某尾礦預富集精礦磁化焙燒產(chǎn)品合理選別工藝研究①

楊曉峰， 陳 宇， 梅燦國

（1.鞍鋼集團北京研究院有限公司，北京 102200； 2.鞍鋼集團礦業(yè)設計研究院有限公司，遼寧 鞍山 114002）

最大限度回收利用鐵尾礦中的有價成分，可達到降低尾礦品位、減少金屬流失、提高經(jīng)濟效益的目的[1-3］。 近年來國內(nèi)相關研究單位圍繞從鐵尾礦中回收鐵進行了大量研究工作，其中預富集-磁化焙燒-磁選是非常有效的技術之一[4-6］，該技術在保證回收率的前提下，提高焙燒給礦品位、減少進入焙燒作業(yè)的礦石量[7］，即鐵尾礦經(jīng)磁選-磨礦-磁選預富集后除去礦泥和部分脈石，使全鐵品位由10%～15%提高到30%左右，預富集精礦在適宜條件下進行焙燒后，可使赤（褐）鐵礦、菱鐵礦等弱磁性礦物轉化為強磁性礦物，再經(jīng)磨礦-磁選可獲得高品位鐵精礦[7］。 但對于嵌布粒度較細的鐵礦石，其尾礦中流失的鐵礦物大多為微細粒礦物，對其進行回收需磨至較細的粒度，經(jīng)預富集-磁化焙燒-磁選易造成磁性夾雜，影響精礦品位。本文針對某鐵礦物嵌布粒度大部分在0.037 mm 以下、部分在0.01 mm 以下的細粒鐵尾礦的預富集精礦磁化焙燒產(chǎn)品分別采用磁選和磁選-浮選聯(lián)合工藝進行試驗，根據(jù)試驗結果，推薦采用磁選-浮選聯(lián)合工藝選別細粒鐵尾礦預富集精礦磁化焙燒產(chǎn)品。

1 試驗原料

試驗原料為某尾礦經(jīng)預富集-磁化焙燒后產(chǎn)品，主要由石英和磁鐵礦組成，另有少量白云石，其化學成分分析結果和鐵物相分析結果分別見表1 和表2。 由表1可知，焙燒礦中TFe 含量為33.19%、FeO 含量為11.12%，主要脈石礦物為石英，其他有害雜質含量較小。 由表2可知，焙燒產(chǎn)品中鐵以磁性鐵為主，另有少量未轉化的赤鐵礦和碳酸鐵，硫化鐵和硅酸鐵含量較低。

表1 焙燒產(chǎn)品化學成分分析結果（質量分數(shù)）%

表2 焙燒產(chǎn)品鐵物相分析結果

2 試驗結果及討論

2.1 試驗方法

試驗原料為TFe 品位33.19%、細度－0.025 mm 粒級占65%的預富集精礦焙燒后產(chǎn)品。 試驗中磨礦采用塔磨機；磁選采用電磁筒式磁選機，電流3.5 A；浮選采用試驗室0.5 L 單槽浮選機，浮選藥劑均為現(xiàn)場使用的藥劑。

2.2 焙燒礦磨礦-磁選試驗

對未經(jīng)磨礦和磨礦后的焙燒礦進行一段弱磁選，以確定焙燒礦直接弱磁選拋尾與磨礦后再拋尾工藝的合理性。 試驗流程見圖1，結果見表3。 由表3 可知，隨著磨礦細度－0.025 mm 粒級含量由65.0%提高至97.0%，精礦TFe 品位由42.21%提高至57.92%，作業(yè)回收率由92.48%降至86.02%。 結果表明，要獲得高品位鐵精礦必須進行細磨。 焙燒礦產(chǎn)品未經(jīng)磨礦（－0.025 mm 粒級占65.0%）直接弱磁選拋尾，可提前拋棄TFe 品位9.15%、產(chǎn)率27.28%的尾礦，減少了進入磨礦作業(yè)的礦石量。 綜合考慮，確定對焙燒礦產(chǎn)品不磨礦直接弱磁選拋尾。

圖1 焙燒產(chǎn)品一段弱磁選流程

表3 焙燒礦產(chǎn)品一段弱磁選試驗結果

2.3 一段弱磁選精礦磨礦-磁選試驗

對焙燒產(chǎn)品經(jīng)弱磁選獲得的TFe 品位42.21%的一段弱磁精礦進行了磨礦-弱磁精選試驗，試驗流程及工藝條件如圖2 所示，結果見圖3。 從圖3 可以看出，隨著磨礦細度－0.025 mm 粒級含量由91%提高到97%，精礦TFe 品位和回收率均逐漸提高，－0.025 mm粒級含量97%時，經(jīng)過多段弱磁選獲得了精礦TFe 品位63.04%、作業(yè)回收率86.79%的技術指標，此時雖然精礦品位達到63%，但磨礦成本高，且會給后續(xù)過濾作業(yè)帶來較大影響，如過濾機利用系數(shù)低、濾餅水分高等。

圖2 一段弱磁選精礦磨礦-磁選試驗流程

圖3 磨礦細度對弱磁精選指標的影響

2.4 一段弱磁選精礦磨礦-磁選-浮選試驗

對焙燒后產(chǎn)品經(jīng)過一段弱磁選后獲得的TFe 品位42.21%的一段弱磁選精礦進行了磨礦-磁選-浮選試驗，試驗流程見圖4。

圖4 一段弱磁選精礦再磨-磁選-浮選試驗流程

2.4.1 磨礦細度試驗

按圖4 所示流程，調(diào)整劑用量1125 g／t、抑制劑用量900 g／t、活化劑用量450 g／t、捕收劑用量900 g／t（粗選600 g／t，精選300 g／t）時，磨礦細度對選別指標的影響見圖5。 從圖5 可以看出，隨著磨礦細度－0.025 mm粒級含量由80%提高到91%，精礦TFe 品位由66.17%逐漸提高到67.24%，回收率先小幅上升后大幅下降，確定磁選-浮選聯(lián)合工藝的磨礦細度為－0.025 mm 粒級含量85%。 該磨礦細度與單一磁選工藝的－0.025 mm 粒級含量97%相比，磨礦成本大幅度降低，且在工業(yè)上易于實現(xiàn)。

圖5 磨礦細度對選別指標的影響

2.4.2 抑制劑用量試驗

磨礦細度－0.025 mm 粒級含量85%，按圖4 所示流程，調(diào)整劑用量1125 g／t、活化劑用量450 g／t、捕收劑用量900 g／t（粗選600 g／t，精選300 g／t）時，抑制劑用量對選別指標的影響見圖6。 從圖6 可以看出，隨著抑制劑用量由750 g／t 增加到1050 g／t，精礦TFe 品位由67.35%逐漸降到65.40%，回收率由52.66%逐漸升高到77.58%，綜合考慮精礦品位和回收率，確定適宜的抑制劑用量為900 g／t。

圖6 抑制劑用量對選別指標的影響

2.4.3 捕收劑用量試驗

抑制劑用量900 g／t，其他條件不變，捕收劑用量對選別指標的影響見圖7。 從圖7 可以看出，隨著捕收劑用量由720 g／t 增加到1260 g／t，精礦TFe 品位由64.97%逐漸升高到67.31%，回收率由75.93%逐漸降到49.97%。 綜合考慮精礦品位和回收率，確定捕收劑適宜用量為1080 g／t。

圖7 捕收劑用量對選別指標的影響

2.4.4 反浮選閉路試驗

根據(jù)開路試驗結果，對磨礦細度－0.025 mm 粒級含量85%時獲得的弱磁選精礦在調(diào)整劑用量1125 g／t、活化劑用量450 g／t、抑制劑用量900 g／t、捕收劑用量1080 g／t（粗選720 g／t，精選360 g／t）條件下進行反浮選閉路試驗，結果見圖8。 一粗一精一掃反浮選閉路試驗獲得了精礦TFe 品位65.36%、回收率84.54%、尾礦TFe 品位28.84%的技術指標。

圖8 一粗一精一掃反浮選閉路試驗數(shù)質量流程

2.5 試驗結果對比

TFe 品位33.19%的焙燒礦在一段弱磁選拋尾后，分別進行了磨礦-磁選和磨礦-磁選-浮選，選別指標對比結果見表4。 焙燒礦經(jīng)磨礦-磁選-浮選聯(lián)合工藝獲得的精礦TFe 品位高于磨礦-磁選獲得的精礦TFe 品位，且其工藝參數(shù)在現(xiàn)有技術條件下易于實現(xiàn)，因此推薦采用磨礦-磁選-浮選聯(lián)合工藝選別該細粒級鐵尾礦預富集精礦磁化焙燒產(chǎn)品。

表4 不同選別工藝指標對比

3 結論

1） TFe 品位33.19%的焙燒礦采用磨礦-磁選工藝，在磨礦細度達到－0.025 mm 粒級占97%時，可獲得TFe 品位63.04%、回收率80.04%的精礦，該工藝流程雖然簡單，但磨礦細度－0.025 mm 粒級占97%在工業(yè)生產(chǎn)中較難實現(xiàn)，且磨礦成本極高。 TFe 品位33.19%的焙燒礦采用磨礦-磁選-浮選聯(lián)合工藝，在磨礦細度－0.025 mm 粒級占85%時可獲得TFe 品位65.36%、回收率73.39%的鐵精礦，且該磨礦細度在工業(yè)生產(chǎn)可以實現(xiàn)，磨礦成本明顯較低，但回收率較低。

2） 推薦磨礦-磁選-浮選聯(lián)合工藝選別該細粒鐵尾礦預富集精礦磁化焙燒產(chǎn)品。 TFe 品位33.19%的預富集精礦經(jīng)焙燒后，采用磨礦-磁選-浮選聯(lián)合工藝進行選別，在磨礦細度－0.025 mm 粒級占85%時可獲得精礦TFe 品位65.36%、精礦產(chǎn)率37.27%、回收率73.39%、尾礦TFe 品位14.08%的選別指標。 該工藝為細粒鐵尾礦高效回收利用提供了技術支撐與借鑒。