某含錫鐵礦石選礦試驗(yàn)研究

張錦瑞，李士朝

(河北聯(lián)合大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，河北 唐山 063009 )

我國(guó)含錫鐵礦資源豐富，分布區(qū)域廣，具有良好的成礦地質(zhì)條件和多種礦床類(lèi)型，伴生組分多，綜合利用價(jià)值高，在世界上具有重要地位。近年來(lái)，隨著全球環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)以及微電子、化工等行業(yè)的快速發(fā)展，作為國(guó)際公認(rèn)的“綠色金屬”，錫的市場(chǎng)前景更顯廣闊。內(nèi)蒙古的黃崗鐵礦，就是含錫等有色金屬的復(fù)雜鐵礦。本試驗(yàn)就是對(duì)該地某含錫鐵礦石進(jìn)行的選礦試驗(yàn)研究，并獲得了較好的分選指標(biāo)。

1 原礦性質(zhì)研究

1.1 原礦的化學(xué)成分

原礦多元素分析結(jié)果見(jiàn)表1，鐵物相分析結(jié)果見(jiàn)表2。從分析結(jié)果可知，礦石中有工業(yè)回收價(jià)值的元素有Fe和Sn兩種，全鐵品位為13.61%，錫品位0.18%，有害元素S的含量較高，P的含量很低。以此決定選礦產(chǎn)品為鐵精礦和錫精礦。鐵的賦存狀態(tài)較為復(fù)雜，分布在磁性鐵中的鐵占41.79%。賦存于赤、褐鐵中的鐵占44.65%，這就是說(shuō)，單一弱磁選工藝，鐵的最大理論回收率僅為41.79%；而采用弱磁選-強(qiáng)磁選工藝，鐵的理論回收率可達(dá)86.44%。

表1 原礦多元素分析結(jié)果/%

表2 原礦鐵物相分析結(jié)果/%

1.2 原礦的粒度分析

采用標(biāo)準(zhǔn)套篩對(duì)原礦(-2mm)進(jìn)行了粒度篩析，結(jié)果見(jiàn)表3。由試驗(yàn)結(jié)果可知，在五個(gè)粒級(jí)中，全鐵品位體差別不大，鐵元素分布率大體相同。

1.3 原礦的礦物組成及嵌布特征分析

礦石的礦物組成復(fù)雜，分布不均勻。主要金屬礦物為磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦和少量黃鐵礦、黃銅礦、微量錫礦物，錫礦物主要以黝錫礦和錫石為主；非金屬礦物主要為石英、斜長(zhǎng)石，其次為角閃石、透輝石、透閃石、黑云母、磷灰石等。各原礦中主要礦物體積百分含量見(jiàn)表4。

表3 原礦(-2mm)篩析結(jié)果

表4 原礦石中主要礦物組成及體積百分含量/%

赤鐵礦、褐鐵礦：主要為針狀或條狀，分布不均勻，嵌布粒度較細(xì)，一般為0.005～0.074mm。赤鐵礦多呈他形粒狀或條狀多分布于磁鐵礦中，部分為假象赤鐵礦多與脈石毗連鑲嵌。褐鐵礦含量少，分布不均勻，主要呈他形，粒度偏細(xì)。

黝錫礦和錫石：微量，主要和赤鐵礦、石英毗連鑲嵌和包裹鑲嵌，顆粒粒度微細(xì)0.05～0.1mm，呈粒狀或條帶狀。

2 試驗(yàn)方案擬定

根據(jù)礦石的性質(zhì)和相關(guān)的資料以及目前選廠所采取的流程，試驗(yàn)確定如圖1所示，選別試驗(yàn)流程。

3 鐵礦流程及條件試驗(yàn)

3.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

從磨礦細(xì)度各為-200目占42.36%、60.32%、70.52%、83.20%、95.92%的原礦磨礦產(chǎn)物中分別縮取樣品30 g，采用XCS-73型Ф50 mm磁選管進(jìn)行磁選試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。

從試驗(yàn)結(jié)果看，礦石中鐵礦物嵌布粒度較細(xì)。精礦品位隨著細(xì)度的增加而不斷增加，要想得到品位較高的鐵精礦，至少需要兩段磨礦。階段磨礦、階段選別流程的目的，是在每一段較粗的磨礦細(xì)度條件下丟掉大部分的尾礦，大幅度降低再磨礦量，同時(shí)也獲得盡可能高的金屬回收率。綜合各種因素，本試驗(yàn)中第一段磨礦細(xì)度定為-200目60%。既可以拋掉較多的尾礦，又能得到較高品位的粗精礦，而且磨礦時(shí)間相對(duì)較短。

圖1 錫鐵礦選別原則流程示意圖

圖2 磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)

3.2 第一段磨礦磁選試驗(yàn)

取原礦10份，每份1 kg，磨礦至細(xì)度為-200目占60.0%，采用Φ327×180型鼓筒式磁選機(jī)，在磁場(chǎng)強(qiáng)度79.577 kA/m(1000OS)的條件下進(jìn)行磁選，結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 原礦磁選試驗(yàn)結(jié)果

3.3 粗精礦磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)

由磨礦細(xì)度分別為-200目占87.56%、90.50%、99.04%的一磁粗精礦磨礦產(chǎn)物中，分別縮分取樣品10g，用XCS-73型Ф50mm磁選管在磁場(chǎng)強(qiáng)度79.577 kA/m(1000OS)的條件下進(jìn)行磁選，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 一磁粗精礦磨礦細(xì)度磁選管試驗(yàn)結(jié)果

從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，精礦品位隨著細(xì)度的增加而不斷增加，精礦回收率則變化甚微。如果要求獲得高品位的鐵精礦，從表6中可以看出第二段磨礦細(xì)度應(yīng)在-325目占90.0%左右。

3.4 第二段磨礦磁選試驗(yàn)

取磨礦細(xì)度為-325目91.51%的粗精礦，采用Ф327×180鼓式磁選機(jī)，在磁場(chǎng)強(qiáng)度79.577 kA/m(1000OS)、分選濃度30%的條件下進(jìn)行兩次磁選。

表7 流程試驗(yàn)結(jié)果

將兩段流程合并，結(jié)果見(jiàn)表7。從表7中可以看出，實(shí)踐中采用弱磁選-強(qiáng)磁選工藝，雖然回收率可以提高，但是鐵精礦的品位達(dá)不到64%以上，所以采用弱磁選工藝最終鐵精礦的品位為64.45%，回收率為32.15%；磁選尾礦(一磁尾礦、二磁尾礦與三磁尾礦)產(chǎn)率為93.24%，鐵品位9.89%，錫品位0.1936%。

從鐵尾礦結(jié)果中可以看出，錫品位和原礦差別不大，因此采用弱磁選工藝流程在獲得較高鐵精礦品位的同時(shí)，基本實(shí)現(xiàn)了錫鐵分離。根據(jù)錫鐵原則流程，下一步主要研究工作是以鐵尾礦為原礦進(jìn)行錫礦物的分選富集。

4 錫礦選別試驗(yàn)研究

取弱磁選后尾礦(由一磁尾、二磁尾和三磁尾按產(chǎn)率比例復(fù)配而成)50 kg進(jìn)行錫礦選別試驗(yàn)(以下稱為錫原礦)，經(jīng)細(xì)度測(cè)定可知，錫原礦細(xì)度為-200目63%左右。

通過(guò)探索性試驗(yàn)表明，錫原礦經(jīng)過(guò)強(qiáng)磁除鐵后再進(jìn)行搖床試驗(yàn)選別效果較好，因此，可確定采用強(qiáng)磁除鐵-搖床作為本試驗(yàn)的研究方法。

4.1 錫原礦強(qiáng)磁除鐵試驗(yàn)

取試驗(yàn)礦樣約45 kg，采用Slon-500脈動(dòng)高梯度濕式強(qiáng)磁機(jī)進(jìn)行除鐵試驗(yàn)。磁選條件：磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.83T，脈動(dòng)次數(shù)150次/min，環(huán)轉(zhuǎn)速2 r/min，給礦濃度20%。強(qiáng)磁尾礦進(jìn)行后續(xù)搖床試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表8。

表8 強(qiáng)磁選除鐵試驗(yàn)結(jié)果/%

從表8可以看出，通過(guò)強(qiáng)磁選可以很好的把礦樣中的鐵除去，而得到的強(qiáng)磁尾礦就可以進(jìn)入下一步選別。

4.2 強(qiáng)磁尾礦磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)

由磨礦細(xì)度分別為-200目占67.70%，87.20%、99.38%的強(qiáng)磁尾礦磨礦產(chǎn)物1kg，采用XCY-73型 1100×500刻槽搖床，在沖程：12 mm，沖次：320次/min，床面坡度：3°和給礦濃度30%，給礦量0.38 t/h條件下進(jìn)行重選試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表9。

表9 不同磨礦細(xì)度下?lián)u床試驗(yàn)結(jié)果

由不同磨礦細(xì)度條件下原礦重選搖床試驗(yàn)結(jié)果可知，隨著磨礦細(xì)度的增加，精礦品位變化不大，但精礦回收率則是逐級(jí)減少。因此，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以不進(jìn)行磨礦而直接進(jìn)行重選搖床試驗(yàn)。

綜合上述試驗(yàn)結(jié)果可知，對(duì)弱磁選尾礦采用強(qiáng)磁除鐵-搖床重選流程試驗(yàn)，獲得錫精礦品位10.06%，精礦品位較低，回收率為40.01%，作業(yè)產(chǎn)率0.63%。雖然回收率比較高，但是錫精礦

的品位達(dá)不到要求。所以在此基礎(chǔ)上繼續(xù)試驗(yàn)，如果弱磁選后尾礦再磨細(xì)度達(dá)到-325目占80%，采用高頻細(xì)篩分級(jí)，然后再用強(qiáng)磁-搖床重選試驗(yàn)，使錫精礦回收率降低為30.57%，這時(shí)錫精礦的品位可升高到13.06%。雖然回收率降低了，但是品位卻提高了。

5 結(jié)語(yǔ)

1)礦石性質(zhì)研究表明，該礦石為多金屬含鐵礦石，可回收金屬礦物主要為鐵、錫。原礦全鐵品位13.61%，錫品位0.18%左右。鐵礦物要主以磁鐵礦和赤褐鐵礦為主，屬于貧含錫鐵礦石。

2)鐵礦物磨選試驗(yàn)結(jié)果可知，采用一段磨礦-200目60%時(shí)，二段磨礦-325目90%時(shí)，弱磁選工藝流程可以獲得精礦品位64.45%，回收率32.15%的選別指標(biāo)。

3)對(duì)含9.9%TFe和0.19%Sn的鐵尾礦進(jìn)行錫礦物選別試驗(yàn)結(jié)果可知，對(duì)弱磁選尾礦采用再磨強(qiáng)磁除鐵-搖床重選流程試驗(yàn)獲得錫精礦，回收率為30.57%，品位可以達(dá)到13.06%左右，從而有效地回收了礦石中的鐵礦和錫礦。

[1] 牛福生，張晉霞. 內(nèi)蒙林西金陽(yáng)光礦產(chǎn)品加工有限責(zé)任公司錫鐵礦石選礦試驗(yàn)報(bào)告[R].唐山: 河北理工大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院, 2008.

[2] 管則皋，蘇志堃，張頤，等. 錫鐵礦選礦工藝研究[J].廣東有色金屬學(xué)報(bào)，2006(09)：5-9.

[3] 劉淑賢，牛福生，李淮湘. 內(nèi)蒙某錫鐵礦選礦試驗(yàn)研究[J].礦山機(jī)械，2009，37(7)：101-103.