安徽某鐵精粉細(xì)度控制因素研究

王中杰

（山東地礦股份有限公司，山東濟(jì)南 250013）

試驗(yàn)研究

安徽某鐵精粉細(xì)度控制因素研究

王中杰

（山東地礦股份有限公司，山東濟(jì)南 250013）

以安徽某鐵礦選礦廠的生產(chǎn)數(shù)據(jù)為依據(jù)，分析了鐵精粉細(xì)度合格率與選礦過程中自磨濃度、球磨濃度、溢流濃度以及鐵礦石品位之間的關(guān)系；利用正交試驗(yàn)分析了對(duì)鐵精粉細(xì)度影響的主次因素。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，鐵精粉細(xì)度合格率均隨著自磨濃度、球磨濃度、溢流濃度以及鐵礦石品位增大而減小，在這些因素中對(duì)鐵精粉細(xì)度影響最大的是溢流濃度、球磨濃度，其次是自磨濃度和鐵礦石品位。

鐵精粉；細(xì)度；合格率；溢流濃度；球磨濃度

1 前言

鐵精粉細(xì)度作為選礦技術(shù)的重要指標(biāo)之一，一方面能夠反映出選礦生產(chǎn)情況，另一方面也在一定程度上能夠反映出選礦成本的高低［1-3］。另外，鐵精粉細(xì)度對(duì)制備球團(tuán)礦具有一定的影響［4］，對(duì)材料煅燒制度和導(dǎo)電性能也有重要影響［5］。因此，選礦廠對(duì)鐵精粉細(xì)度的控制應(yīng)當(dāng)給以高度重視。對(duì)于鐵精粉細(xì)度的控制，既要滿足選礦過程、冶煉行業(yè)對(duì)其的最低要求，又要避免由于過度追求鐵精粉細(xì)度造成的選礦成本升高以及金屬回收率的降低。本研究以安徽某選礦廠2013年3月份的生產(chǎn)情況為依據(jù)，分析了選礦過程中各個(gè)控制因素對(duì)鐵精粉細(xì)度的影響，通過分析與研究更好地揭示鐵精粉細(xì)度與各因素之間的內(nèi)在關(guān)系。

2 選礦流程及試驗(yàn)方法

選礦廠處理的礦石為原生帶礦石（磁鐵礦），金屬礦物主要為磁鐵礦，次為赤鐵礦、磁赤鐵礦、黃鐵礦、微量的磁黃鐵礦、白鐵礦、黃銅礦、輝銅礦。主要脈石礦物為方解石、白云石、陽起石、透輝石、透閃石等。礦石中酸堿氧化物之比在0.8～1.2，為自熔性礦石。礦石結(jié)構(gòu)主要是粒狀、斑狀、團(tuán)塊狀結(jié)構(gòu)；礦石構(gòu)造主要為致密礦狀構(gòu)造，其次為斑狀構(gòu)造，其中磁體礦多呈自形-他形粒狀，最大粒度為1.5 mm，最小粒度為0.01 mm，脈石礦物結(jié)晶程度較好，多為自形、半自形粒狀。除此之外還有脈狀結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)等。該礦石屬于高硫磁鐵礦，硫含量為2%～3%，全鐵品位為35%～41%。

針對(duì)該礦石性質(zhì)，選礦為兩段破碎磁選拋尾，磨礦采用自磨加球磨流程，自磨機(jī)出口配有自返篩，控制排礦粒度在5 mm以下，自磨原礦進(jìn)入球磨機(jī)進(jìn)行一段閉路磨礦，一段閉路磨礦后通過雙螺旋分級(jí)機(jī)實(shí)現(xiàn)分級(jí)。選別流程采用先浮后磁流程，浮選流程為一粗二掃三精，中礦循環(huán)逐級(jí)返回，浮選精礦為硫精礦，進(jìn)磁選后產(chǎn)品為鐵精粉，磁選尾礦則進(jìn)入井下充填。通過該選礦流程，選廠最終能夠得到品位65%的鐵精粉，其含硫量＜0.3%。鐵精粉粒度＜0.074 mm的含量＞55%為合格產(chǎn)品。

首先，試驗(yàn)采集2013年3月生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，分析了選礦過程中自磨濃度、球磨濃度、溢流濃度對(duì)鐵精粉細(xì)度合格率的影響，另外考慮到鐵礦石品位的變化可能會(huì)對(duì)鐵精粉細(xì)度產(chǎn)生影響，因此，試驗(yàn)也把礦石鐵品位考慮在內(nèi)，作為影響鐵精粉細(xì)度的因素之一。其次，試驗(yàn)把以上4個(gè)因素對(duì)鐵精粉細(xì)度的影響作了正交試驗(yàn)。在正交表的設(shè)計(jì)中，把自磨濃度（A）、球磨濃度（B）、溢流濃度（C）、鐵礦石品位（D）作為4個(gè)因素，針對(duì)生產(chǎn)過程中自磨濃度在67%～74%變化、球磨濃度在66%～73%變化、溢流濃度在19%～25%變化、鐵礦石品位在35%～41%變化，試驗(yàn)分別劃分了3個(gè)水平，因素及各自水平的劃分見表1。

表1 鐵精粉細(xì)度正交試驗(yàn)因素及水平劃分

3 數(shù)據(jù)分析與討論

3.1 鐵精粉細(xì)度合格率影響因素分析

圖1是鐵精粉細(xì)度合理率與自磨濃度之間的關(guān)系。由圖1可知，當(dāng)自磨濃度在67%～74%之間變化時(shí)，鐵精粉細(xì)度合格率大致呈現(xiàn)逐漸減小的變化趨勢(shì)，當(dāng)球磨濃度＜69%時(shí)，鐵精粉細(xì)度合格率均大于3月份鐵精粉細(xì)度平均合格率（58%）。另外，當(dāng)自磨濃度到由72%變化到73%時(shí)，鐵精粉細(xì)度合格率有小幅度上升，鐵精粉細(xì)度合格率由37.5%上升到46.2%；之后，當(dāng)自磨濃度變?yōu)?4%時(shí)，鐵精粉細(xì)度又降低至42.9%。圖1說明自磨濃度在67%～74%之間變化時(shí)，自磨濃度增大不利于鐵精粉細(xì)度合格率的提高，當(dāng)自磨濃度為67%～69%時(shí)，鐵精粉細(xì)度合格率較高。

圖1 鐵精粉細(xì)度合格率與自磨濃度的關(guān)系

鐵精粉細(xì)度合格率受球磨濃度影響的變化曲線見圖2。由圖2可知，當(dāng)球磨濃度變化在66%～73%時(shí)，鐵精粉細(xì)度合格率呈現(xiàn)逐漸減小的變化趨勢(shì)，且當(dāng)球磨濃度在66%～71%變化時(shí)，對(duì)應(yīng)的鐵精粉細(xì)度合格率大于3月份鐵精粉細(xì)度的平均合格率58%。隨著球磨濃度的增大，鐵精粉細(xì)度合格率呈現(xiàn)顯著的下降變化趨勢(shì)。因此，球磨濃度控制在66%～71%范圍內(nèi)時(shí)，鐵精粉細(xì)度的合格率較高。圖2說明當(dāng)球磨濃度變化在66%～73%時(shí)，球磨濃度增大也不利于鐵精粉細(xì)度合格率的提高。

圖2 鐵精粉細(xì)度合格率與球磨濃度的關(guān)系

圖3是鐵精粉細(xì)度合格率與溢流濃度之間的關(guān)系曲線，由該圖可知，鐵精粉細(xì)度合格率也隨著溢流濃度的增大而減小，當(dāng)溢流濃度＞22%時(shí)，鐵精粉細(xì)度合格率小于3月份鐵精粉細(xì)度平均合格率58%。由此可知，作為選礦流程中對(duì)細(xì)度可控的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，為了保證鐵精粉細(xì)度合格率，應(yīng)控制溢流濃度＜22%。

圖3 鐵精粉細(xì)度合格率與溢流濃度的關(guān)系

圖4反映了鐵精粉細(xì)度與鐵礦石品位之間的關(guān)系。由圖4可知，鐵精粉細(xì)度合格率隨著鐵礦石品位的增大呈現(xiàn)逐漸減小的變化趨勢(shì)，當(dāng)品位＞40%后，鐵精粉細(xì)度小于3月份鐵精粉細(xì)度的平均值（58%）。由此可知，鐵礦石品位增大也不利于鐵精粉細(xì)度合格率的提高。礦石品位的減小，在一定程度上標(biāo)志著礦石中有用礦物（磁鐵礦、赤鐵礦、磁赤鐵礦）含量的相對(duì)減小，脈石礦石含量的相對(duì)增大。由于脈石礦物多數(shù)為含鐵量較少的礦物，在磨礦過程中脈石礦物較有用礦物更容易磨碎，脈石礦物磨碎后，磨礦介質(zhì)與有用礦物研磨概率增大，從而使得有用礦物磨的更細(xì)，在圖4中反映為當(dāng)?shù)V石品位較低時(shí)，鐵精粉細(xì)度合格率較高。

圖4 鐵精粉合格率與鐵礦石品位的關(guān)系

3.2 鐵精粉細(xì)度正交分析

鐵精粉細(xì)度合格率只是反映了鐵精粉細(xì)度＞55%的部分占總量的比例，是從合格產(chǎn)品這一角度考慮細(xì)度＞55%這一整體與各個(gè)因素之間的關(guān)系。為了能夠更深入地研究鐵精粉細(xì)度受選礦因素（自磨濃度、球磨濃度、溢流濃度、鐵礦石品位）的影響，進(jìn)行了正交試驗(yàn)，正交分析結(jié)果見表2。

表2 鐵精粉細(xì)度正交試驗(yàn)結(jié)果分析

通過正交分析可知，對(duì)鐵精粉細(xì)度有影響的4個(gè)因素中，自磨濃度（A）、球磨濃度（B）、溢流濃度（C）和鐵礦石品位（D）對(duì)應(yīng)的極差分別為3.50、9.17、13.36、1.83，由此可知對(duì)鐵精粉細(xì)度影響最大的因素是溢流濃度，其次是球磨濃度、自磨濃度，最后是鐵礦石品位，即因素由主到次依次是C→B→A→D，且當(dāng)溢流濃度為19%～20%、球磨濃度為70%～71%、自磨濃度為67%～69%、鐵礦石品位為35%～37%時(shí)，所得的鐵精粉細(xì)度達(dá)到最大。圖5是鐵精粉細(xì)度受各因素影響的變化趨勢(shì)。

圖5 鐵精粉細(xì)度受各因素影響的變化趨勢(shì)

由圖5a可知，在自磨濃度所劃分的3個(gè)區(qū)間，鐵精粉細(xì)度呈現(xiàn)先減小后增大的變化趨勢(shì)，當(dāng)自磨濃度為67%～69%時(shí)，鐵精粉細(xì)度達(dá)到最大值；當(dāng)自磨濃度由70%～71%變化到72%～74%時(shí)，鐵精粉細(xì)度由54.28%增大到54.93%，即鐵精粉細(xì)度有小幅增大，鐵精粉細(xì)度增大會(huì)使得鐵精粉細(xì)度合格率有所提高，反映在圖1中當(dāng)自磨濃度在72%～74%變化時(shí)其對(duì)應(yīng)的鐵精粉細(xì)度合格率有小幅度的增大。結(jié)合正交試驗(yàn)結(jié)果及圖1、圖5a可知，雖然自磨濃度是影響鐵精細(xì)度的第3重要因素，但是自磨濃度的控制對(duì)鐵精粉細(xì)度的影響也不容忽視，當(dāng)自磨濃度控制在67%～69%時(shí)，鐵精粉細(xì)度較大，且細(xì)度合格率較高。

由圖5b可知，鐵精粉細(xì)度隨著球磨濃度增大呈現(xiàn)先增大后減小的變化趨勢(shì)。通過正交分析可知，球磨濃度對(duì)鐵精粉細(xì)度的影響僅次于溢流濃度對(duì)鐵精粉細(xì)度的影響，當(dāng)球磨濃度控制在70%～71%時(shí)，鐵精粉細(xì)度達(dá)到最大值。

由圖5c、圖5d可知鐵精粉細(xì)度均隨著溢流濃度和鐵礦石品位的增大而減小，且當(dāng)溢流濃度為19%～20%，礦石品位為35%～37%時(shí)，鐵精粉細(xì)度達(dá)到最大值。這說明溢流濃度和鐵礦石品位的增大不利于鐵精粉細(xì)度提高。對(duì)于在所難免的礦石品位波動(dòng)對(duì)鐵精粉細(xì)度影響這一問題，選礦廠可以采用配礦生產(chǎn)的方式，對(duì)不同品位的原礦進(jìn)行一定配比，之后再進(jìn)入選礦流程，這樣可以最大程度消除由于鐵礦石品位波動(dòng)造成的對(duì)鐵精粉細(xì)度的影響。

4 結(jié)論

4.1 自磨濃度在67%～74%、球磨濃度在66%～73%、溢流濃度在19%～25%、鐵礦石品位在35%～41%范圍內(nèi)變化時(shí)，鐵精粉細(xì)度合格率隨著自磨濃度、球磨濃度、溢流濃度、鐵礦石品位的增大而減小。4.2對(duì)鐵精粉細(xì)度影響的主次因素依次為溢流濃度、球磨濃度、自磨濃度和鐵礦石品位，且當(dāng)溢流濃度為19%～20%、球磨濃度為70%～71%、自磨濃度為67%～69%、鐵礦石品位為35%～37%時(shí)，所得的鐵精粉細(xì)度達(dá)到最大值。

［1］王云亮.提高鐵精礦細(xì)度的探討［J］.礦業(yè)工程，2005，3（2）：28-30.

［2］胡義明，劉安平，徐望華.梅山鐵礦鐵精礦降硅選礦試驗(yàn)［J］.金屬礦山，2013，42（8）：47-52.

［3］高威海.汝陽公司選鐵車間提高鐵精礦品位的改造實(shí)踐［J］.金屬礦山，2009，39（7）：63-65.

［4］薛敏.磁鐵礦與赤鐵礦在球團(tuán)礦合理配比的探討［J］.金屬礦山，2010，39（1）：67-70.

［5］鄧宵，何永佳.鐵粉細(xì)度對(duì)鐵系集料煅燒制度和導(dǎo)電性能的影響［J］.建材世界，2011，32（3）：15-18.

Research on Factors of the Fineness for the Iron Concentrate in One Concentrator of Anhui Province

WANG Zhongjie
（Shandong Mineral Geo-mineral Co.,Ltd.,Jinan 250013,China）

Based on the data of the production of an iron ore in Anhui,the relationship between qualified rate of the iron powder and some factors which including the density of the autogenous mill,of the ball mill,of the classifier and the grade of the iron ore is investigated.In addition,the primary-secondary factor is also studied in the paper by the method of orthogonal experiment design.It can be found that the value of the qualified rate of the iron density reduced with the increasing of those factors,and that the primary factors which influence on the fineness of the iron powder are the density of classifier and the ball mill;the secondary factors are the density of the autogenous mill and the grade of the iron ore.

iron powder;fineness;qualified rate;classifier concentration;ball mill concentration

TD921+.4

A

1004-4620（2015）02-0029-03

2014-12-15

王中杰，男，1983年生，2013年畢業(yè)于北京科技大學(xué)礦業(yè)工程專業(yè)，博士?，F(xiàn)為山東地礦股份有限公司工程師，從事礦山管理及礦山采、選技術(shù)研究工作。