梅山鐵礦深部樣精細(xì)分級(jí)—預(yù)選工藝優(yōu)化

劉安平 劉 軍 彭志偉 劉永召

（1.南京梅山冶金發(fā)展有限公司礦業(yè)分公司，江蘇南京210041；2.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司，安徽馬鞍山243071）

隨著高壓輥磨技術(shù)和濕式粗粒弱磁選技術(shù)的進(jìn)步，我國(guó)大多數(shù)磁鐵礦選礦廠為實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、降本增效的目標(biāo)，已基本形成以高壓輥磨—濕式粗粒弱磁選（或大塊預(yù)選拋廢—高壓輥磨—濕式粗粒弱磁選）為核心的預(yù)選工藝流程。而關(guān)于磁-赤混合鐵礦石預(yù)選的研究雖然不鮮見(jiàn)，但是效果大多不理想，因而未形成經(jīng)典的預(yù)選工藝流程。

梅山鐵礦石屬低品位磁-赤混合鐵礦石，現(xiàn)場(chǎng)預(yù)先工藝流程較復(fù)雜，且效果不理想，因此進(jìn)行了系統(tǒng)的預(yù)選工藝研究。

1 礦石性質(zhì)

梅山鐵礦為大型地下鐵礦，所產(chǎn)礦石屬寧蕪式玢巖型鐵礦石，礦石中含鐵礦物主要為磁鐵礦、半假象赤鐵礦、假象赤鐵礦、菱鐵礦、黃鐵礦等，脈石礦物主要為碳酸鹽礦物、綠泥石、高嶺土、石英、方柱石、透輝石、石榴石等［1-3］。深部鐵礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果見(jiàn)表1，鐵物相分析結(jié)果見(jiàn)表2。

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由表1、表2可看出，礦石Fe品位為37.82%，屬半自熔性礦石，需回收的礦物為磁鐵礦、赤鐵礦及菱鐵礦。

2 現(xiàn)場(chǎng)工藝流程及生產(chǎn)指標(biāo)

破碎至50～0 mm的礦石用直線篩濕式篩分為50～20、20～2、-2 mm等3個(gè)粒級(jí)，-2 mm粒級(jí)再經(jīng)? 5 m濃縮錐斗分為2～0.5 mm和-0.5 mm粒級(jí)，然后分別進(jìn)行選礦［4-8］，生產(chǎn)流程見(jiàn)圖1，結(jié)果見(jiàn)表3。

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由表3可看出，除-0.5 mm粒級(jí)外，其他各粒級(jí)分選尾礦的品位均較高，且50～20 mm粒級(jí)拋尾產(chǎn)率非常低，同時(shí)，生產(chǎn)實(shí)踐中跳汰作業(yè)還存在耗水量大、生產(chǎn)指標(biāo)不穩(wěn)定、設(shè)備故障率高等問(wèn)題。由此可見(jiàn)，現(xiàn)場(chǎng)工藝不適應(yīng)礦石的預(yù)選。

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與物料加工

由于現(xiàn)場(chǎng)20～2、2～0.5 mm粒級(jí)分選效果均不理想，50～20 mm粒級(jí)不具備預(yù)選拋尾條件，因此，先將50～20 mm粒級(jí)破碎至20～0 mm，然后再分成20～2、2～0.5、-0.5 mm粒級(jí)。探索試驗(yàn)表明，由50～0 mm粒級(jí)篩分出的20～2、2～0.5、-0.5 mm粒級(jí)和由50～20 mm粒級(jí)破碎再篩分出的對(duì)應(yīng)粒級(jí)在可選性方面均非常接近，因現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備處理能力和場(chǎng)地布置方面的原因，不同來(lái)源的同一粒級(jí)物料可能需分開(kāi)選別，但試驗(yàn)時(shí)并不分開(kāi)進(jìn)行選礦工藝參數(shù)研究。

試驗(yàn)物料加工流程見(jiàn)圖2。

3.2 條件試驗(yàn)

3.2.1 -0.5 mm粒級(jí)選礦試驗(yàn)

3.2.1.1 弱磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)

-0.5 mm粒級(jí)弱磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)采用1次選別流程，磁選設(shè)備為?400×300型濕式電磁筒式磁選機(jī)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

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由表4可看出，隨著弱磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度的提高，精礦鐵品位下降，鐵回收率上升。綜合考慮，確定弱磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度為143 kA/m。

3.2.1.2 強(qiáng)磁選背景磁感應(yīng)強(qiáng)度試驗(yàn)

強(qiáng)磁選背景磁感應(yīng)強(qiáng)度試驗(yàn)給礦為確定條件下的弱磁選尾礦，試驗(yàn)設(shè)備為SLon-750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)結(jié)果見(jiàn)表5。

由表5可看出，隨著背景磁感應(yīng)強(qiáng)度的提高，強(qiáng)磁選精礦鐵品位下降，鐵回收率上升。為保證強(qiáng)磁選精礦與弱磁選精礦合并鐵品位與現(xiàn)場(chǎng)相當(dāng)，因此確定強(qiáng)磁選背景磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.1 T，對(duì)應(yīng)的-0.5 mm綜合精礦鐵品位為56.30%。

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3.2.2 2～0.5 mm粒級(jí)濕式預(yù)選試驗(yàn)

3.2.2.1 弱磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)

2～0.5 mm粒級(jí)弱磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)采用1次選別流程，磁選設(shè)備為?400×300型濕式電磁筒式磁選機(jī)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。

由表6可看出，隨著弱磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度的增大，弱磁選精礦鐵品位下降，鐵回收率上升。綜合考慮，確定弱磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度為143 kA/m。

3.2.2.2 強(qiáng)磁選背景磁感應(yīng)強(qiáng)度試驗(yàn)

強(qiáng)磁選背景磁感應(yīng)強(qiáng)度試驗(yàn)給礦為確定條件下的弱磁選尾礦，試驗(yàn)設(shè)備為SLon-500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)結(jié)果見(jiàn)表7。

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由表7可看出，隨著背景磁感應(yīng)強(qiáng)度的升高，強(qiáng)磁選尾礦鐵品位下降。綜合考慮，確定強(qiáng)磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度為0.7 T，對(duì)應(yīng)的強(qiáng)磁選精礦鐵品位為34.47%、鐵回收率為70.97%。

3.2.3 20～2 mm粒級(jí)干式預(yù)選試驗(yàn)

3.2.3.1 中磁干選分離隔板間距試驗(yàn)

中磁干選分離隔板間距試驗(yàn)采用?350 mm永磁筒式干式磁選機(jī)，筒體表面磁場(chǎng)強(qiáng)度為279 kA/m，皮速為1.57 m/s，1次選別試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表8。

由表8可看出，隨著分離隔板間距的增大，中磁干選精礦鐵品位下降，鐵回收率上升。綜合考慮，確定中磁干選分離隔板間距為20 cm。

3.2.3.2 強(qiáng)磁干選分離隔板間距試驗(yàn)

中磁干選尾礦強(qiáng)磁干選設(shè)備為YCG-350型永磁輥式強(qiáng)磁干選機(jī)，輥面磁場(chǎng)強(qiáng)度為1 035 kA/m，皮速為1.57 m/s，分離隔板間距試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表9。

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由表9可看出，隨著分離隔板間距的增大，強(qiáng)磁干選精礦鐵品位下降，鐵回收率上升。綜合考慮，確定強(qiáng)磁干選分離隔板間距為4242 cm。

3.3 預(yù)選全流程試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)上述試驗(yàn)確定的預(yù)選全流程見(jiàn)圖3。

4 結(jié)論

（1）梅山鐵礦石中含鐵礦物主要為磁鐵礦、半假象赤鐵礦、假象赤鐵礦、菱鐵礦、黃鐵礦等，脈石礦物主要為碳酸鹽礦物、綠泥石、高嶺土、石英、方柱石、透輝石、石榴石等。礦石鐵品位為37.82%，屬半自熔性礦石，有回收價(jià)值的礦物為磁鐵礦、赤鐵礦及菱鐵礦。

（2）現(xiàn)場(chǎng)預(yù)選工藝效果不理想，表現(xiàn)在50～20、20～2、2～0.5 mm粒級(jí)預(yù)選尾礦鐵品位均較高，且50～20 mm粒級(jí)拋尾量非常低，生產(chǎn)實(shí)踐中跳汰作業(yè)還存在耗水量大、生產(chǎn)指標(biāo)不穩(wěn)定、設(shè)備故障率高等問(wèn)題。

（3）將現(xiàn)場(chǎng)50～20 mm粒級(jí)再破碎至20～0 mm并相應(yīng)分級(jí)后，對(duì)-0.5 mm粒級(jí)采用濕式筒式弱磁選+立環(huán)脈動(dòng)高梯度強(qiáng)磁選，2～0.5 mm粒級(jí)采用筒式弱磁選+立環(huán)脈動(dòng)高梯度粗粒強(qiáng)磁選，20～2 mm采用筒式中磁干選+輥式強(qiáng)磁干選，取得了鐵品位為56.31%、鐵回收率為3.65%的鐵精礦，以及鐵品位為40.81%、鐵回收率為89.92%的預(yù)選精礦，預(yù)選尾礦鐵品位16.75%、產(chǎn)率達(dá)11.59%，預(yù)選指標(biāo)較好。