某高硅磁精礦高效磁重選工藝提質(zhì)降硅試驗

王建中

(太鋼礦業(yè)分公司尖山鐵礦，山西 太原 030300)

0 引言

華北某鐵礦屬鞍山式沉積變質(zhì)類型貧鐵礦床，礦石主要由磁鐵石英巖及少量赤鐵石英巖組成，脈石礦物主要為石英，含量40%～50%。選礦磨選系統(tǒng)采用階段磨礦-階段磁選-細篩再磨再選工藝流程[1]，精礦全鐵品位65%～66%，SiO2含量8.0%～9.0%。為貫徹精料方針，通過陰離子反浮選及磁選柱聯(lián)合精選工藝提鐵降硅[2]，精礦全鐵品位達到67.5%，SiO2含量6%。浮選工藝可以達到滿意的精礦質(zhì)量指標，但隨著國家環(huán)保標準快速升級，該工藝固有的礦漿加熱及藥劑添加導致的環(huán)保壓力日益凸顯，為實現(xiàn)鐵精礦提質(zhì)降雜、規(guī)避環(huán)保風險，兼顧降低生產(chǎn)成本，對高硅磁精礦進行了高效磁重選工藝試驗研究。

1 礦樣性質(zhì)

1.1 試驗礦樣來源

取自選礦四次磁選精礦，全部混合作為試驗礦樣，以下稱原精礦。

1.2 化學多元素分析

為定量查明試樣化學成分含量，進行了化學多元素分析，結(jié)果見表1。

表1 化學多元素分析結(jié)果(%)

成份MgOSPK2ONa2O燒堿含量0.230.0390.0150.0230.0190.28

由表1可知，金屬元素鐵品位64.85%，其中FeO含量25.2%；主要雜質(zhì)SiO2含量9.07%，其它三種造渣元素及S、P等有害元素均較低?？纱_定原精礦提質(zhì)方向主要是降硅。

1.3 鐵物相分析

為查明試樣中鐵礦物組成及含量，進行了鐵物相分析測定，結(jié)果見表2。

表2 鐵物相分析結(jié)果(%)

由表2可知，試樣主要鐵為磁鐵礦，其Fe含量和分布率分別為63.90%和98.16%，其它鐵礦物分布率之和僅為1.84%。

1.4 試樣粒級分析

為分析試樣粒級分布特征，進行了篩析，并檢測了各粒級品位，結(jié)果見表3。

表3 粒級篩析結(jié)果(%)

由表3可知，原精礦-0.074mm含量95.45%，累積品位66.25%；-0.045mm含量72.68%，品位68.47%；+0.045mm累計含量27.32%，品位56.71%，是SiO2含量較高級別。

2 試驗設備及流程

實驗室用Φ100磁重選淘洗機、XMQ-Φ240×90錐型球磨機、XCRS-Φ400×240電磁濕法多用鼓形磁選機和SDB-Φ200頂擊式標準篩振篩機等。按照原精礦樣—磁重選淘洗—中礦濃縮—磨礦—弱磁選流程進行選礦試驗，見圖1。

圖1 試驗流程圖

3 試驗結(jié)果與討論

3.1 單因子條件試驗

圖2 淘洗磁重選試驗流程圖

表4 試驗磁場條件/Oe

圖3 磁場組合—上升水量試驗結(jié)果

由圖3可知，在磁場強度不變的條件下，隨著上升水量的增加，精礦品位呈上升趨勢，金屬回收率呈下降趨勢；在上升水量不變的條件下，隨著磁場強度的增加，精礦品位呈下降趨勢，金屬回收率呈上升趨勢。依據(jù)精礦全鐵品位≥67%、SiO2含量6±0.5%的要求，建議的淘洗機操作參數(shù)：固定磁場1 280Oe，循環(huán)磁場1 100Oe，補償磁場1 100Oe，上升水量1 050L/h。

3.2 原精礦樣優(yōu)選試驗

在淘洗機最佳的參數(shù)條件下進行了淘洗優(yōu)選試驗，試驗結(jié)果見表5。

表5 淘洗優(yōu)選試驗結(jié)果

由表5數(shù)據(jù)可知，原精礦進行淘洗選別后精礦品位可達到67.68%，精礦產(chǎn)率89.88%，金屬回收率93.99%，SiO2含量5.96%，尾礦磁性鐵27.18%。

3.3 淘洗中礦濃縮磁選試驗

由于原精礦淘洗尾礦TFe品位與MFe分別為38.44%和27.18%，如直接排棄，會造成6.01%金屬損失，故考慮對淘洗尾礦進行濃縮后回收及再加工。淘洗尾礦以下稱中礦，中礦濃縮磁選試驗結(jié)果見表6。

表6 中礦濃縮磁選試驗結(jié)果

由表6數(shù)據(jù)可知，淘洗中礦通過磁選機選別后，精礦品位可達到51.36%，精礦產(chǎn)率69.72%，金屬回收率93.15%，尾礦磁性鐵品位僅0.62%。

3.4 濃磁精礦再磨再選試驗

3.4.1 磨礦粒度探索試驗

將濃縮磁選精礦(測定粒度-0.045mm 63.89%)進行再磨，磨礦粒度-0.045mm含量分別為85%、90%、95%，并對磨礦產(chǎn)品進行磁選選別試驗。經(jīng)數(shù)據(jù)對比分析，磨礦粒度為-0.045mm 95%時經(jīng)過磁選選別，精礦品位可達到60.28%，初步作為最佳磨礦粒度。

3.4.2 濃磁精礦磨礦試驗

從混勻的樣品中按100 g礦樣分別取5份，在固定磨礦濃度為固:液=1.5∶1(重量比)的條件下，進行1、2、4、8、12min不同時間的磨礦，并繪制磨礦粒度特性曲線，試驗結(jié)果見表7和圖4。

表7 濃磁精礦磨礦試驗結(jié)果

圖4 濃磁精礦再磨粒級特性曲線

由圖4可見，濃縮磁選精礦再磨時間8分10秒時，磨礦粒度-0.045mm含量95%。

3.4.3 磨礦粒級-0.045mm含量95%條件再選試驗

濃縮磁選精礦磨礦時間8分10秒，實測粒度-0.045mm 93.96%，進行磁選1(場強3 000Oe)，磁選1精礦進行磁選2(場強1 600Oe)試驗，試驗結(jié)果見表8。

表8 中礦再磨后磁選試驗結(jié)果

由表8數(shù)據(jù)可見，濃縮磁選精礦磨礦8分10秒(粒度為-0.045mm 93.96%)進行磁選試驗，最終精礦品位60.76%，精礦SiO2含量12.87%。

4 試驗結(jié)論

——高硅磁精礦經(jīng)磁重選淘洗選別后，可以顯著實現(xiàn)提質(zhì)降硅的目的。

——淘洗中礦進行再磨再選后可保證有用礦物充分回收。

——通過對工作參數(shù)(磁場強度及上升水量)的調(diào)整，可實現(xiàn)精礦品位在67.22%～68.32%之間、SiO2含量在5.36%～6.43%之間調(diào)整。

——試驗推薦流程見圖5。

圖5 試驗推薦流程

5 結(jié)語

試驗研究說明，高硅磁選精礦采用磁重選淘洗—中礦濃縮—再磨再選工藝，可以替代浮選工藝解決穩(wěn)定降硅并提高金屬回收率的難題，實現(xiàn)緩解環(huán)保壓力目標，為類似選廠提質(zhì)降雜、綠色升級及降本增效提供了可參考思路。