肯德可克鐵礦石選別流程的分析研究及方案確定

杜玉艷

(蘭州有色冶金設(shè)計(jì)研究院有限公司，甘肅 蘭州 730000)

肯德可克礦區(qū)位于青海省格爾木地區(qū)柴達(dá)木盆地的南緣西段，是一個(gè)以鐵、金礦為主并共(伴)生鈷、鉍、銀、鉛、鋅、銅、鉬、鎳、鎘等十多種礦產(chǎn)組分的綜合型礦床。其最大特點(diǎn)是多種成礦元素即可單獨(dú)構(gòu)成礦體，又可相互共生、伴生。礦床類(lèi)型獨(dú)特且十分復(fù)雜，礦區(qū)礦體繁多，南北兩個(gè)礦帶共圈定鐵及多金屬礦體88個(gè)，為一國(guó)內(nèi)罕見(jiàn)、青海省特有的鐵金多金屬礦床。

其中，硫鐵、鉛、鋅礦因品位低，銅、鉬礦因礦量較少，暫時(shí)還無(wú)法利用；金、鈷、鉍礦體資源因礦石性質(zhì)復(fù)雜，在目前科學(xué)技術(shù)條件下難選難分，已委托多家研究單位進(jìn)行試驗(yàn)研究工作。而鐵礦體屬于矽卡巖型礦石，礦石性質(zhì)不是很復(fù)雜，由青海省原儲(chǔ)量委員會(huì)審批的鐵礦石已探明儲(chǔ)量達(dá)7107.9萬(wàn)t，隨著地質(zhì)勘探工作的進(jìn)一步深入，資源儲(chǔ)量有望達(dá)到3億t左右，是礦區(qū)主要價(jià)值所在。

2004年，格爾木市政府通過(guò)招商引資，與內(nèi)蒙古慶華集團(tuán)慶華礦業(yè)有限責(zé)任公司簽訂勘探開(kāi)發(fā)肯德可克鐵礦資源的項(xiàng)目協(xié)議書(shū)。蘭州有色冶金設(shè)計(jì)研究院于2005年受青海慶華礦業(yè)有限責(zé)任公司的委托，對(duì)青海省格爾木市肯德可克鐵礦采選工程進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。但鐵礦石的選礦試驗(yàn)研究工作很有限，目前也還無(wú)法取得代表性礦樣作詳細(xì)的試驗(yàn)研究，這給我們的設(shè)計(jì)工作提出了挑戰(zhàn)。本文通過(guò)對(duì)有限的試驗(yàn)資料分析研究的基礎(chǔ)上，參考國(guó)內(nèi)外類(lèi)似礦石性質(zhì)的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)脫除礦石中干擾選別效果和指標(biāo)的磁黃鐵礦這一難題，提出了較為合理可行的選別流程方案。

1 肯德可克鐵礦礦石性質(zhì)

肯德可克礦區(qū)鐵礦石屬于矽卡巖型礦石。礦石中最主要的金屬礦物為磁鐵礦、磁黃鐵礦和黃鐵礦，閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦、白鐵礦、赤鐵礦等含量甚少。脈石礦物主要有透輝石、方解石，其次為綠泥石等。

其中礦石中主要有用成分磁鐵礦，含量約50%左右。粒度最大者達(dá)1.35mm，最小者為0.005mm，一般為0.074mm。這些微細(xì)粒的半自形或他形粒狀的磁鐵礦相互聚集嵌生在一起，而構(gòu)成大小不等的塊體，此塊體多在1mm以上；另外，少量磁鐵礦不同程度地混雜嵌生于硫化物和脈石礦物中；也有脈狀磁鐵礦充填于脈石礦物粒間者；還有些粒度較大的磁鐵礦中，包含一些形態(tài)不規(guī)則的細(xì)小脈石礦物的殘留體，可能影響磁鐵礦精礦質(zhì)量的進(jìn)一步提高。

磁黃鐵礦和黃鐵礦為鐵的主要有害雜質(zhì)，含量約5%左右。但也可能成為綜合回收的有用成分，其中以磁黃鐵礦為主(約80%左右)，二者常單獨(dú)聚集呈脈狀或團(tuán)塊狀充填，粒度一般較大(0.1～0.5mm)，且常呈集合體出現(xiàn)，集合體多在0.2～3mm之間；有少數(shù)呈不規(guī)則粒狀充填于磁鐵礦粒間，接觸界限很不規(guī)則；其次，偶見(jiàn)有磁黃鐵礦與磁鐵礦呈文象狀嵌布，或磁鐵礦充填于磁黃鐵礦裂隙中，但此部分量甚少，約占5%左右。

2 可選性試驗(yàn)結(jié)果

針對(duì)肯德可克礦區(qū)鐵礦石，青海省地質(zhì)局中心實(shí)驗(yàn)室于1979年進(jìn)行過(guò)初步可選性試驗(yàn)研究。選礦試驗(yàn)樣由青海省地質(zhì)局第一地質(zhì)隊(duì)于1979年采取，為化學(xué)分析副樣。

試驗(yàn)單位推薦的工藝流程及條件詳見(jiàn)圖1，試驗(yàn)指標(biāo)詳見(jiàn)表1。

圖1 試驗(yàn)流程及條件

表1 選礦試驗(yàn)結(jié)果

由圖1、表1可以看出：對(duì)于肯德可克礦區(qū)鐵礦石，采用浮選脫硫、再磨再選流程，便可獲得品位64.49%、回收率86.92%的鐵精礦，階段磨選流程基本適合該礦礦石性質(zhì)。但當(dāng)時(shí)的試驗(yàn)?zāi)康闹饕怯糜诘V床地質(zhì)評(píng)價(jià)，資源綜合利用因素占主導(dǎo)作用。若從投資開(kāi)發(fā)的角度考慮，在充分利用礦產(chǎn)資源的基礎(chǔ)上，企業(yè)希望盡量獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。試驗(yàn)流程中所獲得的硫精礦、高硫鐵精礦對(duì)肯德可克鐵礦而言，由于汽車(chē)運(yùn)輸距離太長(zhǎng)(方圓200km無(wú)人煙，距離新興的工業(yè)商業(yè)基地格爾木市385km)，暫時(shí)沒(méi)有經(jīng)濟(jì)效益。另外，試驗(yàn)流程中浮選脫硫作業(yè)的設(shè)置，也是非常值得分析研究的，對(duì)250萬(wàn)t/a規(guī)模的選廠來(lái)講，直接會(huì)影響到企業(yè)的投資和效益。故設(shè)計(jì)流程應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目的具體情況，在試驗(yàn)流程的基礎(chǔ)上作相應(yīng)的優(yōu)化。

3 選別流程方案的選擇與確定

根據(jù)礦石性質(zhì)，設(shè)計(jì)應(yīng)該采用階段磨礦階段選別流程。一段磨礦細(xì)度為-0.074mm 65%～70%，二段磨礦細(xì)度為-0.074mm 95%。

考慮到礦石中的有害礦物磁黃鐵礦和黃鐵礦的嵌布粒度較粗，磁黃鐵礦既具有一定的可浮性，又具有一定的磁性，為此，在粗磨條件下脫硫，一段磨礦后的選別流程有兩個(gè)可能的方案。方案Ⅰ：先磁選后浮選脫硫。即先用磁選脫除大部分脈石和一部分硫(黃鐵礦)，然后用浮選脫除磁選粗精礦中的硫(磁黃鐵礦)；方案Ⅱ：先浮選脫硫后磁選。即先用浮選脫除硫(黃鐵礦和磁黃鐵礦)，然后用磁選脫除大部分脈石。兩流程方案在實(shí)踐中均有應(yīng)用，方案Ⅰ的特點(diǎn)是：流程較為簡(jiǎn)單，浮選作業(yè)處理的礦量少，浮選藥劑用量少，應(yīng)用較為廣泛。方案Ⅱ的特點(diǎn)是：硫若作為回收的對(duì)象，其回收率高。兩方案工藝流程見(jiàn)圖2、圖3。兩方案的詳細(xì)比較結(jié)果見(jiàn)表2。

由表2可以看出，方案Ⅰ經(jīng)濟(jì)上明顯優(yōu)于方案Ⅱ，設(shè)計(jì)應(yīng)采用方案Ⅰ，即先磁選后浮選脫硫的選別流程。具體流程結(jié)構(gòu)為二次磁選，磁選粗精礦浮選脫硫采用一次粗選、二次掃選、一次精選。脫硫后的粗精礦進(jìn)入第二段磨礦分級(jí)作業(yè)，旋流器溢流再經(jīng)過(guò)二次磁選得到鐵精礦。

圖2 方案Ⅰ工藝流程

圖3 方案Ⅱ工藝流程

表2 兩選別流程方案比較

4 結(jié) 論

從設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，流程的確定應(yīng)基于具有代表性礦樣的相應(yīng)深度的試驗(yàn)資料。但市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，一些民營(yíng)企業(yè)家敢于承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)。在基礎(chǔ)資料非常有限的條件下，需要技術(shù)人員盡量確定

出技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的流程方案。從某種角度來(lái)講，這對(duì)我們選礦工作提出了更高的要求。

本項(xiàng)目在初步可選性試驗(yàn)資料的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)流程作了如上所述的優(yōu)化和改進(jìn)。①未產(chǎn)硫精礦和高硫鐵精礦，產(chǎn)品方案只有TFe品位61.5%的鐵精礦；②將先浮后磁流程改為先磁后浮，節(jié)省了許多浮選機(jī)槽數(shù)和浮選藥劑消耗量。

上述設(shè)計(jì)流程的優(yōu)化和改進(jìn)，從理論上分析是可行的，但仍需試驗(yàn)的驗(yàn)證。筆者已建議投資企業(yè)在可能采取代表性礦樣時(shí)進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，以便設(shè)計(jì)工作建立在可靠的科學(xué)依據(jù)之上。同時(shí)，通過(guò)本文的內(nèi)容闡述，也希望同行專(zhuān)家學(xué)者給予賜教與指導(dǎo)，給我們的方案提出建設(shè)性意見(jiàn)。

[1] 選礦設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).選礦設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1988，7.

[2] 青海省地質(zhì)局中心實(shí)驗(yàn)室.青海省格爾木市肯德可克鐵礦初步可選性試驗(yàn)報(bào)告[R].1979.