大冶铁矿随着采场条件的变化,2005年以后,各采区的露天开采相继转入地下开采,大量废石将混入矿石中,废石混入率由3%～5%增加到 15%～30%,造成矿石的贫化率上升,从而降低了原矿品位。因此矿石进入磨矿作业前采用预选方法除去混入矿石中的废石,可达到节能降耗、降低选矿加工成本、增加企业经济效益的目的。为探求适当的预选工艺,近年来做了大量的试验研究工作。研究表明,采用磁滑轮-跳汰联合预选工艺流程可有效地抛去混入矿石中的废石,恢复矿石的地质品位。

　　大冶铁山矿床由6个大矿体组成,自西向东为铁门坎、龙洞、尖林山、象鼻山、狮子山和尖山矿体。除尖林山矿体为盲矿体外,其余各矿体均露出地表。铁山矿床分氧化带和原生带。氧化带以假象赤铁矿矿石为主,氧化深度一般在地表以下100m以内。目前氧化带已采空,仅剩下少量上部挂邦矿石。原生带物质组分复杂,根据其矿物组成及结构构造特征分为磁铁矿矿石和赤铁矿-菱铁矿-磁铁矿矿石(简称混合矿)。

　　(1)磁铁矿矿石。金属矿物以磁铁矿为主,其次为赤铁矿、黄铁矿、黄铜矿、少量磁黄铁矿等;脉石矿物主要为方解石、白云石、透辉石等。磁铁矿呈自形、半自形至它形细至粗粒结构,系致密块状构造为主。其次为条带状、浸染状、粉状、多孔状构造。

　　(2)混合矿矿石。金属矿物主要有假象赤铁矿、菱铁矿、磁铁矿组成,其次为黄铁矿、黄铜矿等。脉石矿物有方解石、白云石、绿泥石等。矿石呈交代粒状及残余-核晶结构为主,其次为蜂窝状结构、环带结构、放射状结构、束状结构。矿石构造以花斑状、似条带状构造为主,其次为角砾状、块状、脉状等。

　　2005年以后大冶铁矿各采区主要供矿指标,围岩混入率平均为22.07%。根据入选原矿的矿石性质,对主要含磁铁矿的矿石采用磁滑轮预选方法。对主要含赤铁矿、菱铁矿等弱磁性铁矿石,根据矿石与脉石间的密度差,采用跳汰选矿法处理。试验得出,赤铁矿密度为4.28g/cm³,菱铁矿密度为3.60g/cm³,废石密度为2.6g/cm³左右。按照重选矿石的可选性准则判断,属易选矿石。

　　(1)磁滑轮试验。首行了磁感应强度、皮带速度、隔板位置、给矿量等参数的条件试验。根据试验结果确定干式磁选抛尾试验参数为磁感应强度 100mT,皮带速度1.2m/s,分离隔板位置0mm,给矿量20t/h。并进行了75～0、75～12、75～2、12～2mm4种粒级的干选试验。结果表明分级选与不分级选效果差不多。

　　(2)跳汰试验。跳汰试验试样为干式磁选尾矿。干选尾矿分75～12mm和12～2mm两个级别进行粗细两级跳汰试验。粗粒(75～12mm)跳汰尾矿和细粒(12～2mm)跳汰尾矿作为废石抛弃。两者合并一起计算得出废石产率为20.60%,铁品位为6.57%,再经手选,算出废石抛去率达94.25%,矿石回收率91.18%。

　　为确定大冶铁矿露天转井下开采后选别工艺流程,根据大冶铁矿现行生产和试验情况,选择磨矿细度-0.076mm占83%,进行下述3种不同的选别流程磨选试验。

　　(1)原矿不抛尾直接入选流程(即现行生产流程);

　　(2)原矿先经抛尾后,干选精矿和跳汰精矿混合后再入选流程;

　　(3)原矿先经抛尾后,干选精矿和跳汰精矿分贮分选流程。

　　3种流程试验的结果表明,大冶铁矿井下矿石由于废石混入率高,先经抛尾后再入选效果比较好。(2)和(3)流程所获得的选别指标比较接近,但 (3)流程中干选精矿弱磁选尾矿铁品位只有12.46%,可直接作为尾矿丢弃。跳汰精矿弱磁选尾矿铁品位达38.49%,可直接作为强磁选的给矿,生产上便于管理和控制,故推荐(3)流程作为将来选矿厂技术改造的选别工艺流程。

　　在进行计算时,假设大冶铁矿选厂按年处理150万t原矿计,磨矿细度不变,采用预选作业将会使入磨入选矿量减少30万t,磨选过程的消耗相应减少。磨选过程的消耗减少部分即降低选矿生产经营成本部分,加上精矿产值变化部分,扣除预选作业成本,余额即为预选作业带来的经济效益。从大冶铁矿预选作业经济效益比较可以看出,可降低选矿经营成本1140万元。精矿产值下降56.2万元;初步估算预选作业每年经营成本为110.4万元。总的效益为 973.4万元。

　　大冶铁矿使用的白雉山尾矿库从1988年投产至今已有18年,设计I期总库容为1630万m³,相应的总坝堆积高为113.5m,堆积标高为 186m,服务年限为21年。后期按矿山保有地质储量计算,所需总库容为2450万m³,相应的总坝高为139.5m(堆积标高为212m)。截止到 2006年6月底,共堆存尾矿558.5万m³,子坝标高为140.06m,距Ⅰ期工程结束时,尚存库容为716.675万m³。计算可知,尾矿库Ⅰ期工程库容要满足尾矿堆存的需要,选矿工艺若不加以改造,在未到I期工程的库容时,就需进行Ⅱ期工程的购地及其它辅助工程,否则现存库容尚缺384.185万 m³;采用预选工艺后,抛出了产率20.60%的废石,使总尾矿量减少,在处理完采场的保有地质储量矿石的情况下,白雉山尾矿库Ⅰ期工程库容仍富余 283.115万m³可以堆存尾矿。

　　磁滑轮-跳汰预选抛尾试验结果表明,当废石混入率为22.07%时,抛尾产率可达20.60%,铁品位只有 6.57%,废石抛去率为94.25%,矿石回收率为91.18%。磁滑轮-跳汰预选抛尾工艺技术,指标可靠,当大冶铁矿年处理150万t原矿时,每年可减少入磨量约30万t,预计年经营效益在970万元以上,并可减少尾矿库投资。