巴西某混合型磁-赤鐵礦選礦試驗(yàn)

韋 東 黃春源 陶 飛 曾招科

（1.武鋼資源集團(tuán)有限公司；2.內(nèi)蒙古大中礦業(yè)股份有限公司；3.贛州金環(huán)磁選科技裝備股份有限公司）

鐵礦石是鋼鐵的重要原材料，我國(guó)已探明鐵礦資源保有儲(chǔ)量462 億t，居世界第5 位，但存在“貧、細(xì)、雜”等特點(diǎn)，平均鐵品位只有33%，低于世界平均水平11 個(gè)百分點(diǎn)［1］，需要冗長(zhǎng)的生產(chǎn)工藝才能得到合格鐵精礦產(chǎn)品。我國(guó)鐵礦資源的特點(diǎn)決定了其可利用程度較低，從1970 年開(kāi)始進(jìn)口鐵礦來(lái)滿足國(guó)內(nèi)鋼鐵工業(yè)發(fā)展的需要，僅2020 年我國(guó)鐵礦石進(jìn)口量突破11 億t。未來(lái)，我國(guó)作為鋼鐵生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)的現(xiàn)狀在新形勢(shì)下不會(huì)改變，對(duì)鐵礦石的進(jìn)口量仍然會(huì)不斷增加［2］。

巴西是世界第二大鐵礦石生產(chǎn)國(guó)，其鐵礦主要由赤鐵礦組成，具有高鐵、中硅、低鋁的特點(diǎn)，是優(yōu)質(zhì)的煉鐵原料［3-5］。對(duì)巴西某混合型磁-赤鐵礦進(jìn)行選礦試驗(yàn)，為國(guó)內(nèi)選廠提供技術(shù)參考和依據(jù)。

1 試驗(yàn)設(shè)備與礦樣性質(zhì)

1.1 試驗(yàn)設(shè)備

試驗(yàn)主體設(shè)備采用贛州金環(huán)磁選科技裝備股份有限公司生產(chǎn)的SLon-100 周期式脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)，其主要結(jié)構(gòu)包括磁極、磁軛、激磁線圈、脈動(dòng)機(jī)構(gòu)等（圖1）。

SLon-100 周期式脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)的工作原理首先將分選腔充滿水，使棒介質(zhì)完全浸沒(méi)于水中；啟動(dòng)脈動(dòng)裝置，使脈動(dòng)能量傳遞到整個(gè)分選腔內(nèi)；啟動(dòng)勵(lì)磁開(kāi)關(guān)使勵(lì)磁線圈通電，在分選腔內(nèi)產(chǎn)生垂直均勻背景磁場(chǎng)；將礦漿從給礦口緩慢給入分選腔，礦漿中的磁性礦粒在磁力、流體力和脈動(dòng)力的作用下被捕獲于棒介質(zhì)表面，而非磁性礦粒則在流體力作用下流出分選腔得到非磁性產(chǎn)品。給礦完成后，停止勵(lì)磁，將棒介質(zhì)捕獲的磁性礦粒用清水沖洗出來(lái)，得到磁性產(chǎn)品。

1.2 礦石性質(zhì)

巴西某鐵礦石化學(xué)多元素、鐵物相及粒度分析結(jié)果見(jiàn)表1～表3。

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由表1、表2 可知，原礦鐵品位較高，為50.84%，并主要以赤鐵礦的形式存在，其含量為40.53%，占全鐵的79.72%；磁性鐵含量7.71%，占全鐵的15.17%，該礦石是混合型磁-赤鐵礦，二氧化硅含量很高，為25.66%，但硫、磷和砷等有害元素含量較低。

由表3 可知，該礦+ 12 mm 粗粒級(jí)含量?jī)H為6.22%，-0.076 mm 占38.17%，細(xì)粒級(jí)含量較多，磨礦中應(yīng)防止過(guò)磨。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

因該礦石中含有一定比例的磁性鐵，因此采用先弱磁后強(qiáng)磁的選別工藝，主要針對(duì)礦物開(kāi)展磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)、磁感應(yīng)強(qiáng)度條件試驗(yàn)等，試驗(yàn)中固定每次給礦量為240 g。

2.1 不同磨礦細(xì)度弱磁—強(qiáng)磁粗選試驗(yàn)

在弱磁、強(qiáng)磁選磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為0.14，0.7 T 的條件下，進(jìn)行不同磨礦細(xì)度的弱磁—強(qiáng)磁粗選試驗(yàn)，強(qiáng)磁選棒介質(zhì)絲徑2.0 mm，脈動(dòng)沖次140 r/min，礦漿流速5.6 cm/s，考察在不同磨礦細(xì)度條件下的強(qiáng)磁粗選效果，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

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由表4 可知，隨著磨礦細(xì)度變細(xì)，綜合精礦鐵品位隨之升高，但產(chǎn)率和鐵回收率降低；當(dāng)磨礦細(xì)度高于-0.076 mm50% 時(shí)，綜合精礦鐵品位隨細(xì)度增加的幅度較小，但產(chǎn)率和鐵回收率受細(xì)度的影響較大，因此磨礦細(xì)度選擇-0.076 mm60%。

2.2 強(qiáng)磁粗選磁感應(yīng)強(qiáng)度試驗(yàn)

磁感應(yīng)強(qiáng)度是影響脈動(dòng)高梯度磁選指標(biāo)的重要參數(shù)。固定磨礦細(xì)度-0.076 mm60%、棒介質(zhì)絲徑2.0 mm、脈動(dòng)沖次140 r/min、礦漿流速5.6 cm/s 進(jìn)行強(qiáng)磁磁感應(yīng)強(qiáng)度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

由表5 可知，隨著磁感應(yīng)強(qiáng)度的升高，綜合精礦鐵品位降低，產(chǎn)率和鐵回收率隨之升高；當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大于0.7 T時(shí)，產(chǎn)率和鐵回收率提高幅度不大，且綜合精礦鐵品位可達(dá)到64.08%；故選擇強(qiáng)磁粗選磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.7 T。

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2.3 強(qiáng)磁掃選磁感應(yīng)強(qiáng)度試驗(yàn)

根據(jù)表5 可知，強(qiáng)磁粗選尾礦的鐵品位約25%，為了提高回收率，對(duì)強(qiáng)磁粗選尾礦進(jìn)行掃選試驗(yàn)，以提高綜合鐵精礦的回收率。固定磨礦細(xì)度-0.076 mm60%、強(qiáng)磁粗選磁感應(yīng)強(qiáng)度0.7 T、棒介質(zhì)絲徑2.0 mm、脈動(dòng)沖次140 r/min、礦漿流速5.6 cm/s 進(jìn)行強(qiáng)磁掃選磁感應(yīng)強(qiáng)度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。

由表6 可知，隨著強(qiáng)磁掃選磁感應(yīng)強(qiáng)度的提高，綜合精礦鐵品位下降，鐵回收率增加；當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.7 T 時(shí)，綜合精礦鐵品位為63.30%；當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度高于0.9 T 時(shí)，綜合精礦鐵品位低于63%，未達(dá)到合格鐵精礦品位要求；故強(qiáng)磁掃選磁感應(yīng)強(qiáng)度0.7 T 為宜，此時(shí)強(qiáng)磁尾礦鐵品位降低至14.12%，強(qiáng)磁尾礦鐵物相分析結(jié)果見(jiàn)表7。

通過(guò)上述試驗(yàn)結(jié)果，該礦推薦磨礦—弱磁—強(qiáng)磁1 粗1 掃流程，工藝參數(shù)磨礦細(xì)度為- 0.076 mm60%，弱磁磁感應(yīng)強(qiáng)度0.14 T，強(qiáng)磁粗選和掃選磁感應(yīng)強(qiáng)度均為0.7 T。

對(duì)獲得的弱磁精、強(qiáng)磁精、綜合精礦產(chǎn)品進(jìn)行多元素分析（表8），綜合精礦中的有害元素含量較低，可作為優(yōu)質(zhì)的煉鐵原料。

2.4 工藝數(shù)質(zhì)量流程

根據(jù)上述試驗(yàn)推薦工藝數(shù)質(zhì)量流程見(jiàn)圖2。

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3 結(jié) 論

巴西某混合型磁- 赤鐵礦鐵品位較高，為50.84%，鐵礦物主要為赤鐵礦，占全鐵的79.72%，鋁硅比低，-0.076 mm 粒級(jí)占38.17%，粒度較細(xì)，推薦磨礦—弱磁選—強(qiáng)磁1 粗1 掃流程選別，該鐵礦石容易泥化，磨礦時(shí)應(yīng)注意，經(jīng)推薦流程選別可獲得鐵品位63.30%、鐵回收率91.60% 的綜合鐵精礦，可為國(guó)內(nèi)選廠生產(chǎn)加工該類(lèi)鐵礦石提供參考依據(jù)。