鏡鐵礦粉礦回轉(zhuǎn)窯磁化焙燒?磁選試驗研究①

李慧春，沈 忠，梁秀艷

（酒鋼集團采購供應(yīng)分公司，甘肅 嘉峪關(guān)735100）

鏡鐵礦是一種難選紅鐵礦石，其礦物組成復(fù)雜，礦物嵌布粒度細(xì)，礦物顆粒純度低，且存在有用礦物與脈石礦物比磁化系數(shù)、密度等物理參數(shù)相近或有交叉現(xiàn)象［1-3］。采用強磁選工藝處理鏡鐵礦粉礦時，強磁選精礦指標(biāo)不佳，全鐵品位低于46%、回收率低于65%［4-6］。實踐表明，磁化焙燒是處理此類礦石的有效方法［7-9］。目前國內(nèi)規(guī)?；a(chǎn)的磁化焙燒設(shè)備有豎爐、回轉(zhuǎn)窯等。豎爐只能焙燒+15 mm塊礦，-15 mm粉礦仍采用強磁選工藝回收，粉礦工藝生產(chǎn)的鐵精礦品位和回收率均比塊礦工藝低12～13個百分點，嚴(yán)重影響了資源回收利用和后續(xù)冶煉工序的效率［8］。近年來，大型回轉(zhuǎn)窯磁化焙燒技術(shù)與成套裝備在處理中低品位菱鐵礦、褐鐵礦的工業(yè)試驗中取得了圓滿成功，為綜合回收處理難選氧化鐵礦石提供了良好途徑［9-11］。本文針對全粒級鏡鐵礦，采用回轉(zhuǎn)窯磁化焙燒?磁選工藝進行試驗研究。研究成果可為拓展回轉(zhuǎn)窯磁化焙燒應(yīng)用領(lǐng)域積累基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，也可為同類難選鐵礦石綜合利用提供參考。

1 試驗原料

試驗原料取自鏡鐵山鐵礦。該礦石礦物組成復(fù)雜，其化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1。從表1可看出，鏡鐵礦含有多種元素，其中礦石全鐵含量31.45%，脈石礦物為SiO2、Al2O3、CaO和MgO。礦石中鐵是選礦富集回收的主要對象，礦石中有害雜質(zhì)磷、硫含量較低。綜合化學(xué)成分特點，可認(rèn)為區(qū)內(nèi)礦石屬低磷、硫的富硅單一貧鐵礦石，需經(jīng)選礦加工富集才能入爐冶煉。

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）／%

5～15 mm粒級和1～5 mm粒級鏡鐵礦主要礦物含量分析結(jié)果見表2。從表2可知，2種不同粒度礦石中，鐵均以赤（鏡）鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦、磁鐵礦和黃鐵礦等相態(tài)形式出現(xiàn)，主要以高價氧化鐵形式賦存在赤（鏡）鐵礦中；2種不同粒度礦石脈石礦物含量較為接近。

表2 主要礦物組成（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）／%

綜上可知，區(qū)內(nèi)礦石屬低磷、硫的富硅單一貧鐵礦石，鐵以赤褐鐵礦形式為主，其次為碳酸鐵，兩者中鐵占總鐵含量比例大于95%；礦石中金屬礦物主要為赤鐵礦、褐鐵礦，少量磁鐵礦、菱鐵礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦，偶見黃銅礦、方鉛礦、銅藍(lán)等。礦石中脈石礦物以石英為主，其次還有重晶石、白云母，偶見碳質(zhì)石墨零星分布。

2 試驗方法

試驗流程如圖1所示。

圖1 回轉(zhuǎn)窯磁化焙燒?弱磁選試驗流程

3 試驗結(jié)果及討論

3.1 磁化焙燒試驗

3.1.1 焙燒溫度對分選指標(biāo)的影響

焙燒時間30 min、不同焙燒溫度條件下進行磁化焙燒試驗，焙燒礦經(jīng)水淬、烘干后，磨至-0.048 mm粒級占80%，在磁場強度120 kA／m下進行磁選管弱磁選試驗，焙燒溫度對不同粒級焙燒礦和弱磁選精礦指標(biāo)的影響如圖2所示。由圖2可知，在試驗范圍內(nèi)，焙燒溫度對焙燒礦鐵品位和磁化率以及弱磁選精礦鐵品位影響不明顯，焙燒溫度升高，弱磁選精礦鐵回收率呈先增加而后下降的趨勢；隨給礦粒度增加，焙燒礦鐵品位和磁化率以及弱磁選精礦鐵品位均呈增加趨勢，弱磁選精礦鐵回收率呈先增加后下降的趨勢。綜合考慮，選擇焙燒溫度820℃。

圖2 焙燒溫度對焙燒礦和弱磁選精礦指標(biāo)的影響

3.1.2 焙燒時間對分選指標(biāo)的影響

焙燒溫度820℃，其他條件不變，研究了焙燒時間對焙燒礦和弱磁選精礦指標(biāo)的影響，結(jié)果如圖3所示。由圖3可知，隨著焙燒時間增加，0～1 mm粒級焙燒礦鐵品位稍有增加，另兩個粒級焙燒礦鐵品位呈先增加后降低的趨勢；0～1 mm粒級弱磁選精礦鐵品位和鐵回收率均稍有增加，另兩個粒級弱磁選精礦鐵品位均呈先增加后降低的趨勢；回收率變化規(guī)律不明顯。綜合分析，選擇焙燒時間30 min。

圖3 焙燒時間對焙燒礦及弱磁選精礦指標(biāo)的影響

3.2 弱磁選試驗

3.2.1 磨礦細(xì)度對分選指標(biāo)的影響

焙燒溫度820℃、焙燒時間30 min，進行磁化焙燒，焙燒礦經(jīng)水淬、烘干后，磨至不同細(xì)度，進行磁場強度120 kA／m的磁選管弱磁選試驗，考察磨礦細(xì)度對分選指標(biāo)的影響，結(jié)果如圖4所示。由圖4可知，隨著磨礦細(xì)度增大，弱磁選精礦品位和鐵回收率均增加。對比不同磨礦細(xì)度對分選指標(biāo)的影響結(jié)果，選擇磨礦細(xì)度-0.048 mm粒級占80%。

圖4 磨礦細(xì)度對弱磁選精礦指標(biāo)的影響

3.2.2 給礦粒級對分選指標(biāo)的影響

焙燒溫度820℃、焙燒時間30 min，進行磁化焙燒試驗，焙燒礦經(jīng)水淬、烘干后，磨至-0.048 mm粒級占80%，在磁場強度120 kA／m條件下進行磁選管弱磁選試驗，給礦粒級對弱磁選精礦指標(biāo)的影響如表3所示。由表3可知，隨給礦粒級增加，焙燒礦鐵品位和磁化率變化規(guī)律性不明顯，但弱磁選精礦鐵品位變化不大，弱磁選精礦鐵回收率呈先增加而后下降的趨勢，其中1～5 mm粒級弱磁選精礦鐵品位57.52%、回收率90.64%。

表3 給礦粒級對焙燒礦和弱磁選精礦指標(biāo)的影響

3.3 回轉(zhuǎn)窯磁化焙燒?磁選綜合試驗

焙燒溫度820℃、焙燒時間30 min，進行磁化焙燒綜合試驗。焙燒礦經(jīng)水淬、烘干后，磨至-0.048 mm粒級占80%，在磁場強度120 kA／m條件下進行磁選管弱磁選，回轉(zhuǎn)窯磁化焙燒綜合試驗結(jié)果見表4。從試驗結(jié)果和試驗現(xiàn)象可知：①給礦粒級0～0.5 mm所得弱磁選精礦平均全鐵品位57.27%、平均鐵回收率83.24%；0.5～1.0 mm粒級所得弱磁選精礦平均全鐵品位57.55%、平均鐵回收率82.92%；給礦粒級1～5 mm所得弱磁選精礦平均全鐵品位57.58%、平均鐵回收率89.31%，給礦粒級5～15 mm所得弱磁選精礦全鐵品位58.36%、鐵回收率84.40%。②鏡鐵礦全粒級磁化焙燒，可以獲得較好的焙燒效果，全粒級弱磁選精礦平均全鐵品位57.70%、平均回收率84.97%。

表4 回轉(zhuǎn)窯磁化焙燒?磁選穩(wěn)定試驗結(jié)果

4 結(jié) 論

1）區(qū)內(nèi)礦石屬低磷、硫的富硅單一貧鐵礦石，鐵以赤褐鐵礦形式為主；礦石中鐵礦物主要為赤（鏡）鐵礦、褐鐵礦，少量磁鐵礦、菱鐵礦、黃鐵礦等，礦石中脈石礦物以石英為主。

2）通過條件試驗確定了適宜的試驗條件：焙燒溫度820℃、焙燒時間30 min、磨礦細(xì)度-0.048 mm粒級占80%、磁場強度120 kA／m，該條件下給礦粒級0～0.5 mm所得弱磁選精礦平均全鐵品位57.27%、平均鐵回收率83.24%，0.5～1.0 mm粒級所得弱磁選精礦平均全鐵品位57.55%、平均鐵回收率82.92%，給礦粒級1～5 mm所得弱磁選精礦平均全鐵品位57.58%、平均鐵回收率89.31%，給礦粒級5～15 mm所得弱磁選精礦平均全鐵品位58.36%、鐵回收率84.40%；全粒級弱磁選精礦平均全鐵品位57.70%、平均回收率84.97%。