湖北某地鐵礦石選礦試驗(yàn)研究

胡正華，韓 偉

（大冶有色設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖北 黃石 435005）

1 引言

對(duì)該鐵礦石進(jìn)行選礦試驗(yàn)研究。

隨著全球經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，對(duì)鐵礦石資源的需求呈現(xiàn)快速增加，鐵礦石作為一種不可再生的自然資源，是可耗竭的。隨著開(kāi)采量的增加，高品位的富礦石日益減少，因此，低品位的貧鐵礦石的入選迫在眉睫［1］。湖北某地鐵礦石全鐵品位18.56%，F(xiàn)e3O4含量12.02%， S含量0.42%、P含量0.16%，屬于貧鐵礦石，試驗(yàn)研究通過(guò)采用階磨階選磁選工藝流程

2 原礦性質(zhì)

2.1 原礦多元素分析

原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果則見(jiàn)表1。礦石的化學(xué)成分較為簡(jiǎn)單，可供選礦回收的主要元素為錳，其它銅、鐵、金、銀、鉛、鋅等有價(jià)金屬元素均因含量太低，綜合利用價(jià)值不大。

表1 多元素分析結(jié)果

2.2 原礦鐵物相分析

原礦鐵物相分析結(jié)果見(jiàn)表2。礦石中鐵礦物主要以磁鐵礦形式存在，含量64.45%，其次以赤鐵礦、褐鐵礦、硅酸鐵、菱鐵礦、硫化鐵等形式存在。理論上來(lái)說(shuō)，該礦石可回收鐵礦物主要為磁鐵礦、其次為部分赤鐵礦、褐鐵礦以及菱鐵礦，而硫化鐵以及硅酸鐵在目前的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下回收利用價(jià)值不大［2］。

表2 原礦鐵物相分析結(jié)果

3 選礦試驗(yàn)研究

鐵礦石選別工藝一般先弱磁選回收磁性鐵礦物，赤鐵礦、菱鐵礦等弱磁性鐵礦物可通過(guò)強(qiáng)磁選、重選或浮選工藝進(jìn)行綜合回收。針對(duì)該磁鐵礦，試驗(yàn)研究采用階磨階選磁選工藝流程，即一段粗磨分選出最終尾礦，粗精礦再磨再選。

3.1 預(yù)先拋尾試驗(yàn)

為探索粗磨預(yù)先拋尾可行性［3］，進(jìn)行了不同入選粒度、不同磁場(chǎng)強(qiáng)度條件試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖1，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。同一磁場(chǎng)強(qiáng)度條件下，隨著入選粒度的增大，鐵回收率呈下降趨勢(shì)，主要因磁鐵礦單體解離不充分，部分磁鐵礦連生體損失于尾礦中；同一入選粒度條件下，提高磁場(chǎng)強(qiáng)度，尾礦雖呈下降趨勢(shì)，但在入選粒度-0.5mm，磁場(chǎng)強(qiáng)度3600 Oe條件下，粗精礦回收率僅60.90%，主要由于嵌布粒度不均勻分布，采用粗磨預(yù)先拋尾，磁鐵礦在尾礦中的損失量較大，因此該磁鐵礦不宜采用粗磨預(yù)先拋尾。

圖1 預(yù)先拋尾試驗(yàn)流程

表3 預(yù)先拋尾試驗(yàn)結(jié)果

3.2 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

為確定適宜的磨礦細(xì)度，在磁場(chǎng)強(qiáng)度2000 Oe條件下，進(jìn)行了磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖2，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。提高磨礦細(xì)度，有利于提高鐵回收率。磨礦細(xì)度-74um48.7%提高到-74um69.4%時(shí)，回收率增加趨勢(shì)較明顯，進(jìn)一步提高磨礦細(xì)度，回收率反而略有下降。可能因隨著磨礦細(xì)度的增加，磁鐵礦單體解離更充分，部分磁鐵礦-赤鐵礦、磁鐵礦-褐鐵礦等連生體被破壞，赤鐵礦、褐鐵礦等弱磁性鐵礦物在磁場(chǎng)強(qiáng)度2000 Oe條件下較難回收［4］。因此確定磨礦細(xì)度-74um69.4%較為適宜。

圖2 磨礦細(xì)度試驗(yàn)流程

表4 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

3.3 粗選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)

為確定合適的粗選磁場(chǎng)強(qiáng)度，在磨礦細(xì)度-74um69.4%條件下，進(jìn)行了粗選磁場(chǎng)強(qiáng)度條件試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖3，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。磁場(chǎng)強(qiáng)度800 Oe提高到2000 Oe時(shí)，鐵回收率增加趨勢(shì)較明顯，進(jìn)一步提高磁場(chǎng)強(qiáng)度，回收率略有提高，但增加幅度不大。值得說(shuō)明，磁場(chǎng)強(qiáng)度800 Oe條件下，鐵精礦品位55.25%，也不能獲得合格鐵精礦產(chǎn)品。因此確定粗選磁場(chǎng)強(qiáng)度2000 Oe較為適宜。

圖3 粗選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)流程

表5 粗選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

3.4 掃選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)

為確定合適的掃選磁場(chǎng)強(qiáng)度，在磨礦細(xì)度-74um69.4%、粗選磁場(chǎng)強(qiáng)度2000 Oe條件下，進(jìn)行了掃選磁場(chǎng)強(qiáng)度條件試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖2～4，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2～4。磁場(chǎng)強(qiáng)度由3600 Oe提高到5200 Oe時(shí)，鐵回收率略有提高，但增加的幅度不大。因此確定掃選磁場(chǎng)強(qiáng)度3600 Oe較為適宜。

圖4 掃選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)流程

表6 掃選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

3.5 再磨細(xì)度試驗(yàn)

磨礦細(xì)度試驗(yàn)表明，磁場(chǎng)強(qiáng)度800 Oe條件下，鐵精礦品位55.25%，也不能獲得合格鐵精礦產(chǎn)品。為進(jìn)一步提高鐵品位，有必要對(duì)粗精礦進(jìn)行再磨再選［5］，為確定適宜的粗精礦再磨細(xì)度，進(jìn)行了再磨細(xì)度條件試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖5，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。再磨細(xì)度-43um61.4%提高到-43um84.4%時(shí)，鐵品位增加趨勢(shì)較明顯，進(jìn)一步提高再磨細(xì)度，鐵品位略有提高，但增加幅度不大。因此確定粗精礦再磨細(xì)度-43um84.4%較為適宜。

圖5 粗精礦再磨細(xì)度試驗(yàn)流程

表7 粗精礦再磨細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

3.6 精選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)

為確定粗精礦再磨再選適宜的精選磁場(chǎng)強(qiáng)度，進(jìn)行了粗精礦精選磁場(chǎng)強(qiáng)度條件試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖6，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表8。磁場(chǎng)強(qiáng)度500 Oe提高到800 Oe時(shí)，鐵回收率增加趨勢(shì)較明顯，磁場(chǎng)強(qiáng)度800 Oe繼續(xù)提高到1200 Oe時(shí)，鐵回收率略有提高，但增加幅度不大。因此確定粗精礦精選磁場(chǎng)強(qiáng)度800 Oe較為適宜。

圖6 精選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)流程

表8 精選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

3.7 閉路試驗(yàn)

在上述條件試驗(yàn)基礎(chǔ)上，進(jìn)行了閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖7，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表9。磨礦細(xì)度-74mm69.4%條件下，通過(guò)一粗（2000 Oe）一掃（3600 Oe）磁選拋尾，粗精礦再磨細(xì)度-43um84.4%條件下，通過(guò)一次精選（800 Oe），最終獲得鐵精礦產(chǎn)率20.60%，品位62.41%，回收率69.27%的選礦指標(biāo)。

圖7 閉路試驗(yàn)流程

表9 閉路試驗(yàn)結(jié)果

4 產(chǎn)品分析

為查明鐵精礦中有害雜質(zhì)S、P的含量，以及尾礦是否還有可回收利用價(jià)值，對(duì)鐵精礦進(jìn)行了有害雜質(zhì)元素分析，以及尾礦鐵物相分析，分析結(jié)果分別見(jiàn)表10、表11。鐵精礦中的主要有害雜質(zhì)硫、磷含量均未超標(biāo)［6］。尾礦鐵含量7.34%，其中磁性鐵含量0.34%，表明原礦中絕大部分磁性鐵已充分得到回收，尾礦鐵中的鐵主要以硅酸鐵、赤鐵礦鐵、硫化鐵等形式存在，通過(guò)弱磁選較難回收。

表10 精礦有害雜質(zhì)元素分析結(jié)果

表11 尾礦鐵物相分析結(jié)果

5 結(jié)論

（1）礦石中鐵主要以磁鐵礦形式存在，原礦鐵品位18.56%，磁鐵礦含量達(dá)64.45%，其次以赤鐵礦、硅酸鐵、菱鐵礦、硫化鐵等形式存在。理論上來(lái)說(shuō)，該礦石中可回收鐵礦物主要為磁鐵礦、其次為部分赤鐵礦、褐鐵礦以及菱鐵礦，而硫化鐵以及硅酸鐵在目前的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下回收利用價(jià)值不大。

（2）探索了粗磨預(yù)先拋尾可行性，由于礦石中磁鐵礦嵌布粒度不均勻分布，部分磁鐵礦礦物單體解離不充分，采用粗磨預(yù)先拋尾，磁鐵礦在尾礦中的損失量較大，因此該磁鐵礦不宜采用粗磨預(yù)先拋尾。

（3）采用階磨階選工藝流程，在一段磨礦細(xì)度-74mm69.4%條件下，通過(guò)一粗（2000 Oe）一掃（3600 Oe）磁選拋尾，粗精礦在再磨細(xì)度-43um84.4%條件下，通過(guò)一次精選（800 Oe），最終在原礦鐵品位18.56%條件下，能獲得鐵精礦產(chǎn)率20.60%，品位62.41%，回收率69.27%的選礦指標(biāo)。

（4）鐵精礦有害雜質(zhì)鐵精礦中的主要有害雜質(zhì)S、P含量分別為0.13%、0.082%，均為超標(biāo)。尾礦鐵含量7.34%，其中磁性鐵含量0.34%，表明原礦中絕大部分磁性鐵已充分得到回收，尾礦鐵中的鐵主要以硅酸鐵、赤鐵礦鐵、硫化鐵等形式存在，通過(guò)弱磁選較難回收。