極貧赤鐵礦石分粒級預(yù)選拋尾試驗

于澤龍 朱巨建 郭小飛 李博琦

（遼寧科技大學礦業(yè)工程學院，遼寧鞍山114051）

隨著我國易選磁鐵礦資源的日益短缺［1-2］，開發(fā)和利用極貧赤鐵礦資源，提高可利用鐵礦資源儲量，使鐵礦資源得到持續(xù)供給，成為我國工業(yè)發(fā)展亟待解決的問題［3-5］。赤鐵礦資源鐵品位低、嵌布粒度細、含泥量高、選礦難度大［6-7］。因此，高效開發(fā)極貧赤鐵礦資源，提高赤鐵礦資源的利用率，對于未來鋼鐵工業(yè)的持續(xù)發(fā)展意義重大［8-9］。

袁致濤等［10］采用YG-350×1100型永磁強磁預(yù)選磁選機，對齊大山極貧赤鐵礦石進行了階段預(yù)選試驗，該磁選機皮帶表面磁感應(yīng)強度為1.0 T，通過1粗1掃兩段選別，在原礦鐵品位17%～18%的條件下，預(yù)選精礦鐵品位可提高5.3～6.8個百分點，回收率約60%，尾礦鐵品位約13%，拋尾產(chǎn)率大于50%。但由于該磁選機輥面的磁場衰減較快，僅能處理粒度小于20 mm的極貧赤鐵礦石，且存在以下問題，一方面由于2段選別的磁感應(yīng)強度均為1.0 T，使預(yù)選尾礦品位較高、預(yù)選精礦回收率偏低；另一方面，由于礦石的嵌部粒度較細，且細粒級容易產(chǎn)生機械夾雜和磁性夾雜，使預(yù)選精礦品位降低。為此，本研究以永磁強磁選技術(shù)和高壓輥磨機超細碎技術(shù)為基礎(chǔ)，分別采用雙輥強磁預(yù)選機和濕式永磁高梯度磁選機對極貧赤鐵礦石進行分粒級預(yù)選拋尾試驗，為我國極貧赤鐵礦礦石的開發(fā)和利用提供研究基礎(chǔ)。

1 試驗原料及試驗方法

1.1 試驗原料

試驗所用礦樣采自齊大山鐵礦，屬于典型的鞍山式赤鐵礦石。對試樣進行化學多元素分析，結(jié)果如表1所示。

從表1可以看出，試樣TFe品位為18.25%，F(xiàn)eO含量為1.99%，SiO2含量55.66%，屬于極貧赤鐵礦石。

試樣鐵物相分析結(jié)果見表2，鐵元素主要以鐵氧化物（赤鐵礦、磁鐵礦）的形式存在，赤鐵礦的分布率為86.70%，其次為磁鐵礦中鐵，分布率為9.04%。脈石礦物主要為石英、綠泥石，少量長石、云母、碳酸鹽等。

1.2 試驗方法

利用顎式破碎機將礦樣破碎至-15 mm，采用篩孔尺寸為3 mm的格篩進行篩分，篩析結(jié)果如表3所示。其中3～15 mm粒級產(chǎn)率為66.92%，-3 mm粒級產(chǎn)率為33.08%。采用分粒級預(yù)選拋尾工藝流程，如圖1所示，3～15 mm粒級采用雙輥強磁機（圖2）進行干式預(yù)選，干式預(yù)選精礦采用φ400 mm×100 mm實驗室高壓輥磨機超細碎，-3 mm粒級使用SCG-150型濕式永磁高梯度磁選機進行選別。

2 試驗結(jié)果與討論

2.1 粗粒級干式強磁拋尾試驗

首先對3～15 mm粒級進行干式強磁拋尾試驗，分別使粗選輥和掃選輥的輥表最高磁感應(yīng)強度為1.0 T和1.25 T。在磁輥轉(zhuǎn)速分別為0.98、1.12、1.25、1.38 m/s條件下進行預(yù)選拋尾試驗，粗選輥和掃選輥的精礦合并成為預(yù)選精礦，結(jié)果如表4所示。

結(jié)果表明，隨著磁輥轉(zhuǎn)速的增大，精礦品位、尾礦品位都隨之升高，精礦回收率隨之降低。因此，確定雙輥預(yù)選拋尾的最佳轉(zhuǎn)速為1.25 m/s，獲得的預(yù)選精礦鐵品位為23.85%、回收率為87.00%，拋尾產(chǎn)率25.36%。

2.2 干選精礦超細碎試驗

采用φ400 mm×100 mm高壓輥磨機對干式預(yù)選精礦進行超細碎試驗，輥面壓力為4 N/mm2，輥速0.25 m/s，輥縫間隙4 mm，采用控制篩孔為3 mm的分級工藝與高壓輥磨粉碎工藝組合為閉路粉碎流程。輥壓后產(chǎn)品粒度分布曲線如圖3所示。

超細碎試驗結(jié)果表明，輥壓產(chǎn)品的P80為1.62 mm，與預(yù)先分級的-3 mm產(chǎn)品混合后（TFe品位為20.01%）進行濕式預(yù)選拋尾試驗。

2.3 細粒級濕式強磁拋尾試驗

利用SCG-150型濕式永磁高梯度磁選機進行濕式預(yù)選試驗。該設(shè)備采用釹鐵硼N40和電工純鐵DT5分別作為永磁材料和聚磁材料，2種材料以4∶1的寬度比進行交替排列組成主磁輥，輥表最高磁感應(yīng)強度達1.25 T，在永磁輥表面設(shè)置了由導磁不銹鋼材料構(gòu)成的鋸齒狀高梯度分選環(huán)，使磁場梯度最高可達 80 mT/mm［12］。在磁輥轉(zhuǎn)速分別為 0.80、0.85、0.90、0.95、1.0 m/s情況下進行試驗，結(jié)果如表5所示。

由表5可知，隨著磁輥轉(zhuǎn)速的提高，濕式預(yù)選精礦鐵品位逐漸增加，但精礦產(chǎn)率和回收率卻逐漸降低，尾礦品位隨之提高。隨著磁輥轉(zhuǎn)速的增加，赤鐵礦顆粒在磁輥表面所受的離心力增大，造成磁輥對赤鐵礦顆粒的捕獲能力下降。綜合考慮，選擇磁輥轉(zhuǎn)速為0.9 m/s，獲得的預(yù)選精礦TFe品位可達31.44%、作業(yè)回收率83.03%，對原礦回收率為75.60%、拋尾產(chǎn)率56.12%，尾礦TFe品位為7.20%，綜合尾礦品位8.19%。

3 結(jié)論

（1）鞍山地區(qū)齊大山鐵礦TFe品位為18.25%，屬于極貧赤鐵礦石，鐵主要賦存于赤鐵礦中，主要脈石礦物為石英。

（2）篩析試驗結(jié)果表明，3～15 mm粒級TFe品位為20.25%，-3 mm粒級TFe品位為14.20%。采用雙輥強磁預(yù)選磁選機對3～15 mm粒級進行干式強磁預(yù)選，在雙輥轉(zhuǎn)速1.25 m/s條件下，預(yù)選精礦TFe品位可達到23.85%，作業(yè)回收率87.00%。利用實驗室型高壓輥磨機將一段預(yù)選精礦細碎至P80為1.62 mm，與原礦中-3 mm粒級混合，采用SCG-150型濕式永磁高梯度磁選機進行濕式預(yù)選，精礦TFe品位可達31.44%，作業(yè)回收率83.03%。

（3）在原礦TFe品位為18.25%的情況下，采用分粒級預(yù)選拋尾工藝，可使預(yù)選精礦鐵品位達到31.44%，回收率為75.60%，拋除產(chǎn)率為56.12%、鐵品位為8.19%的尾礦。試驗結(jié)果為極貧赤鐵礦資源的開發(fā)和利用提供了研究基礎(chǔ)。