國(guó)外某低品位含硫磁鐵礦選礦試驗(yàn)

高春慶

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

國(guó)外某低品位含硫磁鐵礦選礦試驗(yàn)

高春慶1,2

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

為合理開發(fā)國(guó)外某低品位含硫磁鐵礦，根據(jù)該鐵礦石的性質(zhì)特點(diǎn)及國(guó)內(nèi)外類似鐵礦選礦生產(chǎn)實(shí)踐，進(jìn)行了原礦(10～0 mm)濕式粗粒磁選預(yù)選拋尾—階段磨礦—弱磁選—浮選脫硫工藝試驗(yàn)。試驗(yàn)獲得了產(chǎn)率為45.37%、鐵品位為65.39%、硫含量為0.22%、鐵回收率為82.44%的鐵精礦，還獲得了產(chǎn)率為3.86%、鐵品位為61.92%、硫含量為2.59%、鐵回收率為6.64%的次鐵精礦，選別指標(biāo)較好，為該類含硫磁鐵礦石的開發(fā)利用提供了技術(shù)依據(jù)。

含硫磁鐵礦 預(yù)選拋尾 磨礦 弱磁選 浮選脫硫

某國(guó)外含硫磁鐵礦品位低、雜質(zhì)硫和氟含量高，礦石中主要有用鐵礦物為磁鐵礦，少量赤鐵礦(其中含少量假象礦)和褐鐵礦，主要脈石礦物為石英、長(zhǎng)石、水鎂石。有用鐵礦物工藝粒度在不同粒級(jí)中基本均勻分布，脈石礦物工藝粒度則一般均大于鐵礦物，礦石中硫主要以黃鐵礦、磁黃鐵礦的礦物形式存在，這些硫化物與磁鐵礦交代形成且關(guān)系緊密不易解離，必需細(xì)磨，但磨的過細(xì)會(huì)對(duì)鐵回收率產(chǎn)生影響，為此，對(duì)該礦石采用階段磨選工藝進(jìn)行了選礦試驗(yàn)，并獲得了滿意的指標(biāo)。

1 原礦性質(zhì)

原礦化學(xué)多元素分析及鐵、硫物相分析結(jié)果見表1～表3，原礦礦物組成及礦物組分含量分析結(jié)果見表4。

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

元素TFeSPCaOMgO含量35.840.460.0222.6614.14元素SiO2Al2O3MnOF燒失含量20.472.231.600.724.94

注：w(CaO+ MgO)/w(SiO2+ Al2O3)=0.74，屬半自熔性礦石。

表2 原礦鐵物相分析結(jié)果 %

鐵物相鐵含量鐵分布率磁性鐵(含磁黃鐵礦)32.0689.46赤、褐鐵礦2.095.83黃鐵礦0.320.89碳酸鐵0.792.20硅酸鐵0.581.62全鐵35.84100.00

表3 原礦硫物相分析結(jié)果 %

硫物相硫含量硫分布率硫化物中硫0.2758.70硫酸鹽中硫0.1532.61自然硫0.048.69全硫0.46100.00

表4 原礦礦物組成及含量分析結(jié)果 %

由表1～表4可知，礦石中主要有價(jià)元素為鐵，硫含量為0.46%，氟含量為0.72%，礦石中主要有用礦物為磁鐵礦，主要脈石礦物為石英、長(zhǎng)石、水鎂石，礦石中硫主要以黃鐵礦、磁黃鐵礦的形式存在，這些硫化物與磁鐵礦交代形成且關(guān)系緊密不易解離；磷主要以磷灰石的形式存在，但含量低微，只要將之棄入尾礦不會(huì)對(duì)精礦質(zhì)量構(gòu)成影響；氟主要以獨(dú)立礦物螢石的形式存在，另有微量氟元素賦存在磷灰石中，由于與鐵礦物關(guān)系緊密，所以須細(xì)磨才能將兩者解離。

2 選礦試驗(yàn)研究

根據(jù)該鐵礦石含硫含氟的性質(zhì)特點(diǎn)并結(jié)合國(guó)內(nèi)外類似礦山選礦生產(chǎn)實(shí)踐[1-3]，試驗(yàn)主要進(jìn)行原礦濕式磁選預(yù)選拋尾—階段磨礦—階段弱磁選—浮選脫硫方案的試驗(yàn)研究。

2.1 原礦濕式磁選預(yù)選拋尾試驗(yàn)

為提高入磨鐵品位，減少入磨礦量，降低選礦成本，將原礦破碎至10～0mm，進(jìn)行濕式粗粒磁選預(yù)選拋尾試驗(yàn)，試驗(yàn)磁場(chǎng)強(qiáng)度為318.47kA/m，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 濕式粗粒磁選預(yù)選拋尾試驗(yàn)結(jié)果 %

產(chǎn)品名稱產(chǎn)率鐵品位TFemFe鐵回收率TFemFe精礦72.1546.7344.1693.7799.28尾礦27.858.040.846.230.72給礦100.0035.9632.09100.00100.00

由表5可知，原礦破碎至10～0mm經(jīng)過濕式粗粒磁選拋尾選別，可拋掉產(chǎn)率為27.85%、鐵品位為8.04%的尾礦，全鐵損失率為6.23%，磁性鐵損失率為0.72%。

2.2 1段磨礦不同細(xì)度弱磁選試驗(yàn)

將表5所得預(yù)選精礦磨到不同細(xì)度，進(jìn)行弱磁1粗1精選別試驗(yàn)。磁場(chǎng)強(qiáng)度粗選為159.24kA/m，精選為95.54kA/m，試驗(yàn)結(jié)果見表6。

表6 1段不同磨礦細(xì)度弱磁選選別試驗(yàn)結(jié)果 %

磨礦細(xì)度(-0.076mm)產(chǎn)品名稱產(chǎn)率鐵品位鐵回收率45精選精礦76.2159.1496.37精選尾礦1.8312.630.49粗選精礦78.0458.0596.86尾礦21.966.713.14給礦100.0046.77100.0055精選精礦74.8160.0296.02精選尾礦1.7012.840.47粗選精礦76.5158.9796.49尾礦23.496.983.51給礦100.0046.76100.0065精選精礦73.3360.9695.72精選尾礦1.5813.070.45粗選精礦74.9159.9596.17尾礦25.097.143.83給礦100.0046.70100.0075精選精礦71.8662.0595.48精選尾礦1.4313.310.41粗選精礦73.2961.1095.89尾礦26.717.204.11給礦100.0046.70100.0085精選精礦70.1563.5095.21精選尾礦1.3013.520.39粗選精礦71.4562.4595.60尾礦28.557.224.40給礦100.0046.79100.0095(-0.043mm80)精選精礦68.3265.0394.76精選尾礦1.2113.780.36粗選精礦69.5363.8795.12尾礦30.477.534.88給礦100.0046.89100.00

由表6可知，當(dāng)磨礦細(xì)度為-0.076mm95%時(shí)，才能獲得鐵品位大于65%的鐵精礦，由此可見該礦石嵌布粒度較細(xì)，要獲得較高品位的鐵精礦必需細(xì)磨；根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果并參照我國(guó)選礦廠生產(chǎn)實(shí)踐，確定1段磨礦細(xì)度為-0.076mm55%。

2.3 2段不同磨礦細(xì)度弱磁選試驗(yàn)

將表6所得1段磨礦細(xì)度為-0.076mm55%的磁精礦磨到不同細(xì)度，進(jìn)行2段弱磁1粗1精選別試驗(yàn)，磁場(chǎng)強(qiáng)度粗選為159.24kA/m，精選為95.54kA/m，試驗(yàn)結(jié)果見表7。

由表7可知，隨著2段磨礦粒度變細(xì)，精礦鐵品位和硫含量升高，精礦鐵回收率降低。

2.4 2段不同細(xì)度磁選精礦浮選脫硫試驗(yàn)

以表7所得2段不同磨礦細(xì)度弱磁選精礦為對(duì)象，進(jìn)行浮選脫硫試驗(yàn)，試驗(yàn)流程為1次粗選、2次掃選，試驗(yàn)條件為粗選H2SO4用量為1 500g/t、活化劑HH-1用量為800g/t、丁黃藥用量為1 200g/t、2#油用量為46g/t；掃選1丁黃藥用量為400g/t、2#油用量為23g/t；掃選2丁黃藥用量為200g/t、2#油用量為23g/t，試驗(yàn)結(jié)果見表8。

表7 2段不同磨礦細(xì)度弱磁選選別試驗(yàn)結(jié)果 %

磨礦細(xì)度產(chǎn)品名稱產(chǎn)率品位FeS回收率FeS80(-0.076mm)85(-0.076mm)90(-0.076mm)78(-0.043mm)92(-0.043mm)精選精礦91.3563.78精選尾礦1.6014.86尾礦7.056.83給礦100.0058.98精選精礦90.2164.37精選尾礦1.4315.89尾礦8.367.55給礦100.0058.93精選精礦89.0865.11精選尾礦1.1717.13尾礦9.757.78給礦100.0058.96精選精礦88.3365.55精選尾礦1.1218.75尾礦10.557.86給礦100.0058.94精選精礦87.8565.89精選尾礦1.0020.58尾礦11.157.94給礦100.0058.950.371.270.450.381.020.440.390.920.450.410.820.460.410.740.4598.780.410.81100.0098.540.391.07100.0098.370.341.29100.0098.240.351.41100.0098.180.361.46100.0075.5624.44100.0077.2722.73100.0077.7822.22100.0078.2621.74100.0080.0020.00100.00

由表8可知，隨著磨礦細(xì)度的變細(xì)，鐵精礦硫含量降低；當(dāng)原礦磨礦細(xì)度為 -0.076mm90%時(shí)，鐵精礦中硫含量為0.23%，繼續(xù)細(xì)磨硫含量降低幅度不大，由此確定2段磨礦細(xì)度為-0.076mm90%。

表8 2段礦不同細(xì)度弱磁選精礦浮選脫硫試驗(yàn)結(jié)果

%

2.5 浮硫開路、閉路流程試驗(yàn)

以2段磨礦細(xì)度為-0.076mm90%所得的弱磁選精礦為對(duì)象，在進(jìn)行了浮硫粗選H2SO4、活化劑、粗選丁黃藥和1次掃選丁黃藥用量試驗(yàn)及浮硫粗選不同濃度試驗(yàn)、浮選時(shí)間工藝條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了開路流程試驗(yàn)、閉路流程試驗(yàn)，試驗(yàn)流程分別見圖1、圖2。

圖1 弱磁選精礦浮硫開路數(shù)質(zhì)量流程

圖2 弱磁選精礦浮硫閉路數(shù)質(zhì)量流程

由圖1、圖2可知，該礦石磁選精礦經(jīng)過浮硫開路選別，可獲得硫含量為0.20%的鐵精礦，其中，浮硫閉路試驗(yàn)中礦返回后雖然提高了鐵精礦(槽底產(chǎn)品)的產(chǎn)率和回收率，但鐵精礦中硫含量升高為0.28%，鐵精礦品位降低為65.17%。因此將浮硫開路試驗(yàn)結(jié)果與前面試驗(yàn)結(jié)果綜合計(jì)算得出原礦濕式磁選預(yù)選拋尾—階段磨礦—階段弱磁選—浮選脫硫開路流程試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

3 產(chǎn)品考查

浮硫槽底鐵精礦和高硫鐵精礦化學(xué)多元素分析結(jié)果見表9和表10。

由表9、表10可知，2種鐵精礦中磷含量均很低，鐵精礦鐵品位為65.36%，硫含量為0.22%，次鐵精礦中鐵品位為61.92%，硫含量為2.59%，2種鐵精礦均為堿性鐵精粉。

表9 鐵精礦化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

元素TFeSPSiO2Al2O3CaOMgOMnO燒失含量65.360.220.0031.330.450.193.491.44-1.59

注：w(CaO+ MgO)/w(SiO2+ Al2O3)=2.07，屬堿性礦石。

表10 高硫鐵精礦化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

元素TFeSPSiO2Al2O3CaOMgOMnO含量61.922.590.0082.710.520.334.371.60

注：w(CaO+ MgO)/w(SiO2+ Al2O3)=1.46，屬堿性礦石。

4 結(jié) 論

(1)國(guó)外某含硫磁鐵礦礦石屬低品位含硫磁鐵礦，在磨選前采用預(yù)選拋尾工藝可提前拋掉部分尾礦，提高入磨品位，減少入磨礦量，能有效降低磨礦成本。

(2)浮硫閉路試驗(yàn)中礦返回后雖然提高了鐵精礦的產(chǎn)率和鐵回收率，但鐵精礦品位降低，鐵精礦中的硫含量升高，因此認(rèn)為該浮硫中礦不宜返回閉路再選，只能將其作為次鐵精礦或者進(jìn)行單獨(dú)加工處理。

(3)該礦石采用原礦濕式磁選預(yù)選拋尾—階段磨礦—階段弱磁選—浮選脫硫流程選別，可獲得產(chǎn)率為45.37%、鐵品位為65.36%、硫含量為0.22%、鐵回收率為82.44%的鐵精礦，還可獲得產(chǎn)率為3.86%、鐵品位為61.92%、硫含量為2.59%、鐵回收率為6.64%的次鐵精礦。

圖3 原礦濕式磁選預(yù)選拋尾—階段磨礦—階段弱磁選—浮選脫硫流程試驗(yàn)結(jié)果

[1] 崔毅琦，童 雄，周慶華，等.國(guó)內(nèi)外磁黃鐵礦浮選的研究概況[J].金屬礦山，2005(5)：24-26.

[2] 冉銀華.某鐵礦的脫硫選礦試驗(yàn)研究[J].中國(guó)礦業(yè)，2007(12)：124-125.

[3] 彭會(huì)清，李祿宏，徐 林，等.某鐵精礦浮選脫硫試驗(yàn)研究[J].金屬礦山，2005(12)：35-37.

Beneficiation Experiments on a Low Grade Sulfur-bearing Magnetite Ore Abroad

Gao Chunqing1,2

(1.Sinosteel Maanshan Institute of Mining Research Co.，Ltd.；2.National Engineering Research Center of Huawei High Efficiency Cyclic Utilization of Metal Mineral Resources Co.,Ltd.)

In order to rationally develop a low grade sulfur-bearing magnetite ore abroad, discarding(-10 mm) by coarse wet magnetic separation-stage grinding-low intensity magnetic separation-desulfurization via flotation process was conducted based on the characteristics and the properties of the ore, and also beneficiation production practice on similar iron ore both at home and abroad. Iron concentrate with yield of 45.37%, 65.39% Fe, 0.22% S, and iron recovery of 82.44% was obtained and also second-grade concentrate with yield of 3.86%, 61.92% Fe, 2.59% S, and iron recovery of 6.64%. The index is good, and can provide technical basis for the development and utilization of the ore.

Sulfur-containing magnetite， Discarding by pre-concentration， Milling， Low intensity magnetic separation， Desulfurization by flotation

2015-03-16)

高春慶(1982—)，男，工程師，243000 安徽省馬鞍山市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)西塘路666號(hào)。