南芬選礦廠北山尾礦再選試驗(yàn)

李 英 劉 軍 胡義明 張 永

(1.本鋼集團(tuán)南芬選礦廠；2.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司;3.華唯金屬礦產(chǎn)資源高效循環(huán)利用國家工程研究中心有限公司)

·礦物加工工程·

南芬選礦廠北山尾礦再選試驗(yàn)

李 英1劉 軍2,3胡義明2,3張 永2,3

(1.本鋼集團(tuán)南芬選礦廠；2.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司;3.華唯金屬礦產(chǎn)資源高效循環(huán)利用國家工程研究中心有限公司)

為提高本鋼南芬選礦廠大選系統(tǒng)處理北山過渡類型礦的回收率，減少金屬流失，對南芬選礦廠大選車間處理北山過渡類型礦的尾礦進(jìn)行了再選選礦試驗(yàn)研究，采用中磁—強(qiáng)磁預(yù)富集—再磨—弱磁得精—強(qiáng)磁精礦陰離子反浮選工藝，可獲得鐵精礦品位為57.94%、鐵回收率為59.70%(其中弱磁精礦品位66.84%，回收率39.83%)的選別指標(biāo)，說明北山尾礦中流失了相當(dāng)比例的磁鐵礦，有必要對現(xiàn)場工藝流程進(jìn)行技術(shù)改造。

尾礦 弱磁選 強(qiáng)磁選 陰離子 反浮選

本鋼南芬選礦廠擬開發(fā)利用北山過渡類型礦，直接采用大選流程(階段磨礦—弱磁—細(xì)篩再磨—磁選柱)處理北山過渡類型礦時(shí)，尾礦品位高，回收率低。為了進(jìn)一步回收北山尾礦中的有用鐵礦物，提高金屬回收率，對北山尾礦進(jìn)行了再選選礦試驗(yàn)研究，對其進(jìn)行中磁—強(qiáng)磁預(yù)富集—再磨—弱磁得精—強(qiáng)磁精礦陰離子反浮選流程選礦試驗(yàn)研究，以確定適宜北山尾礦回收的選礦工藝流程及工藝參數(shù)，為技術(shù)改造提供參考依據(jù)。

1 北山尾礦性質(zhì)

北山尾礦化學(xué)多元素分析、鐵物相分析結(jié)果見表1、表2，粒度分析結(jié)果見表3。

表1 北山尾礦化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

成分TFeSFeFeOSiO2Al2O3CaO含量18.5415.156.9062.161.761.52成分MgOSPK2ONa2O燒失含量2.500.260.0730.420.286.91

由表1～表3可知，北山尾礦中主要可回收的為鐵礦物，雜質(zhì)主要為SiO2，有害元素S、P含量較低；北山尾礦中磁鐵礦含量較高，說明現(xiàn)有流程處理北山過渡類型礦運(yùn)行不暢，另外主要可回收的為赤褐鐵礦，還有部分碳酸鐵、硅酸鐵，會(huì)影響浮選指標(biāo)；北山尾礦粒度為-0.076 mm 64.33%，可直接入選，拋除部分尾礦，降低再磨礦量。

表2 北山尾礦鐵物相分析結(jié)果 %

鐵物相鐵含量鐵分布率磁鐵礦7.8241.40赤(褐)鐵礦6.8736.37碳酸鐵2.5113.29硅酸鐵1.437.57硫化鐵0.261.37全鐵18.89100.00

表3 北山尾礦粒度分析結(jié)果

2 中磁—強(qiáng)磁預(yù)富集—再磨—弱磁得精—強(qiáng)磁—浮選流程試驗(yàn)

根據(jù)北山尾礦性質(zhì)，初步擬定試驗(yàn)流程如下：①對北山尾礦進(jìn)行中磁—強(qiáng)磁預(yù)富集，拋出部分合格尾礦，減少再磨礦量；②粗精礦再磨后弱磁先得精礦，以期“能收早收”；③強(qiáng)磁精礦進(jìn)浮選，以盡可能提高精礦品位。

2.1 預(yù)富集試驗(yàn)

試驗(yàn)礦樣屬磁-赤混合礦石，且來樣鐵品位很低，僅為18.73%。南芬選礦廠大選車間的流程為單一弱磁選流程，因此其尾礦有必要進(jìn)行中磁—強(qiáng)磁預(yù)富集，以提高入磨入選品位。預(yù)富集試驗(yàn)流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

圖1 北山尾礦預(yù)富集試驗(yàn)流程

由表4可知，中磁精礦產(chǎn)率達(dá)23.82%，所以在強(qiáng)磁選前設(shè)置中磁選作業(yè)盡量回收磁鐵礦很有必要；另外隨著強(qiáng)磁選磁場強(qiáng)度提高，強(qiáng)磁尾礦品位降低，強(qiáng)磁精礦回收率大幅提高；當(dāng)強(qiáng)磁選磁場強(qiáng)度增加到637 kA/m時(shí)，強(qiáng)磁尾礦品位為6.20%，可作為合格尾礦丟棄，強(qiáng)磁選磁場強(qiáng)度為637 kA/m為宜。

表4 北山尾礦預(yù)富集強(qiáng)磁選不同磁場強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)預(yù)富集條件試驗(yàn)確定的選礦試驗(yàn)條件，進(jìn)行預(yù)富集精礦生產(chǎn)試驗(yàn)，為后續(xù)試驗(yàn)準(zhǔn)備礦樣，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 南芬選礦廠北山尾礦預(yù)富集生產(chǎn)試驗(yàn)結(jié)果

2.2 不同磨礦細(xì)度弱磁—強(qiáng)磁選試驗(yàn)

將預(yù)富集精礦磨至不同細(xì)度，進(jìn)行弱磁—強(qiáng)磁選試驗(yàn)。弱、強(qiáng)磁選設(shè)備分別為φ400 mm×300 mm濕式電磁筒式磁選機(jī)、SLon750型脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)，磁介質(zhì)為4 mm棒介質(zhì)，轉(zhuǎn)環(huán)轉(zhuǎn)速為2 r/min、脈動(dòng)沖次為200次/min、沖洗水量為6 L/min。試驗(yàn)流程及試驗(yàn)參數(shù)見圖2，試驗(yàn)結(jié)見表6。

圖2 預(yù)富集精礦不同磨礦細(xì)度弱磁—強(qiáng)磁選試驗(yàn)流程

由表6可知，隨著磨礦細(xì)度增加，弱磁精礦、強(qiáng)磁精礦品位皆提高，強(qiáng)磁尾礦品位亦提高。當(dāng)磨礦細(xì)度達(dá)到-0.043 mm 90%時(shí)，此時(shí)弱磁精礦品位為67.03%，達(dá)到了一般磁鐵礦選礦廠要求鐵精礦品位大于66%的要求，可認(rèn)為在此磨礦細(xì)度條件下，磁鐵礦解離已較為充分，繼續(xù)增加磨礦細(xì)度，弱磁精礦、強(qiáng)磁精礦品位提高幅度很小，但磨礦能耗會(huì)大幅增加。另外，分別計(jì)算弱磁選、強(qiáng)磁選作業(yè)的分選效率，磨礦細(xì)度為-0.043 mm 90%時(shí)分選效率較為理想，繼續(xù)增加磨礦細(xì)度，分選效率反而降低，因此確定磨礦細(xì)度為-0.043 mm 90%進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

表6 預(yù)富集精礦不同磨礦細(xì)度弱磁—強(qiáng)磁選試驗(yàn)結(jié)果 %

磨礦細(xì)度產(chǎn)品名稱產(chǎn)率鐵品位鐵回收率作業(yè)分選效率95(-0.076mm)弱磁精礦20.7462.6946.4325.32強(qiáng)磁精礦39.9826.9738.506.80強(qiáng)磁尾礦39.2810.7515.07給礦100.0028.01100.0080(-0.043mm)弱磁精礦20.6564.2847.1627.28強(qiáng)磁精礦39.0826.9537.426.80強(qiáng)磁尾礦40.2710.7815.42給礦100.0028.15100.0085(-0.043mm)弱磁精礦20.6465.0547.5928.30強(qiáng)磁精礦35.8828.0935.717.70強(qiáng)磁尾礦43.4810.8416.70給礦100.0028.22100.0090(-0.043mm)弱磁精礦19.7467.0346.4529.21強(qiáng)磁精礦33.6030.7736.3010.29強(qiáng)磁尾礦46.6610.5317.25給礦100.0028.48100.0095(-0.043mm)弱磁精礦19.2967.5046.1129.55強(qiáng)磁精礦31.0730.8133.919.29強(qiáng)磁尾礦49.6411.3619.98給礦100.0028.23100.00

2.3 弱磁選不同磁場強(qiáng)度試驗(yàn)

將預(yù)富集精礦磨礦至-0.043 mm 90%進(jìn)行弱磁選不同磁場強(qiáng)度試驗(yàn)，弱磁選試驗(yàn)設(shè)備為φ400 mm×300 mm濕式電磁筒式磁選機(jī)，試驗(yàn)流程為弱磁選1粗1精，磁場強(qiáng)度變化。試驗(yàn)流程見圖3，試驗(yàn)結(jié)果見表7。

圖3 弱磁選不同磁場強(qiáng)度試驗(yàn)流程

由表7可知，弱磁選磁場強(qiáng)度對弱磁選選別指標(biāo)影響較小，確定弱磁選1粗1精磁場強(qiáng)度分別為159和143 kA/m進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

2.4 弱磁選驗(yàn)證試驗(yàn)

將預(yù)富集精礦磨至-0.043 mm 90%進(jìn)行弱磁選驗(yàn)證試驗(yàn)，并為后續(xù)強(qiáng)磁選條件試驗(yàn)準(zhǔn)備礦樣。弱磁選試驗(yàn)設(shè)備為φ400 mm×300 mm濕式電磁筒式磁選機(jī)，試驗(yàn)流程同圖3，磁場強(qiáng)度按上節(jié)確定為159、143 kA/m。試驗(yàn)結(jié)果見表8。

表7 弱磁選不同磁場強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

表8 預(yù)富集精礦弱磁選驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果

2.5 強(qiáng)磁選不同磁場強(qiáng)度試驗(yàn)

將弱磁選驗(yàn)證試驗(yàn)中的弱磁尾礦進(jìn)行強(qiáng)磁選磁場強(qiáng)度試驗(yàn)，試驗(yàn)設(shè)備為SLon750型脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)，磁介質(zhì)為4 mm棒介質(zhì)，轉(zhuǎn)環(huán)轉(zhuǎn)速、脈動(dòng)沖次、沖洗水量均選用常規(guī)大小，分別為2 r/min、 200次/min、 6 L/min。試驗(yàn)結(jié)果見表9。

表9 強(qiáng)磁選不同磁場強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

由表9可知，隨著磁場強(qiáng)度提高，強(qiáng)磁精礦、尾礦品位均降低，鐵回收率提高。在高磁場強(qiáng)度條件下，可丟棄合格尾礦，當(dāng)磁場強(qiáng)度達(dá)637 kA/m時(shí)，繼續(xù)提高磁場強(qiáng)度，效果不明顯，故選擇磁場強(qiáng)度為637 kA/m時(shí)的強(qiáng)磁精礦進(jìn)行后續(xù)浮選試驗(yàn)。

2.6 強(qiáng)磁選驗(yàn)證試驗(yàn)

由表9可知，強(qiáng)磁選拋尾合適的磁場強(qiáng)度為637 kA/m，將弱磁選驗(yàn)證試驗(yàn)中的弱磁選尾礦進(jìn)行強(qiáng)磁選拋尾驗(yàn)證試驗(yàn)，并為后續(xù)浮選試驗(yàn)準(zhǔn)備礦樣。試驗(yàn)結(jié)果見表10。

表10 弱磁尾礦強(qiáng)磁選驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果

2.7 陰離子反浮選試驗(yàn)研究

將強(qiáng)磁選驗(yàn)證試驗(yàn)的強(qiáng)磁粗精礦進(jìn)行陰離子反浮選正交試驗(yàn)，以NaOH、淀粉、石灰、捕收劑用量為考察因素(依次為因素A、B、C、D)，每個(gè)因素取3個(gè)水平進(jìn)行四因素三水平正交試驗(yàn)，正交試驗(yàn)流程見圖4，試驗(yàn)因素安排見表11、試驗(yàn)結(jié)果見表12。

圖4 陰離子反浮選四因素三水平正交試驗(yàn)流程

表11 陰離子反浮選正交試驗(yàn)水平安排

表12 陰離子反浮選正交試驗(yàn)結(jié)果 %

試驗(yàn)序號(hào)各因素水平ABCD試驗(yàn)結(jié)果βε1111144.0058.812122244.3663.923133343.4467.454212352.7138.205223142.3869.906231243.1368.337313248.2737.908321345.3457.799332140.8272.53

注：β為精礦鐵品位；ε為精礦鐵回收率。

將試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行處理，得到各項(xiàng)指標(biāo)的平均值與因素、水平的關(guān)系，極差分析結(jié)果見表13。

由表13綜合比較各因素各水平的選別指標(biāo)，最終確定NaOH用量為1 000 g/t；淀粉用量為1 200 g/t；石灰用量為500 g/t；捕收劑用量為400 g/t。

2.8 北山尾礦預(yù)富集—磨礦—弱磁得精—強(qiáng)磁精礦陰離子反浮選流程試驗(yàn)

根據(jù)上述條件試驗(yàn)確定的工藝參數(shù)，進(jìn)行北山尾礦預(yù)富集—磨礦—弱磁得精—強(qiáng)磁精礦陰離子反浮選全流程試驗(yàn)，數(shù)質(zhì)量流程見圖5。

表13 陰離子反浮選正交試驗(yàn)極差分析結(jié)果 %

因素指標(biāo)各水平下指標(biāo)的平均值水平1水平2水平3極差較優(yōu)水平Aβ(TFe)43.9346.0744.812.14ε(TFe)63.3958.8156.087.312Bβ(TFe)48.3344.0342.465.87ε(TFe)44.9763.8769.4424.472Cβ(TFe)44.1645.9644.701.80ε(TFe)61.6458.2258.423.422Dβ(TFe)42.4045.2547.164.76ε(TFe)67.0856.7254.4812.603

圖5 北山尾礦預(yù)富集—磨礦—弱磁得精—強(qiáng)磁精礦陰離子反浮選1粗1精3掃數(shù)質(zhì)量流程

3 結(jié) 語

(1)對北山尾礦進(jìn)行中磁—強(qiáng)磁預(yù)富集試驗(yàn)，可拋除產(chǎn)率為43.33%、鐵品位為6.24%的尾礦，大幅提高了入磨入選品位。弱磁選可獲得高品位的弱磁精礦，實(shí)現(xiàn)了“早收多收”。

(2)北山尾礦中磁鐵礦占比較大，說明現(xiàn)有流程運(yùn)行不暢，應(yīng)考慮對大選流程處理北山過渡類型礦時(shí)進(jìn)行流程考查，或?qū)Ρ鄙竭^渡類型礦原礦進(jìn)行詳盡選礦試驗(yàn)研究。

Reconcentration on Tailings of Beishan from Nanfen Plant

Li Ying1Liu Jun2,3Hu Yiming2,3Zhang Yong2,3

(1. Nafen Plant, Benxi Steel Group; 2. Sinosteel Maanshan Institute of Mining Research Co., Ltd.;3. National Engineering Research Center of Huawei High Efficiency Recyclic >Utilization of Metal Mineral Resources Co., Ltd.)

In order to improve iron recovery rate of middles type ore from Beishan Nanfen Plant Daxuan System, reduce metal loss, reselection experiments was conducted on the tailings of middles from Beishan Nanfen Plant Daxuan Workshop. Iron concentrate with iron grade of 57.94% and recovery of 59.70%(iron grade and recovery of low intensity magnetic separation concentrate is 66.84% and 39.83% respectively) was obtained through middle magnetic separation-pre concentration by high intensity magnetic separation-regrinding-concentrate obtained via low intensity magnetic separation-anionic reverse flotation on concentrate of high intensity magnetic separation process. The results indicated that large amounts of magnetite were lost in Beishan Tailings, and technical transformation is necessary for on-site process.

Tailings, Low intensity magnetic separation, High intensity magnetic separation, Anionic, Reverse flotation

2015-04-10)

李 英(1967—)，男，工程師，117014 遼寧省本溪市。