西北某難選鐵礦石選礦試驗(yàn)

苗 梁 李國棟，2 姜永智 陳杜娟

(1.西北礦冶研究院;2.北京科技大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)院)

隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，國內(nèi)鋼鐵企業(yè)對高品質(zhì)鐵礦石的需求量迅速增加。在國內(nèi)鐵礦石對外依存度日益提高的情況下，與國外幾大鐵礦石供應(yīng)商的礦石價(jià)格談判必然處于被動地位。在這樣的背景下，開展國內(nèi)貧、細(xì)、雜、散鐵礦石資源的開發(fā)利用研究就顯得異常迫切。

西北某復(fù)雜難選鐵礦石鐵品位較高，但由于礦石難選，一直處于待開發(fā)狀態(tài)。本試驗(yàn)在研究了其工藝礦物學(xué)特征后，對該礦石進(jìn)行了選礦工藝技術(shù)條件研究，最終獲得了較理想的試驗(yàn)指標(biāo)。

1 礦石性質(zhì)

該礦石中金屬礦物主要為磁鐵礦、鏡鐵礦，黃鐵礦、磁赤鐵礦、褐鐵礦等含量很低;脈石礦物主要為石英，綠泥石、綠簾石、方解石、云母、鋯石等少量。部分磁鐵礦產(chǎn)出較集中，呈團(tuán)塊狀富集;大部分較為分散，與鏡鐵礦嵌布關(guān)系復(fù)雜，有些磁鐵礦交代鏡鐵礦，部分鏡鐵礦由于包含磁鐵礦而磁性增強(qiáng)。鏡鐵礦多產(chǎn)出在鐵碧玉巖中，具定向性，以微細(xì)粒為主，溶礦巖石極為堅(jiān)硬致密，而且部分石英被鐵染，很難單體解離，影響部分鐵的回收。

礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1，鐵物相分析結(jié)果見表2。

表1 原礦主要化學(xué)成分分析結(jié)果 %

表2 原礦鐵物相分析結(jié)果 %

從表1可以看出，礦石中有用元素只有鐵，且品位較高，達(dá)41.23%，其他元素沒有綜合回收價(jià)值。

從表2可以看出，礦石中的鐵主要以磁鐵礦、鏡鐵礦形式存在，以這兩種形式存在的鐵占總鐵的95.10%，硅酸鐵等含量很低。

2 試驗(yàn)方法與試驗(yàn)設(shè)備

工藝礦物學(xué)研究結(jié)果表明，礦石中強(qiáng)磁性礦物磁鐵礦和弱磁性礦物鏡鐵礦含量均較高，因此，對該礦石進(jìn)行了適宜的磨礦細(xì)度和弱磁、強(qiáng)磁選條件研究。

磨礦設(shè)備為RK/ZQM(BM) 250 mm×100 mm型圓錐球磨機(jī)，弱磁選設(shè)備為 50 mm磁選管，強(qiáng)磁選設(shè)備為SLon－100周期式脈動高梯度磁選機(jī)。

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

磨礦細(xì)度試驗(yàn)流程見圖1，弱磁選磁場強(qiáng)度為88 kA/m，脈動高梯度強(qiáng)磁選背景磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.8 T，脈動頻率為300次/min，沖程為30 mm，磁介質(zhì)為細(xì)聚磁網(wǎng)介質(zhì)，試驗(yàn)結(jié)果見圖2。

圖2 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

從圖2可以看出，隨著磨礦細(xì)度的提高，弱磁粗精礦鐵品位小幅上升，鐵回收率小幅下降;強(qiáng)磁粗精礦鐵品位和鐵回收率均有所提高。綜合考慮，確定磨礦細(xì)度為－0.074 mm占85%。

3.2 弱磁選試驗(yàn)

3.2.1 弱磁粗選磁場強(qiáng)度試驗(yàn)

弱磁粗選磁場強(qiáng)度試驗(yàn)?zāi)サV細(xì)度為－0.074 mm占85%，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

圖3 弱磁粗選磁場強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

從圖3可以看出，隨著磁場強(qiáng)度的提高，弱磁粗精礦鐵品位下降，鐵回收率先上升后維持在高位。綜合考慮，確定弱磁粗選磁場強(qiáng)度為96 kA/m。

3.2.2 弱磁精選磁場強(qiáng)度試驗(yàn)

弱磁精選磁場強(qiáng)度試驗(yàn)流程見圖4，試驗(yàn)結(jié)果見圖5。

圖5 弱磁精選磁場強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

從圖5可以看出，提高弱磁精選磁場強(qiáng)度，精礦鐵品位下降，鐵回收率先上升后維持在高位。綜合考慮，確定弱磁精選磁場強(qiáng)度為64 kA/m，對應(yīng)的精礦鐵品位為66.30%、作業(yè)回收率為96.72%。

3.3 強(qiáng)磁選試驗(yàn)

3.3.1 強(qiáng)磁粗選背景磁感應(yīng)強(qiáng)度試驗(yàn)

強(qiáng)磁粗選背景磁感應(yīng)強(qiáng)度試驗(yàn)流程見圖1，磨礦細(xì)度為－0.074 mm占85%，弱磁粗選磁場強(qiáng)度為96 kA/m，高梯度強(qiáng)磁選機(jī)脈動頻率為300次/min，沖程為30 mm，磁介質(zhì)為細(xì)聚磁網(wǎng)介質(zhì)，試驗(yàn)結(jié)果見圖6。

圖6 強(qiáng)磁粗選背景磁感應(yīng)強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果●—品位;○—回收率

從圖6可以看出，提高背景磁感應(yīng)強(qiáng)度，強(qiáng)磁粗精礦鐵品位呈先慢后快的下降趨勢，鐵回收率呈上升趨勢。綜合考慮，確定強(qiáng)磁粗選背景磁感應(yīng)強(qiáng)度為1.0 T。

3.3.2 強(qiáng)磁粗選脈動頻率試驗(yàn)

強(qiáng)磁粗選脈動頻率試驗(yàn)流程見圖1，磨礦細(xì)度為－0.074 mm占85%，弱磁粗選磁場強(qiáng)度為96 kA/m，高梯度強(qiáng)磁選背景磁感應(yīng)強(qiáng)度為1.0 T，沖程為30 mm，磁介質(zhì)為細(xì)聚磁網(wǎng)介質(zhì)，試驗(yàn)結(jié)果見圖7。

圖7 強(qiáng)磁粗選脈動頻率試驗(yàn)結(jié)果

從圖7可以看出，隨著強(qiáng)磁粗選脈動次數(shù)的增加，強(qiáng)磁粗精礦鐵品位呈先快后慢的上升趨勢，鐵回收率呈先快后慢的下降趨勢。綜合考慮，確定脈動高梯度強(qiáng)磁粗選的脈動頻率為300次/min。

3.3.3 強(qiáng)磁粗精礦再磨細(xì)度試驗(yàn)

強(qiáng)磁粗精礦再磨細(xì)度試驗(yàn)流程見圖8，強(qiáng)磁精選磁介質(zhì)為細(xì)聚磁網(wǎng)介質(zhì)，背景磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.8 T，脈動頻率為350次/min，沖程為30 mm，試驗(yàn)結(jié)果見圖9。

從圖9可以看出，提高強(qiáng)磁粗精礦再磨細(xì)度，強(qiáng)磁精礦鐵品位呈先快后慢的上升趨勢，鐵回收率呈下降趨勢。綜合考慮，確定強(qiáng)磁粗精礦再磨細(xì)度為－0.043 mm占95%。

圖9 強(qiáng)磁粗精礦再磨細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果●—品位;○—回收率

3.3.4 再磨產(chǎn)品強(qiáng)磁精選背景磁感應(yīng)強(qiáng)度試驗(yàn)

再磨產(chǎn)品強(qiáng)磁精選背景磁感應(yīng)強(qiáng)度試驗(yàn)流程見圖8，強(qiáng)磁粗精礦再磨細(xì)度為－0.043 mm占95%，強(qiáng)磁精選磁介質(zhì)為細(xì)聚磁網(wǎng)介質(zhì)，脈動頻率為350次/min，沖程為30 mm，試驗(yàn)結(jié)果見圖10。

圖10 再磨產(chǎn)品強(qiáng)磁精選背景磁感應(yīng)強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果●—品位;○—回收率

從圖10可以看出，提高再磨產(chǎn)品強(qiáng)磁精選背景磁感應(yīng)強(qiáng)度，精礦鐵品位呈先慢后快的下降趨勢，鐵回收率呈上升趨勢。綜合考慮，確定強(qiáng)磁精選背景磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.8 T。

3.3.5 再磨產(chǎn)品強(qiáng)磁精選脈動頻率試驗(yàn)

再磨產(chǎn)品強(qiáng)磁精選脈動頻率試驗(yàn)流程見圖8，強(qiáng)磁粗精礦再磨細(xì)度為－0.043 mm占95%，強(qiáng)磁精選磁介質(zhì)為細(xì)聚磁網(wǎng)介質(zhì)，背景磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.8 T，沖程為30 mm，試驗(yàn)結(jié)果見圖11。

從圖11可以看出，增加強(qiáng)磁精選脈動次數(shù)，強(qiáng)磁精礦鐵品位先明顯上升后升幅趨緩，鐵回收率則呈下降趨勢。綜合考慮，確定強(qiáng)磁精選脈動頻率為350次/min，對應(yīng)的精礦鐵品位為63.52%、作業(yè)回收率為83.50%。

圖11 再磨產(chǎn)品強(qiáng)磁精選脈動頻率試驗(yàn)結(jié)果●—品位;○—回收率

4 全流程試驗(yàn)

在完成了該礦石磨選工藝技術(shù)條件研究后，按圖12流程進(jìn)行了全流程試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

圖12 試驗(yàn)全流程

表3 全流程試驗(yàn)結(jié)果 %

從表3可以看出，該礦石采用磨礦—1粗1精弱磁選—強(qiáng)磁粗選—強(qiáng)磁粗精礦再磨—強(qiáng)磁精選流程處理，可以獲得鐵品位為66.39%、回收率為40.94%的弱磁選精礦和鐵品位為63.41%、回收率為37.27%的強(qiáng)磁選精礦，綜合精礦鐵品位為64.95%、回收率為78.21%。

5 結(jié)論

(1)西北某難選鐵礦石含鐵41.23%，金屬礦物主要為磁鐵礦、鏡鐵礦，其他鐵礦物含鐵僅占總鐵的4.90%;脈石礦物主要為石英，綠泥石等含量較少。

(2)礦石中少量磁鐵礦集聚呈團(tuán)塊狀，大部分與鏡鐵礦嵌布關(guān)系密切，甚至部分被鏡鐵礦包裹，鏡鐵礦多產(chǎn)出在鐵碧玉巖中，具定向性，以微細(xì)粒為主，溶礦巖石極為堅(jiān)硬致密，而且部分石英被鐵染，很難單體解離，影響部分鐵的回收。

(3)試驗(yàn)采用弱磁選—強(qiáng)磁選工藝對該礦石進(jìn)行了工藝技術(shù)條件研究。結(jié)果表明，采用磨礦—1粗1精弱磁選—強(qiáng)磁粗選—強(qiáng)磁粗精礦再磨—強(qiáng)磁精選流程處理該礦石，可以獲得鐵品位為64.95%、回收率為78.21%的綜合精礦。

(4)該礦石的選礦工藝流程較簡單、工藝指標(biāo)較理想。

［1］ 《黑色金屬礦石選礦試驗(yàn)》編寫組.黑色金屬礦石選礦試驗(yàn)［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，1978.

［2］ 王運(yùn)敏，田嘉印，王化軍，等.中國黑色金屬礦選礦實(shí)踐［M］.北京:科技出版社，2008.

［3］ 王常任.磁電選礦［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，1986.

［4］ 張炳泉.近年我國復(fù)雜難選鐵礦石選礦技術(shù)進(jìn)展［J］.金屬礦山，2006(3):11-13.