎系統(tǒng)的篩上塊礦進(jìn)行干式預(yù)選拋廢、用永磁磁板干選機(jī)對最終碎礦產(chǎn)品（12～0 mm）進(jìn)行粉礦干式預(yù)選拋廢，總拋廢產(chǎn)率37.88%、鐵品位5.80%，鐵品位45.30%的產(chǎn)品汽運(yùn)至選礦廠。磁力粗粒干式預(yù)選拋廢系統(tǒng)的建設(shè)，顯著提高了選礦廠入料品位，2016 年減少后續(xù)磨選礦量40.45萬t，就近拋出的粗粒廢石用于地下采空區(qū)回填，與改造前相比，可顯著節(jié)約回填材料加工費(fèi)、運(yùn)費(fèi)、后續(xù)磨選處理成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

河北某磁鐵礦石鐵品位38.54%，在國內(nèi)屬較高品位磁鐵礦石，磁鐵礦形式的鐵占總鐵的85.11%，赤褐鐵礦形式的鐵占總鐵的5.14%。礦石主要為塊狀構(gòu)造和浸染狀構(gòu)造，磁鐵礦的結(jié)晶粒度較粗；礦石中的主要脈石礦物為石英、黑云母為主的云母類礦物、角閃石類硅酸鹽礦物。大量云母類礦物的存在和磁鐵礦的結(jié)晶粒度特征，為破碎時(shí)較好地解離出脈石礦物創(chuàng)造了條件。田一安等［4］介紹，在進(jìn)行礦石的高效開發(fā)利用工藝研究時(shí)，對中細(xì)碎產(chǎn)品進(jìn)行了磁力預(yù)選拋廢試驗(yàn)，力求使選礦工藝發(fā)揮能拋早拋、降本增效優(yōu)勢，其中中碎產(chǎn)品（50～0 mm）預(yù)選拋廢采用永磁干式磁選機(jī)、細(xì)碎產(chǎn)品（12～0 mm）預(yù)選拋廢采用濕式筒式磁選機(jī)，前者拋廢產(chǎn)率14.62%、鐵品位10.75%、磁性鐵品位2.05%、鐵損失率4.08%、磁性鐵損失率0.91%，后者拋廢產(chǎn)率17.84%、鐵品位11.79%、磁性鐵品位2.75%、鐵損失率5.46%、磁性鐵損失率1.48%，入磨物料鐵品位51.48%、磁性鐵品位47.71%。鐵品位近40%的礦石，中、細(xì)碎階段的2 次預(yù)選，總拋廢產(chǎn)率超過30%，且磁性鐵損失率僅2.39%，充分體現(xiàn)了該拋廢工藝的先進(jìn)性。

從這些研究與生產(chǎn)實(shí)踐看，相關(guān)科技工作者應(yīng)突破粗粒預(yù)選拋廢經(jīng)典工藝的思維束縛，踏實(shí)、認(rèn)真開展早拋工藝研究，充分發(fā)揮早拋工藝投資省、改造易、管理方便、運(yùn)行成本低等優(yōu)勢，使預(yù)選拋廢工藝更科學(xué)、合理、高效。特別是對較高品位磁鐵礦石的預(yù)選拋廢，應(yīng)摒棄拋廢產(chǎn)率低的刻板印象，重視礦石性質(zhì)分析，善于發(fā)現(xiàn)礦石易解離、易拋廢的性質(zhì)特點(diǎn)，進(jìn)行科學(xué)、準(zhǔn)確預(yù)判，并制定合理的原則工藝流程，為試驗(yàn)研究定好方向。

1.2 單一常規(guī)細(xì)碎產(chǎn)品的預(yù)選拋廢

在高壓輥磨技術(shù)成熟之前，在沒有大量廢石、圍巖混入礦石的情況下，對碎礦最終產(chǎn)品進(jìn)行磁力預(yù)選拋廢，毫無疑問效率最高；在缺乏前端預(yù)選拋廢的情況下，理論上此段預(yù)選拋廢可以彌補(bǔ)這方面的不足。因此，對任何礦山來說做好細(xì)碎產(chǎn)品的預(yù)選拋廢非常重要。

1.2.1 干式預(yù)選拋廢

細(xì)碎產(chǎn)品的磁力干式預(yù)選拋廢，雖然會受到較多粉礦的影響，拋廢效率略有欠缺，并且在礦石不夠干燥時(shí)，一些細(xì)粉狀強(qiáng)磁性鐵礦物往往會因黏附在相對大塊廢石上而流失，但細(xì)碎產(chǎn)品磁力預(yù)選的較高拋廢率、低運(yùn)行成本、極簡工藝配套，決定了其強(qiáng)大的生命力，尤其在我國北方地區(qū)更是如此。

石人溝鐵礦礦石礦物成分較簡單，主要有用礦物為磁鐵礦，假象赤鐵礦、褐鐵礦很少；脈石礦物主要為石英，綠泥石等少量。礦石鐵品位20.45%，SiO2含量約51%，有害成分硫磷含量低，磁性鐵占總鐵的約88%，赤（褐）鐵僅占約3%。為提高磨礦效率、改善磨選給料品質(zhì)、降低磨選成本，達(dá)到節(jié)能降耗增效、減少細(xì)粒尾礦產(chǎn)生與處理處置量的效果，李燕芬等［5］介紹了粒度為10～0 mm的碎礦最終產(chǎn)品磁滑輪干式預(yù)選拋廢試驗(yàn)的情況，拋廢產(chǎn)率34.51%、鐵品位4.80%、磁性鐵品位0.30%，入磨物料鐵品位28.70%、磁性鐵回收率99.42%，取得了顯著的拋廢效果。

強(qiáng)磁性鐵礦石細(xì)碎產(chǎn)品的磁力干式預(yù)選拋廢，磁滑輪是最簡單、實(shí)用的拋廢設(shè)備，但新型粉礦干選機(jī)、懸浮式干選機(jī)等一些新型或改進(jìn)型磁力干式粉礦分選設(shè)備，在生產(chǎn)實(shí)踐中表現(xiàn)出了各自突出的優(yōu)越性。因此，選擇與礦石性質(zhì)相適應(yīng)的磁力粉礦干選設(shè)備很重要。

1.2.2 濕式預(yù)選拋廢

基于細(xì)碎產(chǎn)品預(yù)選拋廢的重要性，長期以來，強(qiáng)磁性鐵礦石細(xì)碎產(chǎn)品的磁力預(yù)選拋廢，一直有解決流程復(fù)雜性、精度、成本、穩(wěn)定性、管理與維檢等問題的需求。近些年，隨著諸如重磁拉選礦機(jī)、新型外磁式磁選機(jī)等設(shè)備的面世，有力地推動了強(qiáng)磁性鐵礦石細(xì)碎產(chǎn)品磁力濕式預(yù)選拋廢工藝的進(jìn)步與應(yīng)用。

安徽龍橋礦業(yè)公司選礦廠處理的是含銅硫磁鐵礦石（鐵品位37.15%、銅品位0.10%、硫品位2.74%），為了實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)、提質(zhì)增效減排目標(biāo)，楊會兵等［6］介紹了公司開展磁力粗粒預(yù)選拋廢工藝的研究與生產(chǎn)實(shí)踐情況?；诘V石中鐵銅硫礦物間一定程度的共生特性，銅硫礦物在破碎產(chǎn)品的細(xì)粒級相對富集的特征，以及破碎作業(yè)的解離作用，對細(xì)碎產(chǎn)品（12～0 mm，12～5、12～2 mm 粒級產(chǎn)率分別50.80%和63.98%）進(jìn)行了重磁拉選礦機(jī)濕式預(yù)選拋廢試驗(yàn)，并完成了現(xiàn)場工藝流程改造：細(xì)碎產(chǎn)品重磁拉選礦機(jī)濕式預(yù)選拋廢—篩分（篩孔寬2 mm）—粗精礦中的篩上閉路磨礦（球磨機(jī)排礦與粗精礦中的篩下合并旋流器分級）—磁選—廢石中的篩下與磁選尾礦合并浮選，12～2 mm 廢石作為建材石料出售。生產(chǎn)中，一段磨礦量減少超過20%，入磨物料鐵品位提高超過8 個(gè)百分點(diǎn)，選礦廠電力單耗和鋼耗均下降超過20%；建材石料產(chǎn)率6.68%（年創(chuàng)效2 000 萬元以上），鐵銅硫品位與磨選尾礦相當(dāng)，較好地實(shí)現(xiàn)了改造目標(biāo)。李堯等［7］則介紹了采用外磁式磁選機(jī)對龍橋礦業(yè)公司碎礦產(chǎn)品（粒度12～0 mm、鐵品位36.43%）進(jìn)行粗粒濕式預(yù)選拋廢的情況，拋廢產(chǎn)率18.63、鐵品位9.43%、磁性鐵品位0.43%、銅品位0.10%、鐵損失率4.82%，入磨物料鐵品位42.61%，也取得了不錯(cuò)的拋廢效果。

與細(xì)碎產(chǎn)品磁力粉礦干選工藝相比，磁力濕式預(yù)選拋廢工藝具有拋廢效率和精度更高、無粉塵污染等特點(diǎn)；作為進(jìn)入磨礦前的最后一道作業(yè)，工藝配置也較簡單，且非常有利于從拋廢中分離出不同規(guī)格的廢石作為建筑砂石出售。因此，該工藝在磁力粗粒濕式預(yù)選拋廢設(shè)備成熟后得到了迅速的推廣應(yīng)用。

這些研究與生產(chǎn)實(shí)踐表明，根據(jù)科學(xué)的磁力預(yù)選拋廢試驗(yàn)，確定合理的拋廢工藝和拋廢設(shè)備至關(guān)重要。在合理工藝技術(shù)與設(shè)備工作參數(shù)情況下，可以顯著提高后續(xù)磨選給料品質(zhì)。

1.3 常規(guī)破碎產(chǎn)品與高壓輥磨機(jī)閉路輥壓產(chǎn)品的組合預(yù)選拋廢

對于我國強(qiáng)磁性鐵礦石資源來說，磨選給料品位低的問題，已經(jīng)越來越難以單純借助常規(guī)破碎階段的預(yù)選拋廢工藝加以解決。高壓輥磨技術(shù)的巨大進(jìn)步，在實(shí)現(xiàn)低能耗、高效率粉碎礦石的同時(shí)，促進(jìn)了有用礦物與脈石礦物的高效解離，并最終為磁力粗粒高效預(yù)選拋廢創(chuàng)造了條件，是提高磨選給料品位、減少后續(xù)磨選負(fù)荷的關(guān)鍵技術(shù)。

1.3.1 全干式預(yù)選拋廢

干式預(yù)選拋廢工藝的突出特點(diǎn)是，工藝流程較簡單，生產(chǎn)組織更方便，且不受水資源和高寒氣候條件的制約，因此，在特定區(qū)域表現(xiàn)出較強(qiáng)大的生命力。

為實(shí)現(xiàn)貧磁鐵礦石的高效、低成本開發(fā)利用，減少細(xì)粒尾礦產(chǎn)生量、延長尾礦庫的服務(wù)年限，張子斌等［8］介紹了歪頭山鐵礦進(jìn)行細(xì)碎產(chǎn)品永磁干式筒式磁選機(jī)預(yù)選拋廢—高壓輥磨機(jī)閉路輥壓（篩孔寬3 mm）—細(xì)粒智能分選機(jī)干選拋廢工藝研究的情況。現(xiàn)場細(xì)碎產(chǎn)品（20～0 mm，鐵品位27.84%、磁性鐵品位23.11%）拋廢產(chǎn)率超過22%、閉路輥壓產(chǎn)品作業(yè)拋廢產(chǎn)率超過25%，總拋廢產(chǎn)率42.43%、鐵品位8.62%、磁性鐵品位0.71%、鐵損失率13.13%、磁性鐵損失率1.30%，入磨物料鐵品位42.01%、磁性鐵品位39.62%。楊少燕等［9］則介紹了歪頭山鐵礦在解決排土場超高問題時(shí)，將磁滑輪從排土場回收的超貧磁鐵礦石摻入采場礦石，由此帶來精礦產(chǎn)量低、生產(chǎn)成本高、尾礦庫縮容加速等一系列問題。為此開展了碎至20～0 mm 混合礦磁力粗粒干式預(yù)選拋廢—高壓輥磨機(jī)閉路輥壓（篩孔寬3 mm）—磁力粉礦干式預(yù)選拋廢—粗粒廢石分級工藝研究，并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了現(xiàn)場改造，對鐵品位約22%、磁性鐵品位約13.5%的礦石，輥前拋廢產(chǎn)率約21%、鐵品位約6.7%、磁性鐵品位約0.5%、磁性鐵損失率約0.8%，輥后拋廢產(chǎn)率約20.5%、鐵品位約6.8%、磁性鐵品位約0.6%、磁性鐵損失率約0.8%，總拋廢產(chǎn)率約42%；進(jìn)入后續(xù)磨選的物料鐵品位約32.5%、磁性鐵品位約22.5%、磁性鐵回收率超過98%；同時(shí)獲得粒度20～10、10～5、5～0 mm 的3 種建筑砂石骨料，排土場和尾礦庫排放量減少顯著，改造獲得了理想的脫困效果。

歪頭山貧磁鐵礦石的2 次磁力粗粒干式預(yù)選拋廢試驗(yàn)與生產(chǎn)實(shí)踐表明，2 次磁力粗粒干式預(yù)選可以顯著減輕入磨負(fù)荷、提高入磨品位，并大幅度減少細(xì)粒尾礦產(chǎn)生、處理與處置量，既可以解決排土場超高問題，還提高了資源的利用率，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

1.3.2 破碎產(chǎn)品干式+輥壓產(chǎn)品濕式預(yù)選拋廢

眾所周知，與干式分選相比，濕式分選具有效率高、精度高、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)；就高壓輥磨機(jī)閉路輥壓產(chǎn)品的粗粒預(yù)選拋廢來說，濕式分選工藝還有助于提高閉路篩分效率、控制篩分粉塵污染、有助于后續(xù)從拋出的粗粒廢石中回收更高品質(zhì)的建筑砂石等優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)在較細(xì)粒物料的處理時(shí)表現(xiàn)得尤為突出，因此，高壓輥磨機(jī)閉路輥壓普遍采用濕篩工藝，然后進(jìn)行濕選。

馬鋼礦業(yè)公司張莊磁鐵礦石鐵品位27.51%、磁性鐵占總鐵的71.36%、硅酸鐵占總鐵的19.50%、赤褐鐵占總鐵的6.03%。礦石加工流程充分體現(xiàn)了能拋早拋、節(jié)能減排理念，即在三段一閉路破碎+高壓輥磨機(jī)閉路輥壓流程中融入了3 次磁力粗粒預(yù)選拋廢作業(yè)，分別對預(yù)先檢查篩分的篩上（75～30 mm）、細(xì)碎最終產(chǎn)品（30～0 mm）、閉路輥壓產(chǎn)品（3.15～0 mm）進(jìn)行預(yù)選拋廢。齊美超等［10］介紹，現(xiàn)場干式預(yù)選塊廢石產(chǎn)率13.56%、碎石產(chǎn)率16.32%，濕式預(yù)選粗粒廢石產(chǎn)率17.15%，總拋廢產(chǎn)率47.03%、鐵品位13.05%、磁性鐵品位1.12%、鐵損失率22.31%、磁性鐵損失率2.68%，磨選給料鐵品位40.35%，實(shí)現(xiàn)了能拋早拋多拋的目標(biāo)。

湖南某片麻狀斜長石型與塊狀石英型極貧磁鐵礦石鐵品位不到16%、磁性鐵品位約10%、SiO2含量超過52%。礦石中的金屬礦物主要為磁鐵礦，赤（褐）鐵礦少量；脈石礦物主要為石英，長石、石榴石等少量。馬明等［11］介紹了企業(yè)為扭轉(zhuǎn)虧損局面，開展碎礦產(chǎn)品（30～0 mm）粉礦干選機(jī)中磁場粗粒預(yù)選拋廢—高壓輥磨機(jī)閉路輥壓（篩孔寬5 mm）—粗粒濕式磁選機(jī)預(yù)選拋廢試驗(yàn)的情況，總拋廢產(chǎn)率約60%、鐵品位低于8%、磁性鐵品位低于1%、磁性鐵損失率低于5%，進(jìn)入后續(xù)磨選的物料鐵品位接近28%、磁性鐵品位接近24%，取得了良好的粗粒預(yù)選拋廢效果。

哈薩克斯坦某貧磁鐵礦石中以磁鐵礦形式存在的鐵占總鐵的73.64%，赤褐鐵、碳酸鐵和硅酸鐵占比相當(dāng)；雜質(zhì)成分主要是SiO2、CaO 和MgO，含量分別為37.04%、15.57%、11.92%，有害成分硫磷含量極低。耿希華［12］介紹了為盤活該資源，進(jìn)行的細(xì)碎產(chǎn)品（30～0 mm、鐵品位19.91%）永磁中磁場干式磁選機(jī)預(yù)選拋廢—高壓輥磨機(jī)閉路輥壓（篩孔寬3 mm）—弱磁筒式磁選機(jī)濕式預(yù)選拋廢試驗(yàn)的情況。確定條件下的干式預(yù)選拋廢產(chǎn)率12.07%、鐵品位8.58%、鐵損失率5.23%，濕式預(yù)選拋廢產(chǎn)率36.95%、鐵品位5.82%、鐵損失率10.86%，總拋廢產(chǎn)率49.02%、鐵品位6.54%、鐵損失率16.09%，入磨物料鐵品位32.59%、磁性鐵回收率96.41%，有望實(shí)現(xiàn)該鐵礦資源的低成本開發(fā)。

這些研究與生產(chǎn)實(shí)踐表明，鐵品位15%～28%的貧磁鐵礦石，采用細(xì)碎產(chǎn)品磁力干式預(yù)選拋廢—高壓輥磨機(jī)閉路輥壓產(chǎn)品磁力濕式預(yù)選拋廢，可以顯著減少入磨礦量、提高入磨品位，為后續(xù)磨選提供優(yōu)質(zhì)原料，并減少高成本、高風(fēng)險(xiǎn)的尾礦庫堆存量。齊美超等［10］介紹的情況還表明，預(yù)選拋廢應(yīng)能早盡早；若馬明、耿希華等［11-12］介紹的更低品位的礦石可以在中碎后高效拋廢，則可以明顯減輕細(xì)碎及預(yù)先檢查篩分負(fù)荷，甚至一定程度上減輕高壓輥磨機(jī)閉路輥壓及其配套預(yù)選拋廢系統(tǒng)負(fù)荷。

1.4 磨機(jī)排礦中粗粒的預(yù)選拋廢

我國磁力粗粒預(yù)選拋廢技術(shù)的應(yīng)用，目前的主要對象是各段常規(guī)破碎產(chǎn)品和高壓輥磨機(jī)破碎產(chǎn)品。隨著生態(tài)、綠色、文明礦山發(fā)展思想認(rèn)識的提高，精細(xì)化生產(chǎn)、管理方式的推進(jìn)，節(jié)能減排、能拋早拋理念的深入貫徹，少產(chǎn)細(xì)尾、努力將粗尾打造成建筑砂石的現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的吸引，開始有礦山把磁力粗粒預(yù)選拋廢目標(biāo)瞄向了（半）自磨機(jī)、球磨機(jī)閉路循環(huán)的中間產(chǎn)品。

中關(guān)鐵礦為接觸交代矽卡巖型鐵礦，礦石以原生磁鐵礦石為主，局部可見氧化礦石。選礦廠采用自磨機(jī)排礦篩分（篩孔寬3 mm）、篩下產(chǎn)品筒式磁選機(jī)弱磁選后進(jìn)入旋流器-球磨機(jī)組成的閉路磨礦分級系統(tǒng)、篩上直接進(jìn)入球磨機(jī)磨礦、旋流器溢流弱磁選流程。為了挖掘生產(chǎn)潛力、減少進(jìn)入球磨機(jī)的25～3 mm 量和細(xì)粒尾礦產(chǎn)生量、實(shí)現(xiàn)降本增效的目標(biāo)，張慶博等［13］介紹了篩上產(chǎn)品（鐵品位40.95%、磁性鐵品位35.35%）干式磁選機(jī)預(yù)選拋廢試驗(yàn)的情況，確定條件下的拋廢作業(yè)產(chǎn)率8.65%、鐵品位4.46%、磁性鐵品位0.79%，與磨選尾礦品位相當(dāng)。可見，增設(shè)該磁力干式預(yù)選拋廢系統(tǒng)，確有減負(fù)荷、降平均粒度、提磨選品位等效果。祝彪［14］則介紹了某礦石性質(zhì)類似的礦山，為了減輕后續(xù)球磨系統(tǒng)負(fù)荷，產(chǎn)出部分建筑砂石骨料，改善后續(xù)磨選給料品質(zhì)，減少細(xì)粒尾礦產(chǎn)生量，降低選礦生產(chǎn)成本，基于鐵礦物在自磨機(jī)排礦（鐵品位42.23%）中細(xì)粒級明顯富集的特點(diǎn)（+10 mm粒級產(chǎn)率3.07%、鐵品位35.20%，10～5 mm 粒級產(chǎn)率7.08%、鐵品位38.21%，5～0 mm 粒級產(chǎn)率89.85%、鐵品位42.79%），對自磨機(jī)排礦分粒級進(jìn)行了磁力粗粒預(yù)選拋廢試驗(yàn)。+10 mm粒級磁力粗粒干式預(yù)選拋廢作業(yè)產(chǎn)率42.26%、鐵品位6.14%，10～5 mm 粒級磁力粗粒干式預(yù)選拋廢作業(yè)產(chǎn)率34.55%、鐵品位4.30%，5～0 mm 粒級磁力粗粒濕式預(yù)選拋廢作業(yè)產(chǎn)率18.86%、鐵品位6.73%，預(yù)選拋廢總流程產(chǎn)率超過20%?？梢?，實(shí)施該改造將產(chǎn)生顯著的目標(biāo)效果。

首鋼大石河鐵礦選礦廠一段閉路磨礦系統(tǒng)由直線振動篩（篩孔寬2 mm）與球磨機(jī)組成閉路，篩上產(chǎn)品（即返砂）+5、5～2 mm 粒級產(chǎn)率分別為15.36%和83.74%，鐵品位20.96%（低于篩下產(chǎn)品2.47 個(gè)百分點(diǎn)）、磁性鐵品位15.75%，其中有大量已單體解離且相對難磨的脈石礦物，返回再磨會浪費(fèi)球磨機(jī)的磨礦能力、增加磨礦能耗、產(chǎn)生大量的細(xì)粒尾礦并增加后續(xù)處理與處置負(fù)荷和成本。張開路等［15］介紹了采用板式磁選機(jī)進(jìn)行干式預(yù)選拋廢試驗(yàn)的情況：靜態(tài)下拋廢作業(yè)產(chǎn)率31.64%、鐵品位5.87%、磁性鐵品位0.73%；待返回物料鐵品位27.95%、磁性鐵品位22.70%。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，并依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果建立的動態(tài)平衡狀態(tài)下的數(shù)學(xué)模型，預(yù)測在有預(yù)選拋廢作業(yè)、返砂比按50.62%計(jì)的拋廢流程產(chǎn)率14.02%，可顯著提高一段弱磁選給礦品位，改善后續(xù)分選條件，具有顯著的節(jié)能降耗、降本增效、減少細(xì)粒尾礦產(chǎn)出量的效果，所產(chǎn)出的廢石還可作為優(yōu)質(zhì)建筑砂石出售，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

從自磨、球磨系統(tǒng)中間產(chǎn)品中分離出的這些粒級屬于傳統(tǒng)的易分選粗粒級，且沒有微細(xì)粒礦物在塊礦上的黏附，因此，在科學(xué)論證分選粒度、磁力干式預(yù)選拋廢設(shè)備、工藝技術(shù)與設(shè)備參數(shù)的情況下，可以有效拋出合格廢石，實(shí)現(xiàn)能拋早拋、節(jié)能減排、降本增效目標(biāo)。

1.5 高壓輥磨機(jī)閉路輥壓產(chǎn)品的預(yù)選拋廢

高壓輥磨機(jī)閉路輥壓破碎與常規(guī)粗、中、細(xì)碎相比，不僅破碎比大、破碎效率高、破碎能力大、破碎成本低，而且具有選擇性破碎的特點(diǎn)，是當(dāng)前備受推崇的破碎設(shè)備。馬鋼南山礦業(yè)公司凹山選礦廠為了實(shí)現(xiàn)高村采場極貧磁鐵礦石的高效、低成本、少細(xì)尾開發(fā)利用，在國內(nèi)首次引進(jìn)高壓輥磨機(jī)進(jìn)行礦石破碎，并與設(shè)計(jì)研究單位聯(lián)合開發(fā)了高壓輥磨機(jī)閉路輥壓—磁力粗粒預(yù)選拋廢技術(shù)。該項(xiàng)目的成功，極大地推動了我國高壓輥磨機(jī)閉路輥壓產(chǎn)品磁力預(yù)選拋廢工藝技術(shù)的發(fā)展［16］，已成為低貧鐵礦石資源高效開發(fā)利用的首選技術(shù)。

1.5.1 干式預(yù)選拋廢

與細(xì)碎產(chǎn)品的干式預(yù)選拋廢類似，高壓輥磨機(jī)閉路輥壓產(chǎn)品的預(yù)選拋廢不僅同樣會受到大量粉礦的干擾，影響拋廢效率；在礦石含水量略高時(shí)，會有更多細(xì)粉狀強(qiáng)磁性鐵礦物因黏附在相對較大顆粒廢石上而流失；而且，受高壓輥壓影響，高壓輥磨機(jī)閉路輥壓產(chǎn)品中，大小顆粒分散存在一定的難度，有些礦石的輥壓產(chǎn)品的顆粒分散甚至需要設(shè)置打散作業(yè)。但高壓輥磨機(jī)閉路輥壓產(chǎn)品的磁力干式預(yù)選拋廢運(yùn)行成本低、工藝配套較簡單、不受嚴(yán)寒和缺水影響，因而對少泥、含水量低的原生礦石，特別是地處嚴(yán)寒、缺水地區(qū)的此類礦石，該工藝仍有一定的價(jià)值。

鞍山某難選極貧磁鐵礦石中的主要金屬礦物為磁鐵礦，赤鐵礦和褐鐵礦少量；脈石礦物主要為石英，長石、云母、碳酸鹽礦物等少量。礦石鐵品位15.85%、SiO2含量55.66%，磁性鐵占總鐵的86.23%、赤褐鐵占總鐵的9.65%。為解決如此低品位磁鐵礦石的加工成本和細(xì)粒尾礦產(chǎn)生、處理與處置量問題，李博琦等［17］介紹了細(xì)碎產(chǎn)品（d95=12 mm）高壓輥磨機(jī)閉路輥壓（篩孔寬3 mm）—粉礦干選機(jī)磁力預(yù)選拋廢試驗(yàn)的情況，拋廢產(chǎn)率35.63%、鐵品位8.10%、鐵損失率18.21%，進(jìn)入后續(xù)磨選系統(tǒng)的物料鐵品位20.14%，試驗(yàn)取得了相當(dāng)不錯(cuò)的拋廢提質(zhì)效果。

秉新鐵礦選礦廠所處理的極貧磁鐵礦石中的鐵礦物主要為磁鐵礦和磁赤鐵礦，赤（褐）鐵礦等很少；磁鐵礦粒度粗細(xì)懸殊（大于0.074 mm 占89.97%），主要呈不規(guī)則狀分布，有的呈致密狀、星散狀雜亂分布，磁鐵礦集合體常包裹細(xì)粒脈石礦物，總體較難解離。為了論證高壓輥磨機(jī)閉路輥壓產(chǎn)品（篩孔寬3 mm）—粉礦干選機(jī)預(yù)選拋廢的效果，胡國光等［18］介紹了對鐵品位18.50%、磁性鐵品位15.69%的閉路輥壓產(chǎn)品（3～1、1～0.074 mm 粒級產(chǎn)率分別為35.55%和46.13%）進(jìn)行磁力粗粒干式預(yù)選的情況，拋廢產(chǎn)率38.02%、鐵品位3.68%、磁性鐵品位0.33%、磁性鐵損失率0.81%，進(jìn)入后續(xù)磨選的物料鐵品位27.88%，也取得了不錯(cuò)的預(yù)選拋廢效果。

從高壓輥磨機(jī)閉路輥壓產(chǎn)品開展磁力干式預(yù)選拋廢研究的資源所在地域看，均位于我國北方寒冷、少雨地區(qū)，鮮見南方多雨水地區(qū)的強(qiáng)磁性鐵礦石資源采用該工藝并取得成功的報(bào)道，因此，一般認(rèn)為該工藝存在一定的地域性。

1.5.2 濕式預(yù)選拋廢

1.2 節(jié)介紹過，與強(qiáng)磁性鐵礦石細(xì)碎產(chǎn)品的磁力干式預(yù)選拋廢相比，強(qiáng)磁性鐵礦石細(xì)碎產(chǎn)品的磁力濕式預(yù)選拋廢具有拋廢效率和精度更高、無粉塵污染、有利于從拋廢中分離出建筑用砂等特點(diǎn)。與此類似，強(qiáng)磁性鐵礦石高壓輥磨機(jī)閉路輥壓產(chǎn)品的磁力濕式預(yù)選與干式預(yù)選相比，也具有相似的特點(diǎn)。與細(xì)碎產(chǎn)品的磁力預(yù)選拋廢有所差異的是，閉路輥壓產(chǎn)品的磁力濕式預(yù)選拋廢設(shè)備相當(dāng)成熟，且廠家眾多、各具特色；此外，高壓輥磨機(jī)閉路輥壓系統(tǒng)的篩分也相應(yīng)可以采用效率更高的濕式篩分工藝，這會顯著提高全系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和生產(chǎn)能力。因此，高壓輥磨機(jī)閉路輥壓產(chǎn)品的磁力濕式預(yù)選拋廢工藝應(yīng)用十分廣泛。

太鋼袁家村鐵礦采用包含自磨和浮選作業(yè)的選礦工藝處理過渡期的混合型鐵礦石；過渡期結(jié)束后的閃石型和石英型原生磁鐵礦石的處理，僅是在自磨+球磨連續(xù)磨礦后增設(shè)了弱磁選系統(tǒng)，選礦廠連續(xù)磨礦的能耗高問題突出。礦石中的磁鐵礦聚集呈浸染條帶狀，嵌布在以石英和鐵閃石為主的脈石礦物中，條帶寬一般0.1～1.5 mm。針對這種礦石，李賢等［19］介紹了開展常規(guī)破碎+高壓輥磨機(jī)閉路輥壓—磁力粗粒濕式預(yù)選試驗(yàn)的情況。鐵品位30.14%、粒度3～0 mm 的輥壓產(chǎn)品的拋廢產(chǎn)率22.57%、鐵品位10.87%、鐵損失率8.14%，粗精礦品位35.75%；鐵品位30.00%、粒度5～0 mm 的輥壓產(chǎn)品的拋廢產(chǎn)率20.72%、鐵品位11.24%、鐵損失率7.76%，粗精礦品位34.90%?？梢?，用常規(guī)破碎+高壓輥磨機(jī)閉路輥壓工藝取代粗碎—自磨—球磨工藝，可使入磨物料鐵品位提高約5 個(gè)百分點(diǎn)，粒度顯著下降，入磨物料量以及細(xì)粒尾礦產(chǎn)生、處理與處置量減少約20%。

鞍千鐵礦石屬低品位磁鐵礦石，鐵品位29.25%，Si02含量47.07%，有害成分硫磷含量非常低。礦石中主要鐵礦物為磁鐵礦、赤鐵礦少量，其中以磁鐵礦形式賦存的鐵占79.02%、以赤鐵礦形式賦存的鐵占13.54%；主要脈石礦物為石英和鈣鎂閃石。為實(shí)現(xiàn)礦石的高效、低成本開發(fā)利用，徐冬林等［20］介紹了現(xiàn)場碎礦產(chǎn)品高壓輥磨機(jī)閉路輥壓（篩孔寬3 mm）—磁力粗粒濕式預(yù)選拋廢試驗(yàn)的情況，拋廢產(chǎn)率32.94%、鐵品位10.44%、鐵損失率11.88%，進(jìn)入后續(xù)磨選系統(tǒng)的物料鐵品位38.03%。該工藝發(fā)揮了高效輥壓和高效預(yù)選拋廢效果，有望實(shí)現(xiàn)公司的戰(zhàn)略目標(biāo)。

弓長嶺選礦廠所處理的低品位磁鐵礦石鐵品位28%左右、主要雜質(zhì)成分SiO2含量接近50%，有害成分硫磷含量極低。礦石的主要組成礦物為磁鐵礦和石英，其次是角閃石和綠泥石，赤鐵礦和碳酸鹽礦物少量。磁鐵礦和赤鐵礦以中粒嵌布，其次為細(xì)?！，F(xiàn)場采用傳統(tǒng)三段一閉路破碎、階段磨礦階段磁選—細(xì)篩篩分—中礦再磨—磁選流程。為解決現(xiàn)場流程長且復(fù)雜、生產(chǎn)成本高等問題，董利娟等［21］介紹了細(xì)碎產(chǎn)品高壓輥磨機(jī)閉路輥壓—筒式磁選機(jī)中磁場濕式預(yù)選拋廢流程試驗(yàn)的情況，粒度3～0 mm、鐵品位27.57%的輥壓產(chǎn)品，確定條件下的拋廢產(chǎn)率31.84%、鐵品位10.41%、鐵損失率11.81%，后續(xù)磨選給料鐵品位36.30%。礦石經(jīng)過高效粉碎，并提前大量拋出合格廢石，顯著提高了入磨物料鐵品位，為后續(xù)簡化磨選流程、降低生產(chǎn)成本創(chuàng)造了條件。

司家營鐵礦的原生鐵礦石鐵品位25.93%，主要鐵礦物為磁鐵礦。現(xiàn)場碎礦產(chǎn)品（12～0 mm）中的6～0 mm 粒級磁力粗粒濕式預(yù)選拋廢后與12～6 mm粒級合并進(jìn)入后續(xù)磨選作業(yè)。為解決球磨機(jī)給料粒度粗、品位低、負(fù)荷重等問題，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、降本增效目標(biāo)。呂小煥等［22］介紹了高壓輥磨機(jī)閉路輥壓（篩孔寬3 mm）—永磁筒式磁選機(jī)粗粒濕式預(yù)選拋廢試驗(yàn)的情況，拋廢產(chǎn)率30.92%、鐵品位7.66、鐵損失率8.98%，入磨物料鐵品位34.79%，較好地解決了球磨機(jī)給料粒度粗、品位低、負(fù)荷重等問題。

武鋼金山店選礦廠磁鐵礦石鐵品位25.16%，磨前采用三段一閉路破碎（12～0 mm）—篩分（篩孔寬3 mm）—篩上產(chǎn)品粉礦干選機(jī)預(yù)選拋廢后與篩下合并進(jìn)入磨選系統(tǒng)流程，干拋廢石產(chǎn)率23.40%、鐵品位5.65%，全部作為建材石料出售。為優(yōu)化現(xiàn)場工藝，王中才［23］介紹了開展碎礦產(chǎn)品高壓輥磨機(jī)閉路輥壓（篩孔寬3 mm）—濕式磁選機(jī)預(yù)選拋廢試驗(yàn)的情況，拋廢產(chǎn)率46.43%、鐵品位5.43%、磁性鐵品位0.52%、磁性鐵損失率1.18%，進(jìn)入后續(xù)磨選的物料鐵品位42.26%，較好地落實(shí)了能拋早拋多拋的節(jié)能降耗、降本增效理念。

5篇強(qiáng)磁性鐵礦石高壓輥磨機(jī)閉路輥壓產(chǎn)品濕式預(yù)選拋廢文獻(xiàn)介紹的資源所在地具有全國代表性；5 組給料平均鐵品位超過27%的情況下，拋廢產(chǎn)率仍高達(dá)33%左右，進(jìn)入后續(xù)磨選的物料平均鐵品位超過37%，鐵品位提升幅度達(dá)10 個(gè)百分點(diǎn)，拋廢效果明顯。

5篇濕式預(yù)選拋廢文獻(xiàn)中的4篇以不同方式反映出該拋廢工藝平均磁性鐵損失率不到1%，表明該工藝的高效性和精準(zhǔn)性，而2篇高壓輥磨機(jī)閉路輥壓產(chǎn)品干式預(yù)選拋廢文獻(xiàn)均未揭示磁性鐵損失率。結(jié)合細(xì)碎產(chǎn)品磁力干、濕拋廢的優(yōu)劣，無疑也可以得出高壓輥磨機(jī)閉路輥壓產(chǎn)品磁力濕式預(yù)選拋廢指標(biāo)更好的結(jié)論。因此，在確定高壓輥磨機(jī)閉路輥壓產(chǎn)品粗粒干、濕預(yù)選拋廢工藝時(shí)，在自然條件許可的情況下，應(yīng)盡量考慮濕拋工藝。

2 強(qiáng)-弱磁性混合鐵礦石的磁力粗粒預(yù)選拋廢

基于地球上沒有純粹的強(qiáng)磁性或弱磁性鐵礦石資源，本文引用文獻(xiàn)所提及的強(qiáng)-弱磁性混合鐵礦石資源，指的是強(qiáng)、弱磁性鐵礦物都有回收價(jià)值，且都得到較充分回收利用的鐵礦石資源，這也就是本文所定義的強(qiáng)-弱磁性混合鐵礦石資源。與強(qiáng)磁性鐵礦石的粗粒預(yù)選拋廢相比，這類鐵礦石的磁力預(yù)選拋廢要困難、復(fù)雜得多，分選時(shí)通常會有粒度等方面的限制，工藝流程也更復(fù)雜。

一般來說，當(dāng)今資源節(jié)約型鐵礦山，進(jìn)行強(qiáng)-弱磁性混合鐵礦石的單一磁力粗粒預(yù)選拋廢，幾乎沒有在粗、中碎產(chǎn)品段進(jìn)行，因?yàn)閷^寬粒度范圍的此類鐵礦石進(jìn)行磁力預(yù)選拋廢，往往會影響弱磁性鐵礦物的高效回收。主要表現(xiàn)在磁場系統(tǒng)對不含甚至少含強(qiáng)磁性鐵礦物的弱磁性鐵礦石顆粒的約束力十分弱，因而容易隨廢石一起被拋出。這類混合鐵礦石的磁力粗粒預(yù)選拋廢，對象多是粒度較細(xì)的細(xì)碎產(chǎn)品或超細(xì)碎產(chǎn)品。只有在這樣的粒度條件下，磁場系統(tǒng)才能在約束強(qiáng)磁性鐵礦物顆粒的同時(shí)，也對弱磁性鐵礦石顆粒兼具約束力，從而保證對全部目標(biāo)鐵礦物進(jìn)行充分、有效的回收。

這類大、中粒礦石單一磁力粗粒預(yù)選拋廢困難，根本原因還是沒有行之有效的、與大粒度及大粒度差相匹配的磁力分選設(shè)備。目前，適用于偏細(xì)細(xì)碎產(chǎn)品全粒級預(yù)選拋廢的磁力分選設(shè)備主要有重磁拉選礦機(jī)、外磁式磁選機(jī)等；對于高壓輥磨機(jī)閉路輥壓產(chǎn)品或類似粒度產(chǎn)品，可以進(jìn)行全粒級高效預(yù)選拋廢的磁力分選設(shè)備，主要有中（弱）磁筒式磁選機(jī)+新型粗粒立環(huán)脈動高梯度磁選機(jī)組合、新型粗粒立環(huán)脈動高梯度磁選機(jī)1粗1掃組合。

2.1 常規(guī)細(xì)碎或高壓輥磨機(jī)開路輥壓產(chǎn)品的預(yù)選拋廢

對混入強(qiáng)-弱磁性混合鐵礦石的圍巖和夾石，目前的磁力粗粒預(yù)選拋廢技術(shù)，雖然不能在粗、中碎產(chǎn)品階段有效而準(zhǔn)確地剔除，但盡早通過預(yù)選拋出以恢復(fù)地質(zhì)品位，甚至拋出在破碎過程中解離出的塊狀脈石，是節(jié)能減排、降本增效、精細(xì)化生產(chǎn)與管理模式以及多出粗粒廢石（有的可作為建筑砂石）的必然要求。因此，對碎礦最終產(chǎn)品進(jìn)行磁力預(yù)選拋廢就顯得尤為迫切。

安徽霍邱某鐵礦石屬低品位磁鐵礦-鏡鐵礦混合型鐵礦石，為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、降本增效目標(biāo)，貫徹能拋早拋理念。尚紅亮等［24］介紹了開展高效磁力粗粒預(yù)選拋廢研究的情況：外磁式磁選機(jī)對現(xiàn)場入磨物料（12～0 mm、鐵品位26.49%）進(jìn)行的濕式預(yù)選拋廢產(chǎn)率20.90%、鐵品位9.08%、鐵損失率7.65%，入磨物料鐵品位31.09%，取得了明顯的拋廢效果。

馬鋼礦業(yè)公司和睦山鐵礦的磁-赤混合鐵礦石中的鐵礦物主要為磁鐵礦，其次是半假象赤鐵礦、赤鐵礦。受礦石資源性質(zhì)、礦床地質(zhì)環(huán)境與采礦工藝等因素影響，高壓輥磨機(jī)開路輥壓產(chǎn)品（20～0 mm、鐵品位34%左右）具有含水率及解離出的廢石占有率較高的特征。為了解決輥壓產(chǎn)品直接進(jìn)入磨選導(dǎo)致生產(chǎn)成本高、產(chǎn)出大量的細(xì)粒尾礦加速尾礦庫縮容等問題。陸虎等［25］介紹了應(yīng)用新研制成功的重磁拉選礦機(jī)進(jìn)行高效濕式預(yù)選拋廢試驗(yàn)的情況：適宜條件下的拋廢產(chǎn)率30%左右、鐵品位8%左右、鐵損失率不到8%，入磨物料鐵品位45%左右，可助力礦山實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、降本增效目標(biāo)。

文獻(xiàn)［24-25］中的磁鐵礦-鏡鐵礦型混合鐵礦石、磁-赤混合鐵礦石最大粒度分別為12 mm 和20 mm，分別采用外磁式磁選機(jī)、重磁拉選礦機(jī)1 次選別，就能較充分地回收其中的有用鐵礦物，極大地簡化了預(yù)富集流程，有望推動強(qiáng)-弱磁性混合鐵礦石磨前提質(zhì)、減量技術(shù)與設(shè)備邁上新高度。

與文獻(xiàn)［24］相比，文獻(xiàn)［25］中的給礦最大粒度明顯更粗、鐵品位更高，但拋廢產(chǎn)率高得多、拋廢鐵品位更低，且鐵損失率相當(dāng)，值得重視和分析。這一方面可能與礦石性質(zhì)有關(guān)，另一方面，碎礦最終產(chǎn)品是否經(jīng)過高壓輥磨機(jī)輥壓、拋廢設(shè)備及其性能的差異一定也發(fā)揮著重要作用。因此，在確定磁力預(yù)選拋廢工藝、設(shè)備及工作參數(shù)時(shí)，必須依賴充分、翔實(shí)、科學(xué)的試驗(yàn)。

2.2 高壓輥磨機(jī)閉路輥壓產(chǎn)品的濕式預(yù)選拋廢

發(fā)揮高壓輥磨機(jī)低成本高效粉碎、選擇性破碎作用也是強(qiáng)-弱磁性混合鐵礦石實(shí)現(xiàn)高效磁力粗粒濕式預(yù)選拋廢的強(qiáng)烈需求。受更粗粒級磁力粗粒預(yù)選拋廢效果的局限，其對此類混合鐵礦石的意義甚至超過強(qiáng)磁性鐵礦石。當(dāng)?shù)V石破碎至超細(xì)碎粒度范圍時(shí)，磁力粗粒預(yù)選拋廢的高效、高精度、規(guī)?；拍芘c強(qiáng)磁性鐵礦石相媲美。這種拋廢效果的高效性無疑與新型大顆粒立環(huán)脈動高梯度磁選技術(shù)的巨大進(jìn)步密切相關(guān)。

安徽周油坊貧磁鐵礦-鏡鐵礦混合礦石屬于低磷硫單一酸性氧化鐵礦石，主要鐵礦物磁鐵礦、鏡鐵礦呈粗細(xì)粒不均勻嵌布狀態(tài)。為了提高選礦廠的磨選效率，實(shí)現(xiàn)降本增效的目標(biāo)，李澤萍等［26］介紹了采用擁有全新性能特點(diǎn)的大顆粒立環(huán)脈動高梯度磁選機(jī)進(jìn)行粗粒濕式預(yù)選拋廢試驗(yàn)的情況：對于鐵品位28.01%、粒度4～0 mm 的高壓輥磨機(jī)閉路輥壓產(chǎn)品，2 次粗選拋廢產(chǎn)率25.29%、鐵品位7.18%、鐵損失率6.48%，獲得的以磁鐵礦物為主的粗精礦1 鐵品位38.45%、鐵回收率36.71%，以鏡鐵礦為主的粗精礦2鐵品位33.17%、鐵回收率56.81%，大量廢石的拋出，可以較好地實(shí)現(xiàn)企業(yè)的目標(biāo)愿望。

安徽某低硫磷貧磁-赤混合鐵礦石鐵品位29.99%，鐵主要以磁鐵礦及假象赤鐵礦、赤（褐）鐵礦的形式存在，鐵分布率分別為42.51%和44.71%。礦石中的鐵礦物嵌布粒度較粗，小于0.15 mm 粒級物料僅占6.41%。劉軍等［27］介紹了對該礦石進(jìn)行磁力粗粒預(yù)選拋廢試驗(yàn)的情況：碎礦產(chǎn)品（12～0 mm）高壓輥磨機(jī)閉路輥壓（篩孔寬3 mm）—中磁粗粒濕式磁選機(jī)預(yù)選+新型粗粒立環(huán)脈動高梯度磁選機(jī)濕式預(yù)選的拋廢產(chǎn)率25.19%、鐵品位6.46%、鐵損失率5.42%，進(jìn)入后續(xù)磨選的物料鐵品位37.92%，取得了理想的預(yù)選拋廢效果。

安徽某鐵礦石為磁鐵礦-鏡鐵礦型混合鐵礦石，以鏡鐵礦為主，鐵品位28.76%，主要雜質(zhì)成分SiO2含量43.28%，有害成分硫磷含量很低。為了確定該礦石閉路輥壓產(chǎn)品磁力粗粒預(yù)選拋廢的高效性，以便為工業(yè)應(yīng)用提供依據(jù)，王濤［28］介紹了粒度3～0 mm 的高壓輥磨機(jī)閉路輥壓產(chǎn)品進(jìn)行弱磁選+強(qiáng)磁選粗粒濕式預(yù)選拋廢試驗(yàn)的情況：采用永磁筒式磁選機(jī)和大顆粒立環(huán)脈動高梯度磁選機(jī)進(jìn)行濕式粗粒預(yù)選，拋廢產(chǎn)率31.88%、鐵品位5.58%、鐵損失率6.18%，進(jìn)入后續(xù)磨選的物料鐵品位39.61%，充分體現(xiàn)了磁力粗粒預(yù)選拋廢的高效性。據(jù)此完成了現(xiàn)場應(yīng)用改造，對鐵品位28.84%、粒度3～0 mm 的高壓輥磨機(jī)閉路輥壓產(chǎn)品的拋廢產(chǎn)率37.12%、鐵品位5.56%、鐵損失率5.17%，后續(xù)磨選給料鐵品位達(dá)42.58%，生產(chǎn)指標(biāo)優(yōu)于試驗(yàn)指標(biāo)。

鞍千某低品位鐵礦石中有用礦物為赤鐵礦、磁鐵礦，脈石礦物主要為石英、綠泥石等，礦石鐵品位24.99%、SiO2含量59.38%，硫磷含量極低。涂繼嫻等［29］介紹了開展高效碎磨及其配套預(yù)選工藝的研究情況，半自磨機(jī)與高壓輥磨機(jī)分別將礦石閉路碎磨至3～0 mm（輥磨產(chǎn)品整體粒度更粗），然后分別研究兩產(chǎn)品濕式弱磁選+強(qiáng)磁選拋廢的效果，及其對后續(xù)磨選的影響。結(jié)果顯示，半自磨工藝的拋廢產(chǎn)率23.76%、鐵品位7.12%、鐵損失率6.77%，高壓輥磨工藝的拋廢產(chǎn)率22.68%、鐵品位6.09%、鐵損失率5.53%，2 種粗粒精礦鐵品位及其他指標(biāo)相當(dāng)，但高壓輥磨工藝的生產(chǎn)成本更低、預(yù)選拋廢鐵品位和鐵損失率均較低、拋廢粒度更粗、鐵礦物與脈石礦物沿解理面解離情況更好、粗粒精礦顆粒內(nèi)豐富的微裂紋更有利于后續(xù)磨選。

大量的研究與實(shí)踐表明，強(qiáng)-弱磁性混合鐵礦石的高壓輥磨機(jī)閉路輥壓產(chǎn)品磁力粗粒濕式預(yù)選拋廢工藝具有高效拋廢、節(jié)能減排、降本增效提質(zhì)等顯著特點(diǎn)，可以大幅度減少后續(xù)磨選及細(xì)粒尾礦處理量，提高磨選給料品位；高壓輥磨機(jī)的高效破碎特性，不僅是該拋廢技術(shù)取得巨大成功的前提，還可以改善后續(xù)磨選給料的可磨性和可選性；新型高效粗粒立環(huán)脈動高梯度磁選機(jī)的研制成功，使粗粒弱磁性鐵礦物與粗粒廢石的分離變得準(zhǔn)確、高效，是該技術(shù)取得巨大成功的根本保證。

與高壓輥磨機(jī)閉路輥壓產(chǎn)品的磁力濕式預(yù)選拋廢相比，有了重磁拉選礦機(jī)等新型磁力分選設(shè)備，強(qiáng)-弱磁性混合鐵礦石的細(xì)碎產(chǎn)品或高壓輥磨機(jī)開路輥壓產(chǎn)品的全粒級磁力粗粒濕式預(yù)選拋廢，雖然分選精度、分選效率略遜，但作為更靠前端、更粗粒、也是首道最有效的預(yù)選拋廢，其具有的盡早恢復(fù)地質(zhì)品位且充分拋出破碎時(shí)新解離出的脈石礦物的特點(diǎn)，和極簡的工藝流程和配置，是其具有強(qiáng)大生命力的根本所在。

3 弱磁性鐵礦石的磁力粗粒預(yù)選拋廢

與強(qiáng)-弱磁性混合鐵礦石的磁力粗粒預(yù)選拋廢相比，弱磁性鐵礦石的磁力粗粒預(yù)選拋廢，理論上往往工藝流程相對簡單，分選效率和精度也會更高，這主要是因?yàn)榉诌x時(shí)礦石中沒有強(qiáng)磁性鐵礦物干擾；但從生產(chǎn)實(shí)踐看，弱磁性鐵礦石中或多或少存在一些強(qiáng)磁性鐵礦物。

從相關(guān)文獻(xiàn)和生產(chǎn)實(shí)踐看，弱磁性鐵礦石粗、中碎產(chǎn)品段的磁力粗粒預(yù)選拋廢研究與生產(chǎn)實(shí)踐十分鮮見。對大中粒礦石磁力粗粒預(yù)選拋廢困難的原因、分選粒度上限的嚴(yán)格限制等都與強(qiáng)-弱磁性混合鐵礦石類似，具有高效分選效果的對象是與偏細(xì)細(xì)碎產(chǎn)品或超細(xì)碎產(chǎn)品粒度相當(dāng)?shù)奈锪稀?/p>

目前，弱磁性鐵礦石高效分選的設(shè)備主要是各類強(qiáng)磁輥和新型粗粒立環(huán)脈動高梯度磁選機(jī)，前者主要用于處理上限粒度一般不超過15 mm、下限粒度不小于3 mm 的低含水且不含泥的碎石狀物料，后者則主要用于處理粒度上限不超過5 mm的全粒級粉礦礦漿。

3.1 （半）自磨機(jī)閉路磨礦產(chǎn)品的粗粒濕式預(yù)選拋廢

一般擁有（半）自磨工藝的弱磁性鐵礦石選礦廠，（半）自磨工藝后往往緊跟閉路球磨系統(tǒng)，構(gòu)成連續(xù)磨礦系統(tǒng)。顯然，對于這樣的礦山，沒有實(shí)質(zhì)性貫徹能拋早拋理念：（半）自磨前無法進(jìn)行粗粒預(yù)選拋廢，閉路球磨系統(tǒng)的溢流中已無粗粒級脈石礦物。因此，此類工藝稱不上高效節(jié)能減排、降本增效工藝。

對于擁有該工藝的礦山，對于依然符合礦石性質(zhì)特點(diǎn)的該工藝，如何科學(xué)、高效、簡潔、低成本融入磁力粗粒預(yù)選拋廢工藝，且便于生產(chǎn)管理和維護(hù)檢修，對占整個(gè)選礦廠70%左右電耗和鋼耗的（半）自磨+一段球磨系統(tǒng)來說，其意義可想而知。

鞍千高硅低硫磷微細(xì)粒極貧赤鐵礦石中的鐵礦物主要為赤（褐）鐵礦，脈石礦物主要為石英。為了解決選礦廠磨選給料鐵品位低、精礦生產(chǎn)成本高、經(jīng)濟(jì)效益不理想問題，陳國巖［30］介紹了開展極貧赤鐵礦石磁力粗粒濕式預(yù)選拋廢試驗(yàn)的情況：對鐵品位18.34%，赤褐鐵占總鐵89.10%、磁性鐵僅占7.34%的極貧赤鐵礦石，閉路半自磨（控制篩篩孔寬3 mm）—永磁濕式磁選機(jī)弱磁選+粗粒立環(huán)脈動高梯度磁選機(jī)強(qiáng)磁選拋廢產(chǎn)率37.78%、鐵品位6.85%、鐵損失率14.10%，進(jìn)入后續(xù)球磨系統(tǒng)的物料鐵品位25.32%，取得了顯著的粗粒預(yù)選拋廢效果。祝昕冉等［31］也介紹了該礦山再次開展類似研究的情況，對鐵品位20.09%、赤褐鐵占總鐵89.90%、磁性鐵僅占5.03%的極貧赤鐵礦石，3～0 mm 閉路半自磨產(chǎn)品磁力粗粒濕式預(yù)選拋廢產(chǎn)率31.08%、鐵品位9.06%、鐵損失率14.01%，進(jìn)入后續(xù)球磨系統(tǒng)的物料鐵品位25.07%，也取得了相近的試驗(yàn)指標(biāo)。

（半）自磨機(jī)的排礦粒度很寬，最大可達(dá)數(shù)十毫米，此兩文獻(xiàn)均只介紹了3～0 mm粒級的磁力粗粒濕式預(yù)選拋廢情況，而通常自磨機(jī)排礦端采用雙層篩分結(jié)構(gòu)，應(yīng)盡量利用這種篩分結(jié)構(gòu)形式，研究中間產(chǎn)品強(qiáng)磁感應(yīng)輥粗粒干式預(yù)選拋廢的可能性，以獲得更充分的拋廢效果。

3.2 碎礦產(chǎn)品中塊礦預(yù)先干拋—高壓輥磨機(jī)閉路輥壓—綜合粉礦的濕式再拋廢

大量的研究與生產(chǎn)實(shí)踐均表明，弱磁性鐵礦石高壓輥磨機(jī)閉路輥壓產(chǎn)品通常具有很好的磁力粗粒濕式預(yù)選拋廢效果，與3.1 節(jié)的問題類似，適合濕式預(yù)選的粒級以上能否有適合磁力粗粒干式預(yù)選拋廢的碎石狀物料，這是關(guān)系到能拋早拋、應(yīng)拋盡拋、充分拋廢的重大問題，也是拋廢工藝的科學(xué)性、合理性問題。

齊大山鐵礦的鞍山式赤鐵礦石鐵品位18.25%、FeO 含量1.99%、SiO2含量55.66%，屬于極貧赤鐵礦石。鐵主要以赤鐵礦的形式分布，鐵分布率86.70%，以磁鐵礦形式的鐵分布率9.04%；脈石礦物主要為石英、綠泥石，長石、云母、碳酸鹽礦物等少量。于澤龍等［32］介紹了以能拋早拋、粗粒預(yù)選拋廢為核心理念，開展高效節(jié)能減排、低成本加工工藝的研究情況：15～0 mm 碎礦產(chǎn)品中15～3 mm 粒級（產(chǎn)率66.92%、鐵品位20.25%，3～0 mm 粒級鐵品位14.20%）雙輥強(qiáng)磁選機(jī)干式預(yù)選拋廢—高壓輥磨機(jī)閉路輥壓（篩孔寬3 mm）—全部3～0 mm 粒級合并永磁高梯度磁選機(jī)濕式預(yù)選拋廢，塊廢石流程產(chǎn)率18.03%、鐵品位10.49%、鐵損失率10.36%，濕粉廢石流程產(chǎn)率38.82%、鐵品位7.20%、鐵損失率15.30%，總拋廢產(chǎn)率56.85%、鐵品位8.24%、鐵損失率25.66%，進(jìn)入后續(xù)磨選的物料鐵品位31.44%，粗粒拋廢相當(dāng)充分。

從試驗(yàn)結(jié)果看，實(shí)施該工藝，理論上具有顯著減少后續(xù)磨選礦量、提高磨選給料品位、節(jié)能減排、降本增效效果；塊廢石品位明顯高于濕粉廢石，因此，應(yīng)查找原因，盡量控制鐵礦物流失；該工藝還需考慮無粉物料高壓輥磨機(jī)輥壓的風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 高壓輥磨機(jī)閉路輥壓產(chǎn)品的濕式預(yù)選拋廢

與強(qiáng)磁性鐵礦石、強(qiáng)-弱磁性混合鐵礦石類似，弱磁性鐵礦石高壓輥磨機(jī)閉路輥壓產(chǎn)品的磁力濕式預(yù)選拋廢也具有公認(rèn)的高效性。礦石性質(zhì)各異，但拋廢的高效性十分相似，給料粒度和新型大顆粒立環(huán)脈動高梯度磁選技術(shù)的巨大進(jìn)步是關(guān)鍵。因此，發(fā)揮高壓輥磨機(jī)低成本高效粉碎、選擇性破碎作用也是弱磁性鐵礦石實(shí)現(xiàn)高效磁力粗粒濕式預(yù)選拋廢的強(qiáng)烈需求；同樣受更粗粒級磁力粗粒預(yù)選拋廢效果的局限，該工藝對弱磁性鐵礦石的積極意義也超過強(qiáng)磁性鐵礦石。

鞍千高硅極貧難磨赤鐵礦石鐵品位18.68%，SiO2含量70.95%，有害成分硫磷含量非常低；礦石中鐵主要賦存于赤鐵礦中，分布率達(dá)81.68%，賦存于磁鐵礦中的鐵分布率為7.98%。為了實(shí)現(xiàn)礦石的高效預(yù)選拋廢，進(jìn)而解決后續(xù)生產(chǎn)的成本和細(xì)粒尾礦處理與處置問題，徐冬林等［33］介紹了采用高壓輥磨機(jī)閉路輥壓—新型立環(huán)脈動高梯度磁選機(jī)1 粗1 掃粗粒濕式預(yù)選拋廢工藝進(jìn)行試驗(yàn)的情況，3～0 mm 輥壓產(chǎn)品的預(yù)選拋廢產(chǎn)率44.76%、鐵品位6.56%、鐵損失率15.72%，進(jìn)入后續(xù)磨選的物料鐵品位28.50%，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。李佩昱等［34］也介紹了鞍千貧赤鐵礦石高壓輥磨機(jī)閉路輥壓（篩孔寬3 mm）—磁力粗粒濕式預(yù)選拋廢試驗(yàn)的情況，鐵品位21.69%、粒度3～0 mm 的高壓輥磨機(jī)閉路輥壓產(chǎn)品（鐵礦物明顯富集的3～1 mm和0.074～0 mm 粒級產(chǎn)率分別為19.41%和30.44%，鐵品位達(dá)25.50%左右；產(chǎn)率31.93%的0.28～0.074 mm 粒級鐵品位則不到15%），采用新型粗粒立環(huán)脈動高梯度磁選機(jī)濕式預(yù)選拋廢，擴(kuò)大連選試驗(yàn)的拋廢產(chǎn)率43.28%、鐵品位5.33%、鐵損失率10.80%，進(jìn)入后續(xù)磨選的物料鐵品位34.18%，拋廢效果更好。

與強(qiáng)磁性鐵礦石的磁力粗粒濕式預(yù)選拋廢技術(shù)相比，弱磁性鐵礦石的磁力粗粒濕式預(yù)選拋廢技術(shù)進(jìn)展緩慢，一度制約了弱磁性鐵礦石的高效、低成本開發(fā)利用。近年來，新型粗粒立環(huán)脈動高梯度磁選技術(shù)的進(jìn)步，推動了弱磁性鐵礦石高效粗粒預(yù)選拋廢技術(shù)邁上新臺階。

與強(qiáng)磁性鐵礦石閉路輥壓產(chǎn)品的磁力粗粒濕式預(yù)選拋廢相比，強(qiáng)-弱磁性混合鐵礦石、弱磁性鐵礦石閉路輥壓產(chǎn)品的磁力粗粒濕式預(yù)選拋廢鐵品位明顯更低，前者鐵品位多數(shù)在10%左右，后者多在6%左右，造成這種差異的根本原因，除了與強(qiáng)磁性鐵礦石最后沒有強(qiáng)磁選作業(yè)回收很少量弱磁性鐵礦物有關(guān)，還與新型粗粒立環(huán)脈動高梯度磁選機(jī)的高效性有關(guān)。

4 結(jié)論與建議

（1）磁力粗粒預(yù)選拋廢技術(shù)是應(yīng)用礦種單一、但應(yīng)用普遍程度高的粗粒預(yù)選拋廢技術(shù)，是設(shè)備形式多樣、更新?lián)Q代頻繁的粗粒預(yù)選拋廢技術(shù)，也是臺時(shí)效率高、工藝要求簡單的粗粒預(yù)選拋廢技術(shù)，磁滑輪、粉礦干選機(jī)、重磁拉選礦機(jī)、濕式粗粒筒式磁選機(jī)、強(qiáng)磁感應(yīng)輥、新型粗粒立環(huán)脈動高梯度磁選機(jī)等是當(dāng)前接受和應(yīng)用程度很高的磁力粗粒預(yù)選拋廢設(shè)備，每一款代表性新設(shè)備的面世與應(yīng)用，都推動選礦廠在節(jié)能、高效生產(chǎn)方面邁上一個(gè)新臺階。

（2）對于廢石不能加工成建材產(chǎn)品，但適用于采礦充填和生態(tài)復(fù)墾的礦山來說，在不影響采場生產(chǎn)和安全的情況下，靠近采場甚至在采場內(nèi)拋廢不僅利于采礦充填和后期生態(tài)復(fù)墾，還能節(jié)省廢石轉(zhuǎn)運(yùn)成本。對于磁鐵礦山來說，利用現(xiàn)代化的移動破碎站開展磁力預(yù)選拋廢具有獨(dú)特的意義。

（3）在倡導(dǎo)建設(shè)綠色礦山和開展礦山生態(tài)文明建設(shè)之前，選礦廠的粗粒預(yù)選拋廢所看重的是有用礦物的富集回收，減少雜質(zhì)礦物對后續(xù)磨選的不良影響，在采場出礦量不變的情況下降低磨選及其后續(xù)系統(tǒng)的負(fù)荷和生產(chǎn)成本、減少比廢石更難處理且處置成本更高的細(xì)粒尾礦量、緩解尾礦庫的庫存壓力、降低浮選藥劑用量以減輕環(huán)保壓力、提高礦山的經(jīng)濟(jì)效益。因此，當(dāng)時(shí)粗粒預(yù)選拋廢工藝參數(shù)的確定都以“目標(biāo)礦物充分回收的前提下盡可能多拋廢”為原則，拋出廢石并將其堆存在排土場，這同樣存在生產(chǎn)、維護(hù)和管理費(fèi)用，以及安全和污染風(fēng)險(xiǎn)。但對今天的很多礦山來說，“廢”實(shí)則是“寶”，是加工砂石骨料的寶貴原料，是巨大財(cái)富的源泉。因此，建議今后在確定粗粒預(yù)選拋廢工藝參數(shù)時(shí)，兼顧“廢石高產(chǎn)出、高值化利用”觀點(diǎn)，做到拋與用的有機(jī)統(tǒng)一，真正實(shí)現(xiàn)資源的最大化利用。

（4）預(yù)選拋廢的意義不僅體現(xiàn)在提高后續(xù)磨選給礦品位，減輕后續(xù)工序負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、降本增效提質(zhì)方面；在自然資源保護(hù)性開采和保護(hù)環(huán)境并重的今天，利用粗粒預(yù)選拋廢技術(shù)，開發(fā)薄、小、邊、殘、低貧乃至超低貧礦石資源，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型礦山具有深遠(yuǎn)的意義；此外，粗粒預(yù)選拋廢技術(shù)還是我國排土場巨量貧、雜、細(xì)、難選準(zhǔn)礦石，及含一定有用成分的近礦圍巖與夾石回收利用的高效、節(jié)能技術(shù)。因此，在進(jìn)行礦產(chǎn)資源的高效、低成本、綠色環(huán)保開發(fā)時(shí)，落實(shí)能丟早丟多丟、能收盡收理念，科學(xué)確定高效粗粒預(yù)選拋廢工藝及其參數(shù)至關(guān)重要。