安徽某選廠高鉀鈉鐵精礦磁選降雜試驗(yàn)

程傳麟 林小鳳 張 永 劉 軍3

（1.安徽馬鋼礦業(yè)資源集團(tuán)南山礦業(yè)有限公司；2.華唯金屬礦產(chǎn)資源高效循環(huán)利用國(guó)家工程研究中心有限公司；3.國(guó)家金屬礦山固體廢物處理與處置工程技術(shù)研究中心）

堿金屬（K2O，Na2O）含量是衡量鐵精礦質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。鐵精礦中堿金屬含量超標(biāo)，會(huì)給高爐生產(chǎn)帶來(lái)諸多危害［1-3］。一方面堿金屬含量過(guò)高會(huì)引起球團(tuán)膨脹、爐壁結(jié)瘤、腐蝕爐襯、降低高爐壽命等弊病，大大降低高爐的冶煉效率；另一方面堿金屬會(huì)惡化焦炭冶金性能，堿金屬對(duì)還原性、還原粉化率、燒結(jié)礦軟熔性能和球團(tuán)礦都有一定的影響［4-10］。某鐵精礦含有害雜質(zhì)鉀、鈉較高，鉀、鈉含量為0.5%～0.7%，為滿足發(fā)展需要，要求將鐵精礦含鉀、鈉降到0.3%以下。為此，以該選礦廠高鉀鈉鐵精礦為研究對(duì)象，采用磁選法對(duì)鐵精礦進(jìn)行提質(zhì)降鉀鈉試驗(yàn)。

1 原鐵精礦性質(zhì)

試樣為某鐵礦選廠鐵精礦，鐵品位65.37%，有害堿金屬Na2O含量0.460%，K2O含量0.089%。鐵精礦多元素分析及粒度組成見(jiàn)表1、表2。

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由表2可知，該鐵精礦細(xì)度為-0.074 mm93.37%，其中+0.043 mm級(jí)別產(chǎn)率27.36%、鐵品位59.87%、鐵分布率25.10%，Na20含量1.092%、Na2O分布率64.80%，K20含量0.173%、K2O分布率52.80%；-0.043 mm產(chǎn)率72.64%、鐵品位67.28%、鐵分布率74.90%，Na2O含量0.223%、Na2O分布率35.20%，K2O含量0.058 3%、K2O分布率47.20%。粗粒級(jí)鐵品位低、含鉀鈉高，因而要去除鐵精礦中的鉀鈉必須將其再磨。

經(jīng)掃描電鏡和X射線衍射分析，礦樣鐵礦物主要為磁鐵礦，含量83.83%，其次為假象赤鐵礦，另有少量鈦鐵礦、菱鐵礦和黃鐵礦；堿金屬鈉、鉀的主要載體礦物為鈉長(zhǎng)石、黑云母和鉀長(zhǎng)石，含量分別為3.89%，0.40%，0.24%。試樣各礦物含量見(jiàn)表3。

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2 磁選試驗(yàn)及結(jié)果

2.1 淘洗磁選試驗(yàn)

原鐵精礦-0.043 mm占72.64%，不磨礦條件下選用TCXJ-1電磁淘洗精選機(jī)，在固定磁場(chǎng)強(qiáng)度3.18 kA/m、循環(huán)磁場(chǎng)強(qiáng)度1.99 kA/m、補(bǔ)償磁場(chǎng)強(qiáng)度1.11 kA/m的條件下進(jìn)行淘洗磁選上升水量試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖1，結(jié)果見(jiàn)表4。

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由表4可知，在不磨礦的條件下直接進(jìn)行淘洗精選試驗(yàn)，對(duì)降低精礦中堿金屬鉀鈉的含量效果并不明顯；此外，鐵精礦損失率較大，說(shuō)明鐵精礦中堿金屬鉀鈉的單體解離度低，在現(xiàn)有的磨礦細(xì)度條件下解離不充分，以連生體的形式進(jìn)入鐵精礦，必須進(jìn)行細(xì)磨再選方可提質(zhì)降鉀鈉。

2.2 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

鐵精礦中的堿金屬鉀鈉主要賦存在粗粒級(jí)，欲得到鐵品位高、堿金屬含量低的合格鐵精礦，必須將原鐵精礦再磨，使有用礦物與脈石礦物解離。將原鐵精礦磨至不同細(xì)度，采用濕式電磁筒式磁選機(jī)進(jìn)行弱磁選試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖2，結(jié)果見(jiàn)表5。

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由表5可知，原鐵精礦經(jīng)磨礦后再磁選，對(duì)降低精礦中堿金屬鉀鈉的含量是有效的；但不宜磨得過(guò)細(xì)，過(guò)細(xì)時(shí)不僅降低鉀鈉的效果不明顯，而且使鐵精礦回收率降低；另一方面，磨礦能耗大，減少磨礦可節(jié)約成本。因此，確定磨礦細(xì)度為-0.038 5 mm90%。

2.3 不同磨礦方式弱磁選試驗(yàn)

為考查不同磨礦方式弱磁選對(duì)指標(biāo)的影響，進(jìn)行了不同磨礦方式弱磁選試驗(yàn)，采用實(shí)驗(yàn)室球磨機(jī)和塔磨機(jī)將原鐵精礦分別磨至-0.038 5 mm90%進(jìn)行弱磁選1粗1精試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖2，結(jié)果見(jiàn)表6。

由表6可知，采用塔磨比球磨更有利于鐵精礦提質(zhì)降鉀鈉，同樣的磨礦細(xì)度下，塔磨獲得的鐵精礦品位更高，精礦中的鉀鈉含量更低；對(duì)球磨和塔磨后的產(chǎn)品分別進(jìn)行粒度分析表明，塔磨產(chǎn)品的粒度組成較球磨產(chǎn)品中間粒級(jí)更集中，過(guò)粗、過(guò)細(xì)粒級(jí)產(chǎn)率更低，更有利于鐵精礦的提質(zhì)降鉀鈉。

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3 鐵精礦產(chǎn)品檢測(cè)

3.1 鐵精礦化學(xué)多元素分析

鐵精礦化學(xué)多元素分析結(jié)果見(jiàn)表7。對(duì)比表1原鐵精礦分析結(jié)果，鐵精礦品位有所提高，Na2O和K2O品位大幅下降，堿金屬鉀鈉含量低于0.30%。

3.2 尾礦鐵物相分析

對(duì)原鐵精礦降鉀鈉后產(chǎn)生的尾礦進(jìn)行鐵物相分析，結(jié)果見(jiàn)表8。

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由表8可知，原鐵精礦細(xì)磨再選后尾礦中的鐵主要以赤鐵礦的形式存在，約占尾礦中鐵含量的85.58%。

3.3 鐵精礦粒度分析

對(duì)鐵精礦進(jìn)行粒度分析，結(jié)果見(jiàn)表9。

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4 結(jié) 語(yǔ)

（1）某鐵礦選礦廠生產(chǎn)的鐵精礦中堿金屬鉀鈉含量超過(guò)0.5%，鉀鈉主要以鉀長(zhǎng)石和鈉長(zhǎng)石的形式存在且嵌布粒度細(xì)、單體解離度低，在現(xiàn)有的磨礦細(xì)度條件下解離不充分，以連生體的形式進(jìn)入鐵精礦中，必須進(jìn)一步細(xì)磨再選方可降低鐵精礦中的鉀鈉含量。

（2）對(duì)原鐵精礦進(jìn)行了不同磨礦方式弱磁選試驗(yàn)，在同樣磨至-0.038 5 mm90%的條件下，塔磨獲得的鐵精礦品位為68.60%、堿金屬鉀鈉含量0.193%；球磨獲得的鐵精礦品位為68.10%、堿金屬鉀鈉含量0.212%，說(shuō)明采用塔磨更有利于鐵精礦的提質(zhì)降鉀鈉。