國外某赤褐鐵礦選礦試驗研究*

黃武勝 袁啟東 林小鳳 延 黎 陳 洲

（1.中鋼設(shè)備有限公司；2.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究總院股份有限公司）

鐵礦資源是社會發(fā)展的重要資源，也是鋼鐵行業(yè)的原材料，隨著我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展，尤其是房地產(chǎn)等行業(yè)的快速崛起，極大地促進(jìn)了我國對鋼鐵的需求［1-3］。為有效解決鐵礦資源問題，各鋼鐵企業(yè)都在尋求新的鐵礦資源，以往難選、利用率較低的赤褐鐵礦資源，現(xiàn)已成為研究人員關(guān)注的焦點(diǎn)［4-5］。為此，對國外某赤褐鐵礦進(jìn)行選礦試驗研究，經(jīng)過大量探索性試驗，最終確定了磁選—重選聯(lián)合工藝有效回收該礦石鐵礦物，并獲得了較好的試驗指標(biāo)。

1 礦石性質(zhì)

礦石中主要含鐵礦物為赤鐵礦和褐鐵礦，其次為磁鐵礦；脈石礦物主要為石英、云母、鐵質(zhì)黏土、水鋁氧石及少量硅酸鹽類礦物。原礦主要化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1，鐵物相分析結(jié)果見表2，礦物組成分析結(jié)果見表3。

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由表1～表3可知，礦石中可利用的有價元素為鐵，其含量為57.87%，鐵主要以赤褐鐵礦和磁鐵礦的形式存在，其他形式的鐵無法回收或回收價值不大；有害元素硫、磷含量較低，主要雜質(zhì)硅、鋁含量較高，礦石為酸性鐵礦石。

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2 試驗方案

原礦礦石性質(zhì)分析結(jié)果表明，試驗回收的主要有用礦物為磁鐵礦和赤褐鐵礦。磁鐵礦屬強(qiáng)磁性礦物，可用弱磁選方法回收，赤褐鐵礦屬弱磁性礦物，可用脈動高梯度強(qiáng)磁選機(jī)進(jìn)行富集，再用浮選或重選工藝進(jìn)行回收。為此，根據(jù)原礦性質(zhì)的特點(diǎn)，進(jìn)行了磨礦—弱磁—強(qiáng)磁工藝、磨礦—弱磁—強(qiáng)磁—強(qiáng)磁精礦再磨全磁工藝、磨礦—弱磁—強(qiáng)磁—螺旋溜槽重選工藝、磨礦—弱磁—螺旋溜槽重選工藝等不同工藝的探索試驗，以推薦最佳工藝流程回收鐵。

3 選礦試驗

3.1 磨礦細(xì)度試驗

將礦樣在φ350 mm×160 mm錐形球磨機(jī)中磨至不同細(xì)度，在相同磁選條件下進(jìn)行磨礦細(xì)度試驗，試驗流程見圖1，試驗結(jié)果見表4。

由表4可知，磨礦細(xì)度越細(xì)，鐵礦物單體解離越充分，精礦鐵品位越高；當(dāng)磨礦細(xì)度從-0.076 mm40%提高到-0.076 mm95%時，弱磁精礦鐵品位均在67%以上，強(qiáng)磁精礦鐵品位從59.27%上升到62.78%；綜合考慮，選擇磨礦細(xì)度為-0.076 mm85%。

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3.2 磨礦—弱磁—強(qiáng)磁全磁選試驗

3.2.1強(qiáng)磁粗精礦精選磁場強(qiáng)度試驗

在磨礦細(xì)度-0.076 mm85%的條件下，對鐵品位62.45%的強(qiáng)磁精礦進(jìn)行脈動高梯度強(qiáng)磁精選試驗，精選磁場強(qiáng)度分別為159.15 kA/m和318.31 kA/m。強(qiáng)磁粗選設(shè)備為Slon-750型脈動高梯度強(qiáng)磁選機(jī)，充填介質(zhì)用4 mm棒介。試驗結(jié)果見表5。

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由表5可知，強(qiáng)磁精選磁場強(qiáng)度降至159.15 kA/m，所獲強(qiáng)磁精礦鐵品位為63.93%，提高了1.46個百分點(diǎn)；綜合考慮，強(qiáng)磁精礦精選磁場強(qiáng)度選擇159.15 kA/m。

3.2.2磨礦—弱磁—強(qiáng)磁1粗1精試驗（流程1）

根據(jù)前面條件試驗確定的工藝參數(shù)，進(jìn)行磨礦—弱磁—強(qiáng)磁1粗1精流程試驗，試驗數(shù)質(zhì)量流程見圖2。

由圖2可見，采用磨礦—弱磁—強(qiáng)磁1粗1精流程，最終可獲產(chǎn)率50.99%、鐵品位65.13%、鐵回收率57.45%的鐵精礦。

3.2.3磨礦—弱磁—強(qiáng)磁1粗1掃試驗（流程2）

根據(jù)前面條件試驗確定的工藝參數(shù)，進(jìn)行磨礦—弱磁—強(qiáng)磁1粗1掃流程試驗。試驗數(shù)質(zhì)量流程見圖3。

由圖3可見，采用磨礦—弱磁—強(qiáng)磁1粗1掃流程，最終可獲產(chǎn)率15.38%、鐵品位67.85%的弱磁精礦和產(chǎn)率64.61%、鐵品位61.18%的強(qiáng)磁精礦。

3.3 磨礦—弱磁—強(qiáng)磁—強(qiáng)磁精礦再磨全磁試驗

3.3.1強(qiáng)磁精礦磨礦細(xì)度試驗

將流程2中品位61.18%的強(qiáng)磁精礦進(jìn)行不同磨礦細(xì)度再磨再選試驗，試驗流程為弱磁、強(qiáng)磁1粗1精，弱磁磁場強(qiáng)度為159.15 kA/m，強(qiáng)磁粗選磁場強(qiáng)度為318.31 kA/m，精選磁場強(qiáng)度為159.15 kA/m，試驗流程見圖4，試驗結(jié)果見表6。

由表6可知，隨著磨礦細(xì)度地提高，精礦鐵品位越高；弱磁精礦產(chǎn)率均較低，只有1.5%左右；綜合考慮，強(qiáng)磁精礦再磨選擇磨礦細(xì)度-0.045 mm85%。

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3.3.2磨礦—弱磁—強(qiáng)磁—強(qiáng)磁精礦再磨全磁流程試驗（流程3）

根據(jù)前面條件試驗確定的工藝參數(shù)，進(jìn)行磨礦—弱磁—強(qiáng)磁—強(qiáng)磁精礦再磨再選流程試驗。試驗數(shù)質(zhì)量流程見圖5。

由圖5可見，當(dāng)再磨細(xì)度為-0.045 mm85%時，采用磨礦—弱磁—強(qiáng)磁—強(qiáng)磁精礦再磨再選流程，最終可獲產(chǎn)率39.15%、鐵品位65.77%、鐵回收率44.54%的鐵精礦。

3.4 磨礦—弱磁—強(qiáng)磁—重選試驗（流程4）

根據(jù)前面條件試驗確定的工藝參數(shù)，進(jìn)行磨礦—弱磁—強(qiáng)磁—重選流程試驗。試驗數(shù)質(zhì)量流程見圖6。

由圖6可見，當(dāng)采用磨礦—弱磁—強(qiáng)磁—重選流程最終可獲產(chǎn)率50.30%、鐵品位65.37%、鐵回收率56.88%的精礦。

3.5 磨礦—弱磁—重選試驗（流程5）

根據(jù)前面條件試驗確定的工藝參數(shù)，選擇磨礦細(xì)度為-0.076 mm85%，進(jìn)行磨礦—弱磁—螺旋溜槽1粗1精試驗。弱磁選采用φ400 mm×300 mm濕式圓筒弱磁選機(jī)，磁場強(qiáng)度為159.15 kA/m。試驗數(shù)質(zhì)量流程見圖7。

由圖7可見，采用磨礦—弱磁—螺旋溜槽1粗1精工藝流程，最終可獲得產(chǎn)率50.17%、鐵品位65.26%、鐵回收率56.64%的鐵精礦。

3.6 擴(kuò)大連選試驗

經(jīng)過對不同選別工藝流程的研究，原礦—磨礦（-0.076 mm85%）—弱磁—強(qiáng)磁—螺旋溜槽重選流程與原礦—磨礦（-0.076 mm85%）—弱磁—螺旋溜槽重選所獲指標(biāo)接近，而增加強(qiáng)磁選作業(yè)可拋出產(chǎn)率20.01%、鐵品位39.22%的強(qiáng)磁尾礦，減少螺旋溜槽的作業(yè)量；此外，螺旋溜槽分選帶清晰，分選過程穩(wěn)定，可保證最終所獲的鐵精礦產(chǎn)品質(zhì)量，最終采用原礦—磨礦（磨礦細(xì)度-0.076 mm85%）—弱磁—強(qiáng)磁（1粗1掃）—螺旋溜槽（1粗1精）重選流程進(jìn)行擴(kuò)大連選試驗。經(jīng)48 h穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)后，最終獲得產(chǎn)率52.04%、鐵品位65.43%、鐵回收率59.07%的鐵精礦，數(shù)質(zhì)量流程見圖8。

4 結(jié)論

（1）國外某褐鐵礦鐵品位為57.87%，有用鐵礦物主要是磁鐵礦和赤褐鐵礦，磁鐵礦中的鐵分布率為19.26%，赤褐鐵礦中的鐵分布率為80.25%，其他鐵礦物含量較低。原礦中有害雜質(zhì)硫、磷含量較低，雜質(zhì)硅、鋁含量較高，礦石為酸性鐵礦石。

（2）研究通過大量試驗，針對該鐵礦石推薦的選礦工藝流程為原礦—磨礦（-0.076 mm 85%）—弱磁—強(qiáng)磁—螺旋溜槽重選工藝流程，該流程可獲得鐵精礦產(chǎn)率50.30%、鐵品位65.37%、鐵回收率56.88%的較好選別指標(biāo)，為該礦石的開發(fā)利用提供了技術(shù)依據(jù)。

（3）螺旋溜槽利用重力與離心力原理進(jìn)行分選，富集比高、回收率高，脈動高梯度磁選可大幅提高磁性精礦品位和選礦效率，將強(qiáng)磁與螺旋溜槽組合應(yīng)用，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢，為赤褐鐵礦的綜合利用提供了新的技術(shù)途徑。