弓長嶺選礦廠尾礦預(yù)富集粗精礦單獨再磨再選試驗

杜艷清 余 瑩 李 宏 劉國義 樊文亮 王立斌 陳曉嬌

（1.鞍鋼集團礦業(yè)弓長嶺有限公司；2.東北大學(xué)資源與土木工程學(xué)院）

隨著我國鋼鐵工業(yè)的迅猛發(fā)展，鐵礦資源開采的持續(xù)進行，鐵尾礦排放量越積越多［1-2］，截至2015年，總數(shù)已超過75億t，并且每年以5億t左右的速度增長。

目前，我國鐵尾礦平均TFe品位超過11%，而粗放式開采年代的鐵尾礦TFe品位高達(dá)30%左右屬普遍現(xiàn)象［3-6］。隨著選礦技術(shù)與設(shè)備的進步，礦產(chǎn)資源的日益短缺，以及社會對生態(tài)環(huán)境的重視，尾礦再選已成為選礦領(lǐng)域重要的研究課題［7］。大量堆存的鐵尾礦不僅對環(huán)境造成嚴(yán)重污染，而且是資源的巨大浪費。因此，最大限度地回收利用鐵尾礦中的有價成分，降低尾礦有價組分品位、減少有價成分流失、提高企業(yè)效益，是一項具有重要實際意義的工作。

弓長嶺選礦廠作為鞍鋼的重要原料基地，一選廠處理原料為鞍山式磁鐵石英巖。隨著選別工藝技術(shù)和設(shè)備的進步，選礦廠年處理原礦的能力提升至1 200萬t，年產(chǎn)出鐵精礦約400萬t，約800萬t尾礦TFe品位超10%，金屬流失較嚴(yán)重。為此，2017年弓長嶺一選廠決定采用盤式尾礦回收機對尾礦進行再選，盤式尾礦回收機精礦經(jīng)濃縮磁選后給入選別主流程的二次球磨作業(yè)進行再磨。該尾礦回收系統(tǒng)投產(chǎn)以后，運行狀況一直不理想，主要因為從尾礦中回收的粗精礦難磨，導(dǎo)致磨礦系統(tǒng)循環(huán)量大、球磨機利用系數(shù)和磨礦效率較低，磨礦產(chǎn)品粒度粗、有用礦物單體解離度不足，并最終導(dǎo)致精礦TFe品位不高。為解決生產(chǎn)中存在的問題，基于新增磨礦系統(tǒng)對弓長嶺一選廠鐵尾礦（試樣1）、二三選廠鐵尾礦（試樣2）進行了磨選試驗，確定了適應(yīng)性強的新工藝。

1 試樣的性質(zhì)

1.1 試樣化學(xué)成分分析

試樣1、試樣2主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1。

由表1可知，試樣1、試樣2全鐵品位分別為10.04%和10.45%；主要雜質(zhì)成分均為SiO2，含量分別為61.90%和66.10%；有害成分S、P含量均較低。

1.2 試樣篩析

試樣1、試樣2篩析結(jié)果見表2。

由表2可知，試樣1、試樣2粒度均較細(xì)，-200目含量分別為58.77%和59.89%，-325目含量分別為28.19%和35.13%；試樣1、試樣2中的鐵在-200目有一定程度的富集。因此。要獲得高質(zhì)量鐵精礦，磨礦產(chǎn)品細(xì)度必須足夠高。

2 試樣的預(yù)富集—再磨再選試驗

2.1 試樣的預(yù)富集試驗

對有代表性試樣分別采用永磁筒式磁選機進行預(yù)富集，磁場強度為358.28 kA/m，試驗結(jié)果見表3。

由表3可知，試樣1、試樣2預(yù)富集精礦產(chǎn)率分別為10.33%、6.61%，預(yù)富集精礦TFe品位分別為21.42%、22.02%，尾礦TFe品位分別為8.73%、9.63%。

根據(jù)一選廠與二三選廠鐵尾礦比例，對表3中的精礦1、精礦2進行混合，得到混合預(yù)富集精礦，混合預(yù)富集精礦主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表4，粒度篩析結(jié)果見表5。

由表4可知，混合預(yù)富集精礦TFe品位為21.67%，雜質(zhì)SiO2含量為56.01%。

由表5可知，混合預(yù)富集精礦-200目含量為57.19%，-325目含量為24.21%，與試樣相比，粒度略粗，主要與粗粒連生體回收效率較高、細(xì)粒連生體流失較多有關(guān)。

2.2 預(yù)富集精礦再磨再選試驗

預(yù)富集精礦再磨再選試驗主要考察磨礦細(xì)度、一段弱磁選磁場強度、磁選柱精選磁場強度、磁選柱精選上升水流大小等條件對分選指標(biāo)的影響。磨礦設(shè)備采用SLJM-2L型陶瓷介質(zhì)攪拌磨機，其中陶瓷球介質(zhì)直徑7 mm、充填率75%、料球比0.8、磨礦濃度60%、攪拌器轉(zhuǎn)速650 r/min；磁選設(shè)備采用RK/CRSφ400×300型筒式磁選機和DFJX-Ⅰ-100型磁選柱。

2.2.1 磨礦細(xì)度試驗

磨礦細(xì)度試驗固定弱磁粗選磁場強度為79.54 kA/m，磁選柱精選磁場強度63.69 kA/m，磁選柱精選上升水流為12 L/min，試驗結(jié)果見圖1。

由圖1可看出，隨著再磨產(chǎn)品細(xì)度的提高，精礦鐵品位及鐵作業(yè)回收率均先上升后維持在高位。當(dāng)再磨產(chǎn)品細(xì)度超過-500目40%后，精礦鐵品位和鐵作業(yè)回收率上升趨勢趨緩，對應(yīng)的精礦鐵品位和鐵作業(yè)回收率分別為64.95%和73.52%，此磨礦細(xì)度也可標(biāo)注為-200目95.54%、-325目62.92%、-400目46.91%。

2.2.2 弱磁選磁場強度試驗

弱磁選磁場強度試驗固定再磨產(chǎn)品細(xì)度為-500目40%，磁選柱精選磁場強度63.69 kA/m，磁選柱精選上升水流為12 L/min，試驗結(jié)果見圖2。

由圖2可看出，隨著弱磁選磁場強度的提高，精礦鐵品位下降、鐵作業(yè)回收率上升。綜合考慮，確定弱磁選磁場強度為71.66 kA/m，對應(yīng)的精礦鐵品位為65.78%、鐵作業(yè)回收率為74.42%。

2.2.3 磁選柱精選磁場強度試驗

磁選柱精選磁場強度試驗固定再磨產(chǎn)品細(xì)度為-500目40%，弱磁選磁場強度為71.66 kA/m，磁選柱精選上升水流為12 L/min，試驗結(jié)果見圖3。

由圖3可看出，隨著磁選柱精選磁場強度的提高，精礦鐵品位下降、鐵作業(yè)回收率上升。綜合考慮，確定磁選柱精選磁場強度為63.70 kA/m，對應(yīng)的精礦鐵品位為65.29%、鐵作業(yè)回收率為74.43%。

2.2.4 磁選柱精選上升水流試驗

磁選柱精選上升水流試驗固定再磨產(chǎn)品細(xì)度為-500目40%，弱磁選磁場強度為71.66 kA/m，磁選柱精選磁場強度為63.70 kA/m，試驗結(jié)果見圖4。

由圖4可看出，隨著磁選柱上升水流的增大，精礦鐵品位上升、鐵作業(yè)回收率下降。綜合考慮，確定磁選柱上升水流為12 L/min，對應(yīng)的精礦鐵品位為65.40%、鐵作業(yè)回收率為74.54%。

3 全流程試驗

全流程試驗數(shù)質(zhì)量流程見圖5。

由圖5可看出，現(xiàn)場一選廠與二三選廠鐵尾礦經(jīng)中強磁選預(yù)富集—陶瓷球攪拌磨機再磨—弱磁粗選—磁選柱精選流程處理，最終可獲得鐵品位65.40%、鐵回收率14.47%的鐵精礦，實現(xiàn)了尾礦中鐵礦物的高效回收。

4 結(jié) 論

（1）弓長嶺一選廠及二三選廠鐵尾礦全鐵品位在10%以上，主要雜質(zhì)成分為SiO2，有害成分S、P含量均較低，-200目含量接近60%?，F(xiàn)場預(yù)富集粗精礦返回主流程的二段磨礦系統(tǒng)，導(dǎo)致系統(tǒng)運行狀況不理想，磨礦系統(tǒng)循環(huán)量大、球磨機利用系數(shù)和磨礦效率低，最終導(dǎo)致精礦TFe品位不高。

（2）中強磁選（358.28 kA/m）預(yù)富集粗精礦單獨再磨至-500目40%情況下，采用1次弱磁粗選（71.66 kA/m）、1次磁選柱精選（63.70 kA/m、上升水流12.0 L/min）流程處理，最終獲得鐵品位65.40%、回收率14.47%的精礦。

（3）中強磁選預(yù)富集—陶瓷介質(zhì)攪拌磨機磨礦—弱磁粗選—磁選柱精選流程是處理弓長嶺磁鐵礦尾礦的高效流程。