混合磁選工藝回收某細(xì)粒嵌布鐵礦

王中海

(太原鋼鐵集團(tuán)山西太鋼工程技術(shù)有限公司)

混合磁選工藝回收某細(xì)粒嵌布鐵礦

王中海

(太原鋼鐵集團(tuán)山西太鋼工程技術(shù)有限公司)

某鐵礦石中磁鐵礦與赤褐鐵礦呈細(xì)粒嵌布，原礦含鐵34.33%。根據(jù)該礦石特性，采用先弱磁選后強(qiáng)磁選的聯(lián)合工藝回收此鐵礦石，弱磁選可獲得鐵品位為67.38%，鐵回收率為47.57%的鐵精礦1；弱磁選尾礦與弱磁選粗精礦再磨精選中礦通過強(qiáng)磁選工藝可獲得鐵品位為60.38%，鐵回收率為26.68%的鐵精礦2，最終鐵綜合回收率達(dá)到74.25%，取得了滿意的試驗指標(biāo)。

磁選 磁鐵礦 赤褐鐵礦 階段磨礦 嵌布特征

山西周邊鐵礦石選礦中，磁鐵礦石選礦一直占據(jù)主體位置，很多礦山長期采用單一弱磁選的階段磨礦工藝。采用此生產(chǎn)工藝，對于易磨、有可能先單體解離的礦石，可在粗磨階段拋除脈石，為節(jié)能增產(chǎn)創(chuàng)造良好的條件；但對難選的細(xì)粒嵌布磁鐵礦，則需要采用多段磨礦、多次選別的工藝，才能達(dá)到生產(chǎn)要求，甚至無法有效回收金屬成分[1]。

某細(xì)粒嵌布鐵礦石中主要礦物為磁鐵礦，約占含鐵總量的59.89%，其次是弱磁性鐵礦物赤褐鐵礦，赤褐鐵礦中鐵約占總鐵的30.29%，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際生產(chǎn)情況，赤鐵礦部分弱磁性鐵礦采用弱磁選工藝不能得到有效回收。因此，為提高鐵精礦質(zhì)量與回收率，試驗研究采用弱磁選預(yù)先分選強(qiáng)磁性鐵礦物，弱磁選粗精礦再磨精選產(chǎn)出鐵精礦；弱磁選粗精礦再磨精選中礦與弱磁選尾礦采用強(qiáng)磁選回收礦石中的赤褐鐵礦。試驗最終獲得了滿意的試驗指標(biāo)，達(dá)到了提高鐵回收率的目的。

1 礦石性質(zhì)

1.1 原礦礦物組成與化學(xué)分析

鐵礦石中的鐵礦物主要為磁鐵礦、赤鐵礦與褐鐵礦，少量硅酸鐵、鉻鐵礦、菱鐵礦等。脈石礦物主要為石英、透輝石、鈣鐵輝石、石榴子石、透閃石、陽起石，其次有黑柱石、符閃石、硅輝石、螢石、方解石、長石；次生礦物有綠泥石、滑石、孔雀石、高嶺石等。原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1，鐵物相分析結(jié)果見表2。

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

元素TFeWO3ZnAsS含量34.330.0040.0090.0860.092元素PSiO2Al2O3CaOMgO含量0.01226.962.6910.061.86

表2 鐵物相分析結(jié)果 %

由表2可知，礦石中除了磁鐵礦外，尚有很大部分的弱磁性鐵礦物(赤、褐鐵礦和碳酸鐵)。根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)條件，使用單一弱磁選方法不能回收這部分鐵礦物，對精礦鐵回收率有很大影響。

1.2 鐵礦物嵌布粒度特性

該鐵礦石以磁鐵礦為主，其次為赤褐鐵礦、鏡鐵礦，還有少量的硅酸鐵礦石。磁鐵礦呈他形粒狀結(jié)構(gòu)，嵌布粒度為0.15～0.037 mm，占70%左右；其次是-0.037 mm粒級，約占20%；+0.15 mm粒級磁鐵礦含量約占10%。磁鐵礦內(nèi)沿解理方向不均勻地分布頁片狀赤鐵礦，在赤鐵礦集中的地方，被赤鐵礦交代，也少量被褐鐵礦交代。頁片狀赤鐵礦可交代磁鐵礦，并被石英包含，頁片以寬0.01～0.02 mm，長0.5～0.05 mm為主，呈束狀分布。石英多分布于赤鐵礦之間，少量包含赤鐵礦，可見交代葉蛇紋石假象，綠泥石及蛇紋石呈小團(tuán)塊(<0.5 mm)不均勻分布在礦石中。

1.3 鐵礦物解離度測定

將原礦磨至-0.074 mm占60%～95%，各種鐵礦物解離度測定結(jié)果見表3。

表3 鐵礦物解離度測定結(jié)果 %

樣品細(xì)度(-0.074mm)礦物解離度磁鐵礦單體連生赤鐵礦單體連生褐鐵礦單體連生菱鐵礦單體連生黃鐵礦單體連生6050.6249.3836.0363.9762.1637.8426.1773.8366.0833.929584.6115.3977.8422.1688.2411.7679.0220.9894.615.39

由表3可知，該礦石中鐵礦物嵌布粒度較細(xì)，粗磨較難實(shí)現(xiàn)大部分目的礦物單體解離，該礦石回收鐵礦物的磁選工藝，需要進(jìn)行細(xì)磨才能保證鐵精礦產(chǎn)品的質(zhì)量與回收率[2-3]。

2 選礦試驗

2.1 弱磁選試驗與結(jié)果

2.1.1 磨礦細(xì)度試驗

將礦樣磨至不同細(xì)度，應(yīng)用φ400 mm×300 mm濕式弱磁選機(jī)，進(jìn)行1次粗選、1次掃選試驗，粗掃選精礦合并為粗精礦。磁選機(jī)粗選磁場強(qiáng)度為59.71 kA/m，掃選磁場強(qiáng)度為69.27 kA/m。磨礦細(xì)度對弱磁粗選的影響結(jié)果見圖1。

圖1 磨礦細(xì)度對弱磁粗選的影響

由圖1可見，隨著磨礦細(xì)度的增加，鐵回收率增加，當(dāng)磨礦細(xì)度增加至-0.074 mm 85%時，鐵回收率達(dá)到56%以上，繼續(xù)增加磨礦細(xì)度，鐵回收率增加較少，因此，磨礦細(xì)度確定為-0.074 mm 85%。

2.1.2 粗選磁場強(qiáng)度試驗

為探索在同樣的磨礦細(xì)度下，磁場強(qiáng)度對磁選的影響，試驗進(jìn)行了粗選磁場強(qiáng)度試驗，試驗結(jié)果見圖2。

圖2 磁場強(qiáng)度對弱磁粗選的影響

由圖2可見，隨著磁場強(qiáng)度的增加，鐵回收率有所增加，當(dāng)磁場強(qiáng)度增加至59.71 kA/m時，鐵回收率出現(xiàn)一個峰值，繼續(xù)增加磁場強(qiáng)度，鐵回收率波動較小，因此試驗選擇粗選磁場強(qiáng)度為59.71 kA/m進(jìn)行后續(xù)試驗研究。

2.1.3 粗精礦弱磁精選條件試驗

粗精礦精選條件試驗主要進(jìn)行了精選磨礦細(xì)度試驗與磁場強(qiáng)度條件試驗，磨礦細(xì)度與磁場強(qiáng)度對精選指標(biāo)的影響結(jié)果分別見圖3、圖4。

圖3 弱磁選粗精再磨細(xì)度對精選指標(biāo)的影響

由圖3可見，隨著粗精礦再磨細(xì)度的增加，鐵回收率隨之增加，當(dāng)再磨細(xì)度增加至 -0.045 mm 70%時，鐵精選作業(yè)回收率達(dá)到96%以上，繼續(xù)增加磨礦細(xì)度，回收率增加較少，因此，再磨細(xì)度確定為 -0.045 mm 70%為宜。

圖4 弱磁選精選磁場強(qiáng)度對精選指標(biāo)的影響

由圖4可見，當(dāng)精選再磨細(xì)度為-0.045 mm 70%時，磁場強(qiáng)度對鐵回收率有一定的影響，隨著磁場強(qiáng)度的增加，鐵回收率有所增加，當(dāng)磁場強(qiáng)度增加至46.97 kA/m時，鐵回收率出現(xiàn)一個峰值，繼續(xù)增加磁場強(qiáng)度，鐵回收率波動較小，因此試驗選擇再磨精選磁場強(qiáng)度為46.97 kA/m進(jìn)行后續(xù)試驗研究。此時鐵精礦回收率可達(dá)96%以上，鐵精礦中鐵品位大于65%。

2.2 強(qiáng)磁選試驗與結(jié)果

通過弱磁選選別磁鐵礦，大部分強(qiáng)磁性礦物被選出，但鐵的總回收率較低，僅55%左右，礦石中接近45%的鐵進(jìn)入尾礦產(chǎn)品。為更好地回收礦石中的鐵，試驗進(jìn)行了強(qiáng)磁選試驗，目的是回收礦石中的弱磁性礦物[4]。

強(qiáng)磁選主要針對弱磁選掃選尾礦與精選中礦，試驗磁選設(shè)備采用SLon-100型周期式脈動高梯度磁選機(jī)，主要進(jìn)行了弱磁選尾礦選鐵粗選磁場強(qiáng)度試驗，磁場強(qiáng)度對弱磁性礦物的磁選的影響見圖5。

圖5 強(qiáng)磁選粗選磁場強(qiáng)度試驗

由圖5可見，隨著磁場強(qiáng)度的增加，強(qiáng)磁粗選作業(yè)回收率增加，當(dāng)磁場強(qiáng)度為636.94 kA/m時，強(qiáng)磁粗選鐵回收率為52.34%，繼續(xù)增加磁場強(qiáng)度，回收率增加較少。因此，試驗最終確定強(qiáng)磁選粗選磁場強(qiáng)度為636.94 kA/m。

經(jīng)掃選后，掃選磁場強(qiáng)度為796.18 kA/m，將強(qiáng)磁粗選與掃選產(chǎn)品合并后經(jīng)過2次精選，2次精選磁場強(qiáng)度分別為398.09、318.47 kA/m，最終獲得了鐵品位為61.56%，鐵回收率為25.64%的鐵精礦[5]。

2.3 全流程試驗

在總結(jié)分析上述試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了綜合條件試驗。綜合條件試驗增加了1次弱磁選掃選與精選。試驗流程及條件見圖6，試驗結(jié)果見表4[6]。

表4 綜合條件試驗結(jié)果 %

產(chǎn)品名稱產(chǎn)率鐵品位鐵回收率鐵精礦124.3367.3847.57鐵精礦215.2360.3826.68尾礦60.4414.6825.75原礦100.0034.46100.00

3 結(jié) 語

山西地區(qū)某鐵礦原礦含鐵34.33%，其中鐵礦物主要是磁鐵礦，其次是赤褐鐵礦，磁鐵礦嵌布粒度較細(xì)。針對該礦石嵌布特征，試驗采用先弱磁選—再強(qiáng)磁的選別流程，弱強(qiáng)磁選混合工藝有效回收了礦石中的磁性鐵，最終得到了鐵品位為67.38%，鐵回收率為47.57%的弱磁選鐵精礦與鐵品位為60.38%，鐵回收率為26.68%的強(qiáng)磁選鐵精礦2種鐵精礦粉，鐵綜合回收率達(dá)到74.25%。采用傳統(tǒng)的弱磁選機(jī)與SLon型周期式脈動高梯度磁選機(jī)配合使用，可以有效回收礦石中的赤褐鐵礦，提高礦石中鐵的綜合回收率，提升難選鐵礦石的經(jīng)濟(jì)回收價值。

圖6 綜合試驗流程

[1] 王志東，王永章.峨口鐵礦單一弱磁選工藝改造發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J].金屬礦山，2005(Z2)：208-211.

[2] 張漢泉.鮞狀赤鐵礦特征和選冶技術(shù)進(jìn)展[J].中國冶金,2013(11)：6-10.

[3] 戚志正.磁鐵-赤鐵混合礦混合磁選的工藝研究[J].金屬礦山，1994(11):38-40.

[4] 李朝暉，徐 麟，郭秀平.某鐵礦細(xì)粒難選鐵礦石磁選工藝研究[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2014(3):131-133.

[5] 周岳遠(yuǎn).鐵礦選礦磁選裝備現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].金屬材料與冶金工程，2011(6):55-62.

[6] 彭 征，楊慶林，曾祥興，等.SLon磁選機(jī)處理海南鐵礦石的生產(chǎn)實(shí)踐[J].金屬礦山，2006(4):85-87.

2015-03-24)

王中海(1981—)，男，工程師，碩士研究生，030009 山西省太原市勝利西街327#。