四川某赤鐵礦石選礦試驗

裴曉東 錢有軍

(中鋼集團(tuán)安徽天源科技股份有限公司，安徽 馬鞍山 243000)

四川某赤鐵礦石選礦試驗

裴曉東 錢有軍

(中鋼集團(tuán)安徽天源科技股份有限公司，安徽 馬鞍山 243000)

四川某鐵礦石屬低硫磷高硅鋁酸性弱磁性鐵礦石，鐵主要以赤鐵礦的形式存在。為了給該赤鐵礦石的開發(fā)利用提供依據(jù)，采用粗粒強(qiáng)磁干選—細(xì)粒高梯度強(qiáng)磁選—中礦再浮選工藝對其進(jìn)行了選礦試驗。結(jié)果表明：原礦破碎、篩分成40～15 mm和-15 mm兩部分后，40～15 mm粒級經(jīng)YCG-350×1000永磁輥式粗粒強(qiáng)磁選機(jī)干選，可獲得產(chǎn)率為20.42%、鐵品位為52.67%、鐵回收率為22.47%的的合格塊精礦；-15 mm粒級和干選尾礦磨至-0.074 mm占85%后經(jīng)SLon高梯度強(qiáng)磁選機(jī)1次粗選、1次精選、1次掃選，可獲得鐵品位為60.35%、鐵回收率為32.46%的高梯度強(qiáng)磁選鐵精礦；高梯度強(qiáng)磁選中礦經(jīng)脂肪酸類捕收劑NZ 1粗2精正浮選，又能獲得鐵品位為60.39%、鐵回收率為13.11%的浮選鐵精礦，從而使綜合鐵回收率達(dá)到68.04%。

赤鐵礦石 粗粒干選 高梯度強(qiáng)磁選 正浮選

我國已探明鐵礦資源儲量380～410億t，其中的97%需要進(jìn)行選礦處理[1-3]。隨著我國鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，國內(nèi)鐵礦資源消耗速度加快，鐵礦石進(jìn)口量從1993年的0.33億t增長到2010年的6.20億t[4]。為了擺脫鐵礦石對外依存度過高的不利局面，國內(nèi)大量以往未能得到有效利用的赤鐵礦資源的開發(fā)越來越引起人們的重視[5-7]。本研究對四川某赤鐵礦石進(jìn)行選礦試驗，為該赤鐵礦石的開發(fā)利用提供依據(jù)。

1 礦石性質(zhì)

原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1，鐵物相分析結(jié)果見表2。

從化學(xué)多元素分析結(jié)果和鐵物相分析結(jié)果可知，礦石全鐵含量為47.87%，硫含量為0.02%，磷含量為0.10%，堿比為0.04，鐵有97.18%賦存于赤、褐鐵礦中，屬低硫磷高硅鋁酸性弱磁性鐵礦石。

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果

Table 1 Main chemical composition analysis of the ore %

成 分TFeFeOPSSiO2Al2O3CaO含 量47.870.180.100.0220.945.280.46成 分MgOK2ONa2OMnTiO2灼減含 量0.481.340.030.320.291.53

表2 原礦鐵物相分析結(jié)果

Table 2 Iron phase analysis of the ore %

鐵賦存相鐵含量鐵分布率赤、褐鐵礦46.5797.18磁鐵礦0.100.21黃鐵礦0.110.23碳酸鹽0.300.63硅酸鹽0.841.75合 計47.92100.00

礦石中鐵礦物以赤鐵礦為主，其次為褐鐵礦、菱鐵礦、假象赤鐵礦、磁鐵礦等；脈石礦物以石英為主，其次為絹云母、白云石、方解石等。

礦石結(jié)構(gòu)以鱗片變晶結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)為主；構(gòu)造以塊狀為主，其次為粉狀、條帶狀等。有用礦物與脈石關(guān)系十分密切，多與石英、云母交代連生，或與脈石鑲嵌、包裹組成致密的集合體，同時有用礦物嵌布粒度極細(xì)，為0.018～0.044 mm，易泥化，這些都對選礦不利。

2 選礦方案的選擇

目前，對于赤鐵礦石的選別方法主要有(高梯度)強(qiáng)磁選、浮選、直接還原—弱磁選、(高梯度)強(qiáng)磁選—(正)反浮選等[8-10]。直接還原—弱磁選工藝可以實(shí)現(xiàn)難選鐵礦石的有效回收，但該工藝能耗高，流程復(fù)雜，建設(shè)投資大，因而一直未能在工業(yè)生產(chǎn)中大規(guī)模應(yīng)用。強(qiáng)磁選是分選赤、褐鐵礦石的有效方法，既可以拋除單體的脈石顆粒和貧連生體，又能使浮選的入選品位提高，同時具有較好的脫泥作用，為浮選創(chuàng)造良好的選別條件。

四川某赤鐵礦石中含有一部分富塊礦，因此可采用強(qiáng)磁干選優(yōu)先分選出合格粒級及品位的塊精礦，這樣既能減少后續(xù)作業(yè)的給礦量，又能有效避免富礦過磨造成鐵金屬的損失。在合適的條件下，細(xì)粒高梯度強(qiáng)磁選可獲得合格的鐵精礦，但高梯度強(qiáng)磁選過程中所產(chǎn)生的中礦(精選尾礦、掃選精礦)一般鐵含量較高，為減少鐵金屬的損失，可通過浮選法對高梯度強(qiáng)磁選中礦進(jìn)行再處理。綜上所述，本研究采用粗粒強(qiáng)磁干選—細(xì)粒高梯度強(qiáng)磁選—中礦再浮選工藝流程開展試驗。

3 試驗結(jié)果與討論

3.1 塊礦強(qiáng)磁干選試驗

依據(jù)“能收早收”的原則，首先將原礦加工成40～15 mm和-15 mm兩部分后，對40～15 mm部分進(jìn)行了強(qiáng)磁干選試驗，以期先行分選出一部分符合粒級要求及品位要求的塊精礦(強(qiáng)磁干選尾礦和-15 mm粒級粉礦合并為混合樣)。強(qiáng)磁干選采用YCG-350×1000型永磁輥式粗粒強(qiáng)磁選機(jī)，其永磁輥表面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為1.0 T。試驗中通過調(diào)節(jié)永磁輥的轉(zhuǎn)速來改變礦石所受離心力，以達(dá)到不同的分選效果。干選試驗流程見圖1，試驗結(jié)果見圖2。

圖1 塊礦強(qiáng)磁干選試驗流程

圖2 塊礦強(qiáng)磁干選試驗結(jié)果

圖2表明：永磁輥式粗粒強(qiáng)磁選機(jī)能有效分選出合格的塊精礦。隨永磁輥轉(zhuǎn)速的降低，塊精礦的鐵品位逐漸降低，鐵回收率逐漸升高。綜合考慮塊精礦的品位及回收率，確定永磁輥的轉(zhuǎn)速為28 r/min，此時可獲得產(chǎn)率為20.44%、含鐵52.62%、鐵回收率為22.56%的合格塊精礦。

3.2 混合樣高梯度強(qiáng)磁選試驗

將強(qiáng)磁干選尾礦和-15 mm粒級粉礦組成的混合樣破碎到-2 mm，按圖3流程在SLon-750型脈動高梯度強(qiáng)磁選機(jī)上進(jìn)行高梯度強(qiáng)磁選。試驗中采用2 mm直徑棒介質(zhì)，固定脈動沖程為4 mm、沖次為175 r/min，主要考察磨礦細(xì)度、背景磁感應(yīng)強(qiáng)度對選別指標(biāo)的影響。

圖3 混合樣高梯度強(qiáng)磁選試驗流程

3.2.1 磨礦細(xì)度試驗

磨礦細(xì)度對選別效果有決定性影響。磨礦細(xì)度太粗，有用礦物與脈石礦物沒有充分解離，不能達(dá)到有效分選的目的；磨礦細(xì)度太細(xì)，容易造成礦物過磨和泥化，也難以獲得好的分選指標(biāo)。將-2 mm混合樣磨至不同細(xì)度，在磁感應(yīng)強(qiáng)度均為0.703 T條件下進(jìn)行高梯度強(qiáng)磁粗選—精選，試驗結(jié)果見圖4。

圖4 磨礦細(xì)度試驗結(jié)果

從圖4可知：隨磨礦細(xì)度的提高，強(qiáng)磁選精礦的鐵回收率逐漸下降，鐵品位在60.60%～61.27%的小范圍內(nèi)有所上升；磨礦細(xì)度超過-0.074 mm占85%后，鐵回收率下降較為顯著。因此，選取磨礦細(xì)度為-0.074 mm占85%。

3.2.2 粗選磁感應(yīng)強(qiáng)度試驗

將-2 mm混合樣磨至-0.074 mm占85%，固定精選磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.703 T，改變粗選磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.703、0.792 、0.872 、0.947 T進(jìn)行高梯度強(qiáng)磁粗選—精選，試驗結(jié)果見圖5。

由圖5可知，隨粗選磁感應(yīng)強(qiáng)度的下降，強(qiáng)磁選精礦品位逐漸升高，回收率逐漸下降，當(dāng)粗選磁感應(yīng)強(qiáng)度大于0.792 T時，強(qiáng)磁選精礦的品位小于60%。因此，確定高梯度強(qiáng)磁粗選的背景磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.792 T。

3.2.3 精選磁感應(yīng)強(qiáng)度試驗

將-2 mm混合樣磨至-0.074 mm占85%，固定粗選磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.792 T，改變精選磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.792、0.703、0.626 T進(jìn)行高梯度強(qiáng)磁粗選—精選，試驗結(jié)果見表3。

圖5 高梯度強(qiáng)磁粗選磁感應(yīng)強(qiáng)度試驗結(jié)果

表3 高梯度強(qiáng)磁精選磁感應(yīng)強(qiáng)度試驗結(jié)果

Table 3 Test results at different intensity for cleaning of high gradient high intensity magnetic separation %

精選磁感應(yīng)強(qiáng)度/T產(chǎn) 品產(chǎn) 率對混合樣對原礦鐵品位鐵回收率對混合樣對原礦0.7920.7030.626精選精礦35.9028.5659.5445.7436.39精選尾礦10.068.0048.1110.368.24粗選尾礦54.0443.0037.9643.9034.93給 礦100.0079.5646.73100.0079.56精選精礦32.3225.7160.3641.8233.27精選尾礦13.7810.9649.2014.5311.56粗選尾礦53.9042.8937.7843.6534.73給 礦100.0079.5646.65100.0079.56精選精礦22.3917.8161.5029.6123.55精選尾礦23.8218.9552.3326.8021.32粗選尾礦53.7942.8037.6943.5934.68給 礦100.0079.5646.51100.0079.56

表3表明，隨精選磁感應(yīng)強(qiáng)度的減弱，強(qiáng)磁選精礦的品位逐漸升高，回收率逐漸下降。為保證強(qiáng)磁選精礦的品位達(dá)到60%并有盡可能高的回收率，確定高梯度強(qiáng)磁精選的背景磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.703 T。

3.2.4 掃選磁感應(yīng)強(qiáng)度試驗

將-2 mm混合樣磨至-0.074 mm占85%，固定粗選磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.792 T，改變掃選磁感應(yīng)強(qiáng)度為1.022、0.947、0.872、0.792 T進(jìn)行高梯度強(qiáng)磁粗選—掃選，試驗結(jié)果見表4。

表4表明，隨掃選磁感應(yīng)強(qiáng)度的減弱，掃選尾礦的品位及產(chǎn)率均逐漸升高。為了減少尾礦中鐵金屬的損失，確定高梯度強(qiáng)磁掃選的背景磁感應(yīng)強(qiáng)度為1.022 T。

3.3 高梯度強(qiáng)磁選中礦再浮選試驗

根據(jù)以上試驗，將-2 mm混合樣磨至-0.074 mm占85%后，經(jīng)0.792 T高梯度強(qiáng)磁粗選、0.703 T高梯度強(qiáng)磁精選和1.022 T高梯度強(qiáng)磁掃選，可獲得鐵品位60.36%的合格鐵精礦，但鐵回收率偏低，為32.43%，而中礦(精選尾礦+掃選精礦)鐵含量和鐵分布率分別達(dá)48.79%和24.27%。為提高鐵的回收率，采用浮選法對該中礦進(jìn)行了再處理，結(jié)果表明，以碳酸鈉作礦漿pH調(diào)整劑、脂肪酸類藥劑NZ作鐵礦物捕收劑，經(jīng)1粗2精閉路正浮選，可獲得含鐵60.25%、鐵回收率為13.09%的浮選鐵精礦。

表4 高梯度強(qiáng)磁掃選磁感應(yīng)強(qiáng)度試驗結(jié)果

Table 4 Test results at different intensity for scavenging of high gradient magnetic separation %

掃選磁感應(yīng)強(qiáng)度/T產(chǎn) 品產(chǎn) 率對混合樣對原礦鐵品位鐵回收率對混合樣對原礦1.0220.9470.8720.792粗選精礦46.1036.6757.0256.3544.82掃選精礦16.1512.8548.4516.7713.35掃選尾礦37.7530.0433.2126.8821.39給 礦100.0079.5646.65100.0079.56粗選精礦45.9636.5757.1556.2644.76掃選精礦15.6112.4248.5816.2412.92掃選尾礦38.4330.5733.4127.5021.87給 礦100.0079.5646.69100.0079.56粗選精礦46.2836.8257.0456.7845.17掃選精礦13.5410.7748.8414.2211.31掃選尾礦40.1831.9733.5529.0023.07給 礦100.0079.5646.49100.0079.56粗選精礦46.1536.7257.0956.6045.03掃選精礦12.509.9449.3013.2410.53掃選尾礦41.3532.9033.9630.1624.00給 礦100.0079.5646.55100.0079.56

3.4 全流程試驗

在上述試驗基礎(chǔ)上，按圖6所示流程及工藝參數(shù)進(jìn)行了全流程試驗，試驗結(jié)果見表5。

圖6 試驗全流程

Table 5 Test result of the closed circuit operation %

由表5可知，原礦經(jīng)粗粒強(qiáng)磁干選—細(xì)粒高梯度強(qiáng)磁選—中礦再浮選，可獲得鐵品位為52.67%、鐵回收率為22.47%的塊精礦，鐵品位為60.35%、鐵回收率為32.46%的高梯度強(qiáng)磁選鐵精礦和鐵品位為60.39%、鐵回收率為13.11%的浮選鐵精礦，綜合鐵回收率為68.04%。

4 結(jié) 論

(1)四川某鐵礦石屬低硫磷高硅鋁酸性弱磁性鐵礦石。礦石中有用礦物多與石英、云母交代連生、包裹組成致密的集合體，且嵌布粒度極細(xì)，易泥化，對選礦較為不利。

(2)采用輥表面磁感應(yīng)強(qiáng)度為1.0 T的YCG-350×1000永磁輥式粗粒強(qiáng)磁選機(jī)，在永磁輥轉(zhuǎn)速為28 r/min條件下，可從40～15 mm原礦中先干選出產(chǎn)率為20.42%、鐵品位為52.67%、鐵回收率為22.47%的的合格塊精礦。

(3)干選尾礦和-15 mm原礦磨至-0.074 mm占85%后，經(jīng)SLon高梯度強(qiáng)磁選機(jī)1次粗選、1次精選、1次掃選，可獲得鐵品位為60.35%、鐵回收率為32.46%的高梯度強(qiáng)磁選鐵精礦。

(4)以碳酸鈉為pH調(diào)整劑、NZ為捕收劑再對高梯度強(qiáng)磁選中礦進(jìn)行1粗2精正浮選，又能獲得鐵品位為60.39%、鐵回收率為13.11%的浮選鐵精礦，從而使綜合鐵回收率達(dá)到68.04%。

[1] 張涇生．我國鐵礦資源開發(fā)利用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]．中國冶金，2007，7(1)：1-5． Zhang Jingsheng．Status and trend of exploitation and utilization of iron ore resources in China[J]．China Metallurgy，2007，7(1)：1-5．

[2] 孔紅杰，李國庭，李梅廣．鐵礦石資源產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展[J]．山東冶金，2012，34(4)：6-9． Kong Hongjie，Li Guoting，Li Meiguang．Future development of iron ore resources industry[J]．Shandong Metallurgy，2012，34(4)：6-9．

[3] 謝興中，王毓華．褐鐵礦選礦研究現(xiàn)狀與思考[J]．金屬礦山，2010(1)：6-10． Xie Xingzhong，Wang Yuhua．Situation and thinking of mineral processing technique on limonite ore[J]．Metal Mine，2010(1)：6-10．

[4] 朱德慶，鄧秀蘭，春鐵軍，等．某微細(xì)嵌布貧赤鐵礦石直接還原—弱磁選試驗[J]．金屬礦山，2012(2)：60-62． Zhu Deqing，Deng Xiulan，Chun Tiejun，et al．Research of superfine low grade hematite by coal-based direct reduction-low intensity magnetic separation[J]．Metal Mine，2012(2)：60-62．

[5] 高雅巍，劉成松，李京社，等．新疆某高硅低品位赤鐵礦石選礦試驗[J]．金屬礦山，2013(9)：72-75． Gao Yawei，Liu Chengsong，Li Jingshe，et al．Beneficiation experiment on a high-silica low-grade hematite ore in Xinjiang[J]．Metal Mine，2013(9)：72-75．

[6] 劉安榮，聶登攀，趙偉毅，等．貴州某高鋁硅赤鐵礦石選礦試驗[J]．金屬礦山，2014(1)：60-64． Liu Anrong，Nie Dengpan，Zhao Weiyi，et al．Beneficiation experiment of a high aluminum and silica hematite ore from Guizhou[J]．Metal Mine，2014(1)：60-64．

[7] 張叢香，劉雙安，鐘 剛．某地復(fù)雜難選貧赤鐵礦石選別工藝研究[J]．礦冶工程，2013，33(5)：60-64． Zhang Congxiang，Liu Shuang'an，Zhong Gang．Research on beneficiation technology for refractory lean hematite[J]．Mining and Metallurgical Engineering，2014(1)：60-64．

[8] 韓躍新，孫永升，高 鵬，等．高磷鮞狀赤鐵礦開發(fā)利用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]．金屬礦山，2012(3)：1-5． Han Yuexin，Sun Yongsheng，Gao Peng，et al．Exploitation situation and development trend of high phosphorus oolitic hematite[J]．Metal Mine，2012(3)：1-5．

[9] 張錦瑞，胡力可，梁銀英，等．難選鮞狀赤鐵礦的研究利用現(xiàn)狀及展望[J]．中國礦業(yè)，2007，16(7)：74-76． Zhang Jinrui，Hu Like，Liang Yinying，et al．The research on refractory oolitic hematite and expectation[J]．China Mining Magazine，2007，16(7)：74-76．

[10] 張裕書，丁亞卓，龔文琪．寧鄉(xiāng)式鮞狀赤鐵礦選礦研究進(jìn)展[J]．金屬礦山，2010(8)：92-96． Zhang Yushu，Ding Yazhuo，Gong Wenqi．Research progress on the beneficiation tests of Ningxiang-type oolitic hematite[J]．Metal Mine，2010(8)：92-96．

(責(zé)任編輯 孫 放)

Beneficiation Experiment of a Hematite Ore from Sichuan Province

Pei Xiaodong Qian Youjun

(SinosteelAnhuiTianyuanTechnologyCo.，Ltd.，Maanshan243000，China)

An iron ore from Sichuan province belongs to an acid，low-magnetic iron ore with low sulfur and phosphorus，high silicon and aluminium，and iron mainly exists in the form of hematite. In order to provide a basis for developing and utilizing the ore，beneficiation tests were carried out through the process of dry high intensity magnetic separation for coarse particles-high gradient high intensity magnetic separation for fine particles-middlings back into flotation process. The results showed that after crushing and screening，the ore was divided into two sections，namely 40～15 mm and -15 mm. Iron concentrate with yield of 20.42%，iron grade of 52.67%，iron recovery of 22.47% was obtained for dealing with 40～15 mm ores through dry high intensity magnetic separation by YCG-350×1000 permanent magnetic roller separator; Iron concentrate with iron grade of 60.35%，iron recovery of 32.46% was obtained for dealing with -15 mm fraction and tailings from dry separation through grinding at 85% passing 0.074 mm through the process of one roughing，one cleaning，one scavenging with SLon high gradient magnetic separator; Iron concentrate with iron grade of 60.39% and iron recovery of 13.11% was

by dealing with middlings of high gradient magnetic separation through the process of one roughing，two cleaning direct flotation，with fatty acid NZ as collector，which makes comprehensive iron recovery rate reach 68.04%.

Hematite，Separation at coarse particles，High gradient high intensity magnetic separation，Direct flotation

2013-12-16

裴曉東(1970—)，男，工程師。

TD951

A

1001-1250(2014)-04-082-05