河北某鐵礦石選礦試驗研究

田一安 于 茜 陳 洲，4

（1.中鋼澳洲中西礦業(yè)有限公司；2.中鋼集團馬鞍山礦山研究總院股份有限公司；3.華唯金屬礦產(chǎn)資源高效循環(huán)利用國家工程研究中心有限公司；4.東北大學資源與土木工程學院）

鐵礦資源是國家發(fā)展的重要戰(zhàn)略性資源，是工業(yè)發(fā)展的重要支柱［1-3］。近年來，隨著鐵礦資源的開發(fā)利用，其逐漸貧、細、雜化，而鐵礦資源的需求量居高不下，因此探明開發(fā)新的鐵礦資源尤為重要［4-5］。國內(nèi)某鐵礦屬新探明鐵礦床，原礦礦石性質(zhì)、有用礦物種類、選礦工藝和選別指標等技術參數(shù)缺乏，阻礙了該鐵礦石的開發(fā)利用。本文對該鐵礦進行詳細的工藝礦物學及選礦工藝試驗研究，針對該鐵礦石的性質(zhì)特點，并結(jié)合國內(nèi)該類礦石的選礦生產(chǎn)實踐，對其開展中細碎產(chǎn)品預選拋廢試驗，對濕式預選拋廢粗精礦進行磨礦—弱磁選試驗研究，并對鐵精礦進行浮選脫硫提質(zhì)降雜選別試驗，旨在獲得鐵品位較高、硫含量較低的優(yōu)質(zhì)鐵精礦，為開發(fā)利用該礦產(chǎn)資源提供合理的選別工藝流程和選別指標。

1 原礦性質(zhì)

1.1 化學成分分析

礦樣化學多元素分析結(jié)果見表1。

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由表1可知，原礦中可供利用的主要元素為鐵，含量為38.75%，雜質(zhì)成分主要為SiO2和Al2O3，有害元素S含量較高，P含量較低，需考慮硫礦物的回收；堿比為0.84，為自熔性鐵礦石。

1.2 鐵物相分析

礦石鐵物相分析結(jié)果見表2。

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由表2可知，礦石中的鐵礦物主要以磁鐵礦形式存在，鐵分布率為86.19%，其次為赤褐鐵礦，分布率為4.80%，還有少量的黃鐵礦與磁黃鐵礦，兩者合計為4.75%，易造成鐵精礦硫含量超標。

2 選礦試驗

結(jié)合該類礦石的生產(chǎn)實踐，擬定磁鐵礦回收流程為中碎產(chǎn)品干式預選拋廢—細碎產(chǎn)品干式或濕式磁選拋廢—預選精礦階段磨礦階段弱磁選工藝，同時考慮采用浮選對磁選精礦脫硫以及硫礦物的回收。

3 預選拋廢試驗

3.1 中碎產(chǎn)品干式預選拋廢試驗

采用CTG1210型永磁干式磁選機對中碎產(chǎn)品（50～0 mm）進行干式磁選預選拋廢試驗，經(jīng)條件試驗確定適宜的筒體表面線速度為1.88 m/s，分離隔板距離為950 mm，試驗結(jié)果見表3。

由表3可知，中碎產(chǎn)品干式預選拋廢產(chǎn)率為15.21%，磁性鐵回收率為98.85%，拋廢效果較好。

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3.2 細碎產(chǎn)品（12～0 mm）預選拋廢試驗

將干式預選精礦破碎到12～0 mm進行干式和濕式預選拋廢對比試驗。干式預選設備為CTL-600×400 mm型粗粒干式永磁磁選機，其筒表磁場強度為360 kA/m，筒體速度和分離隔板距離是主要影響參數(shù)。濕式預選設備為中鋼集團馬鞍山礦山研究總院股份有限公司研制的CCTS-0503型粗粒濕式永磁磁選機，其筒表磁場強度為400 kA/m，給礦粒度上限為15 mm，底箱沖洗水量對分選指標有一定影響。經(jīng)條件試驗確定干式磁選適宜的筒體表面線速度為1.63 m/s，分離隔板距離為40 mm；濕式磁選適宜的底箱沖洗水量為1 600 L/h，在此條件下，試驗結(jié)果見表4。

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由表4可知，濕式磁選精礦品位比干式磁選高2.98個百分點，拋出的廢石產(chǎn)率多5.87個百分點，鐵品位低1.36個百分點，磁性鐵損失少2.14個百分點，因此12～0 mm細碎產(chǎn)品宜采用濕式預選工藝。

4 磨礦—選別工藝研究

對粒度12～0 mm的濕式預選精礦進行磨選試驗研究。

4.1 磨礦細度試驗

將預選精礦分別磨至不同細度，對磨礦產(chǎn)品進行弱磁粗選試驗，磁場強度為144 kA/m，試驗結(jié)果見表5。

由表5可知，選別指標受磨礦細度的影響較大，隨著磨礦細度從-0.076 mm45%增加到-0.076 mm95%，鐵精礦品位從64.00%升高到68.96%，硫品位從0.63%降低到0.27%，鐵回收率從94.16%下降到91.80%；考慮到硫?qū)﹁F精礦質(zhì)量的影響，當采用單一磁選工藝時選擇磨礦細度為-0.076 mm75%，此條件可獲鐵品位67.82%、硫含量0.36%、鐵回收率92.52%的鐵精礦；若考慮采用浮選脫硫時，可選擇磨礦細度為-0.076 mm55%，此條件可獲鐵品位65.52%、硫含量0.47%、鐵回收率93.38%的鐵精礦。

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4.2 磁場強度試驗

對粒度為-0.076 mm55%的磨礦產(chǎn)品進行不同磁場強度的弱磁選試驗，試驗流程為弱磁1粗1精，粗選及精選磁場強度分別為160、128 kA/m，144、112 kA/m，144、96 kA/m，128、80 kA/m，試驗結(jié)果見表6。

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由表6可知，選別指標受磁場強度的影響較小，隨著磁場強度的升高，鐵精礦回收率略有升高；綜合考慮，選擇弱磁粗選磁場強度為144 kA/m、弱磁精選磁場強度為112 kA/m。

4.3 濕拋粗精礦—弱磁選流程試驗

根據(jù)條件試驗確定的工藝參數(shù)，將預選粗精礦分別磨至-0.076 mm含量75%和55%進行弱磁1粗1精流程試驗，粗選、精選磁場強度分別為144 kA/m和112 kA/m，試驗結(jié)果見表7。

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4.4 鐵精礦脫硫探索試驗

將鐵品位65.64%、硫含量0.52%的弱磁精礦進行浮選脫硫，脫硫藥劑制度根據(jù)以往經(jīng)驗并適當調(diào)整，試驗流程為1次粗選，浮選時間為2 min，試驗結(jié)果見表8。

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由表8可知，只使用乙基黃藥與2#油，鐵精礦中的硫可降至0.4%左右，而添加H2SO4與CuSO4后，鐵精礦中的硫可降至0.3%以下，鐵精礦浮選脫硫效果明顯。

4.5 浮選回收硫礦物探索試驗

將預選粗精礦磨至-0.076 mm55%，對磨礦產(chǎn)品用浮選方法回收硫礦物，采用乙基黃藥為捕收劑，2#油為起泡劑，采用1粗3精浮選流程，只能獲得產(chǎn)率4.13%、硫品位23.35%的精礦，硫精礦品位較低，說明在現(xiàn)有技術條件下回收意義不大。

5 全流程試驗

根據(jù)條件試驗確定的工藝參數(shù)，對中碎產(chǎn)品進行干式預選拋廢（50～0 mm）—細碎產(chǎn)品（12～0 mm）濕式預選拋廢—預選粗精礦磨礦—弱磁選及弱磁精礦脫硫全流程試驗，試驗數(shù)質(zhì)量流程見圖1、圖2。

6 結(jié)論

（1）河北某磁鐵礦鐵品位38.75%，磁鐵礦為主要有用礦物，其鐵分布率為86.19%，其次為赤褐鐵礦、黃鐵礦與磁黃鐵礦，黃鐵礦與磁黃鐵礦兩者合計鐵分布率為4.75%，選別過程中需注意黃鐵礦與磁黃鐵礦的硫?qū)﹁F精礦產(chǎn)品的影響；此外，原礦堿性系數(shù)為0.84，為自熔性鐵礦石。

（2）中碎產(chǎn)品（50～0 mm）干式磁選預選拋廢試驗，可獲得鐵品位44.03%、磁性鐵回收率98.85%、硫含量1.91%的預選粗精礦，拋出產(chǎn)率15.21%、磁性鐵品位2.54%的廢石，其中碎產(chǎn)品干拋效果較好。細碎產(chǎn)品（12～0 mm）預選拋廢試驗結(jié)果表明，濕式磁選拋廢效果優(yōu)于干式磁選，因此選擇濕式磁選預選拋廢流程。

（3）原礦經(jīng)干式磁選預選（50～0 mm）—濕式磁選預選（12～0 mm）—磨礦（-0.076 mm55%）—弱磁選流程選別，可獲得鐵品位65.67%、硫含量0.51%、鐵回收率83.95%、磁性鐵回收率96.09%的鐵精礦，該鐵精礦為半自熔性鐵精礦粉；對該鐵精礦采用浮選方法脫硫，鐵精礦中的硫可降至0.23%；將磨礦細度提高到-0.076 mm75%，采用弱磁選方法選別后，可獲得鐵品位68.50%、硫含量0.43%、鐵回收率82.86%的鐵精礦，說明提高磨礦細度和增加浮選作業(yè)均可降低鐵精礦中的硫含量。