弓長嶺選礦廠磁鐵礦重—磁工藝優(yōu)化與應用研究

余 瑩 劉國義 杜艷清 李春艷 趙德會 欒長慶

（鞍鋼礦業(yè)集團弓長嶺礦業(yè)公司選礦分公司）

弓長嶺鐵礦是典型的鞍山式貧鐵礦石，鐵礦物主要為磁鐵礦和赤鐵礦，嵌布粒度屬中細粒級，脈石礦物主要為石英、云母和綠泥石［1-2］。弓長嶺選礦廠赤鐵礦生產(chǎn)線采用階段磨礦、粗細分級、中礦再磨、重、磁—陰離子反浮選工藝。隨著礦體開采深度增加，赤鐵礦含量逐漸減少，磁鐵礦含量逐漸增加，磁鐵礦石進入赤鐵礦生產(chǎn)線，造成精礦質量不均、尾礦品位升高［3］。2019年，弓長嶺選廠決定磁鐵礦由二選作業(yè)區(qū)單獨處理，在原有基礎上對二選生產(chǎn)線進行工藝改造，磁鐵礦采用兩段磨礦、一段磁選拋尾、粗細分選、粗粒重選、細粒磁-浮聯(lián)合選礦工藝［4-6］。

由于礦石中磁鐵礦含量進一步增加，并向單一磁鐵礦轉變，二選作業(yè)區(qū)處理能力逐步提升，因操作調整滯后，細粒浮選給礦量增加且波動大，造成精礦指標波動、尾礦品位偏高且藥劑消耗增加等問題［7］。為此，對弓長嶺二選作業(yè)區(qū)進行工藝流程改造，優(yōu)化粗細分級、重選工藝，探究高效磁選工藝對細粒磁鐵礦的分選效果。

1 原礦性質

原礦化學多元素及鐵物相分析結果見表1、表2。

由表1、表2可知，入選礦石屬高硅、貧鐵、低鈣鎂鐵礦，其中TFe 品位25.01%，F(xiàn)eO 含量14.30%，主要雜質SiO2含量41.98%，有害元素S 含量0.18%，P 含量0.038%，低于工業(yè)允許值；原礦中的鐵主要以磁鐵礦形式存在，分布率達74.33%，赤褐鐵分布率為13.18%，含量較少，另外還含有少量碳酸鐵和硅酸鐵。

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對一次旋流器溢流混合樣進行粒度分析（表3）可知，-0.074 mm粒級含量60.04%，-0.025 mm微細顆粒含量27.48%。

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2 原工藝流程及存在問題

二選作業(yè)區(qū)改造前采用兩段磨礦、一段磁選拋尾、粗細分選、重磁浮聯(lián)合工藝流程（圖1）。破碎后產(chǎn)品給入一次閉路磨礦系統(tǒng)，分級溢流進行一段弱磁選，磁選尾礦直接進入綜合尾礦，精礦進入粗細分級旋流器；粗粒級的弱磁精礦進行重選選礦，細粒級的弱磁精礦進行磁—浮聯(lián)合選礦。

由于礦石性質變化，該工藝主要存在的問題：①作業(yè)區(qū)處理量逐漸增大，造成精礦指標波動；②一段磁選精礦嵌布粒度變細，出現(xiàn)細粒浮選流量增加且不穩(wěn)定，藥劑耗量及選別成本增加；③浮選采用1粗1精3 掃流程，工藝復雜且操作難度大，浮選尾礦品位不易控制。

3 新工藝流程及作業(yè)考察

3.1 新工藝流程

針對原工藝流程存在的問題進行了優(yōu)化改造，將一段磁選精礦管路進行改造，一段弱磁精礦經(jīng)粗細旋流器分選后進入重選改為直接進入重選流程。精選螺旋溜槽精礦進入振動篩分級，振動篩篩下產(chǎn)品作為最終重選精礦，中磁尾進入最終尾礦，掃選精礦、精螺尾、振動篩篩上作為中礦。中礦產(chǎn)品經(jīng)過二次旋流器和二次球磨機，然后進入粗細旋流器分級。粗粒級產(chǎn)品返回粗選螺旋溜槽，細粒級產(chǎn)品經(jīng)高效磁選工藝獲得精礦產(chǎn)品。

改造后工藝優(yōu)點：①一段弱磁精礦直接重選，重選精礦產(chǎn)量增加；②細粒級礦物分選采用高效磁選工藝代替浮選工藝，降低了藥劑含量及蒸汽費，且操作簡單；③能夠減開粗細旋流器，實現(xiàn)了節(jié)能降耗。

3.2 新工藝作業(yè)考察

3.2.1 一段弱磁選作業(yè)考察

一段弱磁拋尾作業(yè)由6 臺CTB1024 永磁筒式磁選機完成，其底箱形式為半逆流型，背景磁場強度為143 kA/m。給礦為一次旋流器溢流，磁選精礦接入重選流程，磁選尾礦進入綜合尾礦，考察期間各產(chǎn)品鐵品位見表4。

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由表4 可知，原礦經(jīng)一段弱磁選，平均鐵品位由25.01% 提高到41.92%，磁選尾礦平均鐵品位為9.07%，說明一段弱磁作業(yè)提前拋出合格尾礦，減少了后段作業(yè)處理量。

3.2.2 重選—掃選作業(yè)考察

一段弱磁精礦直接進入重選流程，振動篩篩下產(chǎn)品作為最終重選精礦，中磁尾進入最終尾礦，掃選精礦、精螺尾、振動篩篩上作為中礦。中礦產(chǎn)品經(jīng)磨礦和分級后，粗粒級產(chǎn)品返回粗選螺旋溜槽，細粒級產(chǎn)品通過磁選回收。作業(yè)期間考察了產(chǎn)品濃度、粒度（-0.074 mm含量）和品位，結果見表5～表7。

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由表5～表7 可知，重選—掃選作業(yè)中各產(chǎn)品的粒度、濃度和鐵品位比較穩(wěn)定，粗螺、精螺和掃螺的平均給礦濃度分別為53.74%、54.07%、42.06%，給礦濃度合理；粗細旋流器平均給礦濃度為27.49%，粒度- 0.074 mm 占48.85%，沉砂- 0.074mm 粒級含量42.93%，溢流-0.074mm 粒級含量93.98%，重選中礦產(chǎn)品實現(xiàn)了合理的粗細分級，且粗粒級返回螺旋溜槽，能夠提高重選作業(yè)精礦產(chǎn)率。重選最終精礦（振動篩篩下）平均鐵品位67.12%，達到預期67% 以上的目標；重選最終尾礦（掃中磁尾礦）平均鐵品位8.07%，尾礦品位較低，有利于減少鐵金屬的損失；重選中礦（粗細旋流器溢流）平均鐵品位35.25%，重選產(chǎn)生的細粒級磁鐵礦通過高效磁選工藝回收。

3.2.3 二段弱磁作業(yè)考察分析

為強化回收細粒級的重選中礦，將濃縮后的粗細分級溢流給入二段弱磁機，其考察結果見表8。

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由表8 可知，細粒重選中礦經(jīng)二段弱磁選，平均品位由35.25% 升高到51.43%，且二段磁選平均尾礦品位為8.48%。

3.2.4 高效磁選試驗結果

為獲得合格的精礦產(chǎn)品，在試驗室用淘洗機進一步分選二段弱磁精礦，在淘洗機固定磁場94 kA/m、循環(huán)磁場86 kA/m、補償磁場86 kA/m、水流量1 150 L/h最佳操作條件下，獲得的精礦平均鐵品位67.03%，作業(yè)回收率93.82%，尾礦平均品位11.26%，結果表明細粒級礦物的回收可采用高效磁選工藝代替浮選工藝。

3.3 新工藝數(shù)質量流程

根據(jù)作業(yè)考察結果和試驗室分選結果，計算新工藝數(shù)質量流程見圖2。

由圖2 可見，新工藝獲得了鐵品位67.09%、產(chǎn)率27.55%、鐵回收率73.91%的合格精礦，綜合尾礦鐵品位為9.01%、產(chǎn)率72.45%、鐵回收率26.09%。

4 結 論

（1）對二選作業(yè)區(qū)進行工藝改造，改造后為磨礦、一段磁選拋尾、重選、中礦再磨、粗細分級、粗粒級返回重選、細粒級高效磁選工藝流程，解決了二選作業(yè)區(qū)處理量增加而引起的一系列問題，作業(yè)考察中運行穩(wěn)定，生產(chǎn)指標良好，經(jīng)濟效益顯著。

（2）綜合現(xiàn)場流程考察數(shù)據(jù)和細粒磁鐵礦選別試驗結果，在原礦品位為25.01% 的條件下，新工藝獲得的綜合指標為精礦鐵品位67.09%、產(chǎn)率27.55%、鐵回收率73.91%，尾礦鐵品位9.01%。