國外某低品位鉻鐵礦選礦試驗研究

董 事

（本鋼集團有限公司，遼寧 本溪117022）

我國是目前世界上最大的不銹鋼生產(chǎn)國，需要大量的鉻鐵礦，但是我國鉻鐵礦資源儲量較少，探明儲量大約幾百萬噸，而且大約有一半Cr2O3品位＜35%，鉻鐵礦資源嚴重短缺，只能長期依靠進口來滿足國內(nèi)需求。隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，不銹鋼和鐵合金需求越來越多，鉻鐵礦進口量不斷增長，同時價格也快速上揚，對不銹鋼產(chǎn)業(yè)成本造成極大的壓力。國內(nèi)某大型鋼鐵公司實施“走出去”戰(zhàn)略，通過戰(zhàn)略投資確保長期、安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟的鉻鐵礦資源。該公司在國外某鉻礦選礦廠處理的鉻鐵礦石均為貧鉻鐵礦，但是在不同程度上存在著鉻金屬回收率低、鉻金屬流失比較嚴重。為了提高鉻金屬回收率并提高目前選礦廠的處理能力，針對該低品位鉻鐵礦石進行選礦試驗研究具有十分重要的意義。

1 礦石性質(zhì)

1.1 原礦多元素分析

原礦化學多元素分析結(jié)果見表1。

表1 原礦化學多元素分析結(jié)果

1.2 礦物組成與含量

礦石為淺灰、灰黑色不等粒狀碎礦，其中有少量50～100mm塊礦，主要為塊礦構(gòu)造，少量斑狀構(gòu)造，經(jīng)分別磨制光片、薄片后進行顯微鏡下觀察可以看出該礦石主要由以下礦物組成。

金屬礦物：（鋁）鉻鐵礦、磁鐵礦、赤鐵礦、黃鐵礦、菱鐵礦。

脈石礦物：橄欖石、蛇紋石、透輝石、水鎂石、石榴石、石英、斜長石、滑石、黑云母。

主要金屬礦物為（鋁）鉻鐵礦，其次為磁鐵礦及微量赤鐵礦，含量分別為23.12%、2.86%和0.47%，該低品位鉻鐵礦石中Cr2O3含量為14.02%，Cr2O3主要賦存在（鋁）鉻鐵礦中，分布率為94.39%。

主要脈石礦物為橄欖石、蛇紋石（由于橄欖石多已次變?yōu)樯呒y石，兩者化學成份大致相同，因此在礦物含量統(tǒng)計時將兩者歸為一類），含量為70.72%，其他脈石礦物較少。

1.3 礦物嵌布粒度分析

針對該低品位鉻鐵礦石中主要金屬礦物（鋁）鉻鐵礦、磁鐵礦和主要脈石礦物橄欖石、蛇紋石進行工藝粒度分析，粒度分析結(jié)果表明：磁鐵礦粒度74.41%分布在－0.05mm，主要集中在－0.03mm，分布率為60.68%，（鋁）鉻鐵礦粒度＋0.05mm分布率為49.13%；主要脈石礦物橄欖石、蛇紋石粒度分布較粗，主要分布在＋0.05mm，分布率為86.41%，其中≥0.2mm分布率占到52.61%。

2 選礦試驗

鉻鐵礦的選礦不論是國內(nèi)還是國外的選廠大都采用單一重選、單一磁選或者重－磁聯(lián)合選礦工藝流程，極少數(shù)選廠采用浮選流程；重選是根據(jù)鉻鐵礦與脈石礦物的比重差異回收鉻礦物，而磁選是根據(jù)鉻鐵礦與脈石礦物的比磁化系數(shù)差異，獲得鉻精礦。因此，針對該低品位鉻鐵礦，擬采用以下工藝流程進行試驗研究：①單一重選流程；②磁選—重選聯(lián)合工藝流程。

2.1 單一重選流程試驗

單一重選流程包括全粒級重選和分級重選試驗兩個流程，分級重選是將2～0mm原礦用振動篩篩分成2～0.5mm、0.5～0.076mm和－0.076mm三個粒級，各粒級直接進行重選試驗，分級重選試驗過程中2～0.5mm采用搖床重選，0.5～0.076mm和－0.076mm進行了搖床和螺旋溜槽的對比作業(yè)。全粒級重選采用搖床進行試驗，試驗流程圖見圖1，試驗結(jié)果見表2；分級重選試驗流程見圖2，試驗結(jié)果見表3。

表2 全粒級重選試驗結(jié)果

單一重選兩個流程試驗結(jié)果表明，螺旋溜槽重選試驗對該礦石分選效果都要比搖床重選試驗結(jié)果稍差，搖床分選可以脫除橄欖石、輝石等輕質(zhì)礦物，對精礦品位有一定的提高，可將原礦Cr203品位由14.01%提高到37.89%，回收率為59.53%。試驗結(jié)果表明采用搖床重選對有用礦物的富集取得了效果較好。

圖1 全粒級重選試驗流程圖

圖2 分級重選試驗流程

表3 分級重選試驗結(jié)果

2.2 磁選－重選聯(lián)合工藝流程

2.2.1 磁選拋廢試驗

由于該鉻鐵礦為弱磁性礦物，脈石礦物主要為橄欖石、蛇紋石、透輝石、水鎂石、石榴石、石英、斜長石、滑石、黑云母，這些脈石礦物無磁性或磁性很弱，通過強磁選試驗可將鉻礦物與脈石礦物有效分離。根據(jù)對該礦石工藝礦物學的研究，原礦中含有一部分強磁性礦物，因此在強磁選作業(yè)前應首先進行弱磁選，弱磁選尾礦再進行強磁選。

弱磁選設(shè)備采用φ400×300濕式筒式磁選機，強磁選設(shè)備采用Slon－750立環(huán)脈動高梯度磁選機，通過磨礦粒度試驗和弱磁、強磁磁場強度試驗，在確定磨礦粒度－200目40% 、弱磁選磁場強度159.2kA／m和強磁選磁場強度795.8kA／m的條件下進行磁選試驗研究。試驗流程見圖3，試驗結(jié)果見表4。

圖3 弱磁－強磁選試驗流程及參數(shù)

表4 弱磁選－強磁選預先拋廢試驗結(jié)果

試驗結(jié)果表明，強磁選尾礦Cr2O3品位為3.08%，可作為合格尾礦，所以采用磁選進行粗選拋尾，可以拋出產(chǎn)率21.15%的尾礦，弱磁和強磁精礦Cr2O3品位均較低，很難獲得品位較高的Cr2O3精礦。為了進一步獲得高品位的Cr2O3精礦，有必要針對磁選精礦采用重選試驗研究。

2.2.2 磁選粗精礦重選試驗研究

該礦石經(jīng)弱磁選－強磁試驗后，Cr2O3精礦品位仍然較低，達不到工業(yè)要求；為了進一步提高精礦品位，擬對磁選精礦進行重選試驗研究。由于弱磁精礦粒度較粗，經(jīng)篩分，200目以上占87.89%。根據(jù)工藝礦物學研究結(jié)果可知磁鐵礦物與鉻礦物密切共生，且粒度小于鉻鐵礦的粒度，所以弱磁精礦在比較粗的粒度下難以與鉻礦物有效分離，則導致弱磁精礦重選指標不理想。為了獲得較高品位的鉻精礦，弱磁精礦必須經(jīng)過磨礦。因此，本研究在磨礦細度試驗，弱磁——強磁大量條件試驗的基礎(chǔ)上著重進行了弱磁－強磁－弱磁精礦再磨搖床重選－強磁精礦搖床重選流程和弱磁－強磁－弱磁精礦再磨搖床重選－強磁精礦分級－搖床重選工藝流程試驗。

2.2.2.1 弱磁－強磁－弱磁精礦再磨搖床重選－強磁精礦搖床重選流程

弱磁－強磁－弱磁精礦再磨搖床重選－強磁精礦搖床重選流程見圖4，試驗結(jié)果見表5。試驗結(jié)果表明，采用該工藝流程可以獲得含Cr2O342.00%，回收率58.40%的鉻精礦。

圖4 弱磁－強磁－弱磁精礦再磨搖床重選－強磁精礦搖床重選流程

表5 弱磁－強磁－弱磁精礦再磨搖床重選－強磁精礦搖床重選流程試驗結(jié)果

2.2.2.2 弱磁－強磁－弱磁精礦再磨搖床重選－強磁精礦分級－搖床重選工藝流程

弱磁－強磁－弱磁精礦再磨搖床重選－強磁精礦分級－搖床重選工藝流程圖見圖5，試驗結(jié)果見表6。

表6 試驗結(jié)果表明，采用弱磁－強磁－弱磁精礦再磨搖床重選－強磁精礦分級－搖床重選數(shù)質(zhì)量流程，可獲得含Cr2O345.12% ，回收率65.08%的鉻精礦。

圖5 弱磁－強磁－弱磁精礦再磨搖床重選－強磁精礦分級－搖床重選流程

表6 弱磁－強磁－弱磁精礦再磨搖床重選－強磁精礦分級－搖床重選試驗結(jié)果

3 選礦工藝流程的比較

采用搖床單一重選流程，在全粒級入選時可得到產(chǎn)率19.31%、Cr2O3品位38.11%、鉻回收率51.61%的選別指標；分級入選，可得到產(chǎn)率22.01%、品位37.89%、回收率59.53%的選別指標。采用螺旋溜槽重選流程分粒級入選時，可得到產(chǎn)率20.32%、Cr2O3品位37.30%、Cr2O3回收率57.12%的選別指標。單一重選工藝流程不論是采用搖床還是螺旋溜槽設(shè)備，工藝流程簡單，生產(chǎn)成本較低，設(shè)備投資少，但是兩者回收率都不理想。

弱磁－強磁－弱磁精礦再磨搖床重選－強磁精礦搖床重選聯(lián)合工藝流程可獲得含Cr2O342.00%，回收率58.40%的鉻精礦，該工藝流程采用磁重聯(lián)合工藝流程，與單一搖床選礦相比，弱磁精礦需要再磨，設(shè)備投資和生產(chǎn)成本相對增加，但獲Cr2O3精礦品位較高，回收率也有所增加。

弱磁－強磁－弱磁精礦再磨搖床重選－強磁精礦分級－搖床重選工藝流程可獲得含Cr2O345.12% ，回收率65.08%的鉻精礦，該工藝流程與前兩者相比較品位和回收率均有所增加。

根據(jù)試驗結(jié)果可知，三種選礦工藝流程均取得了較好的選別指標。但是弱磁－強磁－弱磁精礦再磨搖床重選－強磁精礦分級－搖床重選工藝流程相對其他兩個流程，獲得的選別指標較好，工藝流程更為合理一些。

4 結(jié)語

1）國外貧鉻鐵礦中Cr2O3含量為14.02%。通過采用合理工藝流程進行選別，可以獲得Cr2O3含量45%以上的合格產(chǎn)品，試驗結(jié)果表明該低品位鉻鐵礦通過選別，是可以加以利用的。

2）礦石工藝礦物學研究結(jié)果表明，該低品位鉻鐵礦石中Cr2O3含量為14.02%，Cr2O3主要賦存在（鋁）鉻鐵礦中，分布率為94.39%；主要金屬礦物為（鋁）鉻鐵礦，其次為磁鐵礦及微量赤鐵礦；主要脈石礦物為橄欖石、蛇紋石，其他脈石礦物較少。

3）綜合比較以上工藝流程，采用弱磁－強磁－弱磁精礦再磨搖床重選－強磁精礦分級—搖床重選工藝流程分粒級重選可以取得相對較好的指標，含Cr2O345.12% ，回收率65.08%的鉻精礦。

［1］雷力，王恒峰，邱允武.從低品位鉻礦石中回收鉻鐵礦的選礦工藝研究［J］.礦產(chǎn)資源綜合利用，2010（12）：7－10.

［2］宮中桂，鄒衡榮.大道爾吉超基性巖鉻鐵礦選礦試驗研究［J］.礦冶工程，1985（3）：20－23.