羅河赤鐵礦選礦工藝優(yōu)化研究*

丁開振 王小玉 胡炳勝 劉 軍

(1.安徽馬鋼羅河礦業(yè)有限責(zé)任公司；2.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司；3.華唯金屬礦產(chǎn)資源高效循環(huán)利用國(guó)家工程研究中心有限公司)

安徽馬鋼羅河礦業(yè)有限責(zé)任公司位于安徽省廬江縣境內(nèi)，屬火山高溫氣液交代充填型礦床，該礦區(qū)為大型鐵礦、硫鐵礦共生的礦床，探明鐵礦石表內(nèi)礦：B+C級(jí)3.4億t。礦石中主要工業(yè)鐵礦物為磁鐵礦，含有少量的赤鐵礦等，綜合利用的主要對(duì)象為黃鐵礦。赤鐵礦占有率不高，占比為13.06%，但總量巨大。

羅河礦業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)雖考慮了赤鐵礦的回收，但實(shí)際生產(chǎn)中，赤鐵礦選別指標(biāo)與設(shè)計(jì)指標(biāo)相差甚遠(yuǎn)。因此，羅河礦業(yè)公司與中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司合作，對(duì)現(xiàn)有選礦工藝流程進(jìn)行了詳細(xì)的流程考查，并進(jìn)行了現(xiàn)有流程的驗(yàn)證試驗(yàn)研究及工藝優(yōu)化研究，擬在不改變現(xiàn)有赤鐵礦系統(tǒng)主體工藝的情況下，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有工藝進(jìn)行優(yōu)化，提高赤鐵礦選別指標(biāo)，提高資源利用率，增加經(jīng)濟(jì)效益。

1 礦石性質(zhì)及選礦工藝

1.1 赤鐵礦成因

羅河赤鐵礦在礦石中為次生礦物，其形成途徑有兩種：①赤鐵礦主要是磁鐵礦受后期熱液作用改造而成，赤鐵礦常沿磁鐵礦的邊沿、晶間、裂隙、解離進(jìn)行交代，形成交代、殘余、假象等結(jié)構(gòu)，交代形成的赤鐵礦與磁鐵礦連晶，常呈磁鐵礦的假象；②一些含鐵硅酸鹽礦物經(jīng)熱液作用后生成的針狀鏡鐵礦、微細(xì)他形赤鐵礦及赤鐵礦小細(xì)脈，嵌布或穿插在脈石中。

赤鐵礦有時(shí)也被黃鐵礦、菱鐵礦、褐鐵礦等交代，因此這些礦物在空間上往往共生，在選別上增加了一定的難度[1]。

1.2 赤鐵礦回收系統(tǒng)給礦礦石性質(zhì)分析

赤鐵礦回收系統(tǒng)給礦為弱磁選綜合尾礦，其化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1，鐵物相分析結(jié)果見表2，粒度分析結(jié)果見表3[2]。

表1 弱磁選綜合尾礦化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

由表1可知，強(qiáng)磁給礦中可利用的元素為鐵，主要雜質(zhì)SiO2、Al2O3、S、P、K2O、Na2O含量較高，w(CaO+MgO)/w(SiO2+Al2O3)=0.497，為酸性鐵礦石。

表2 弱磁選綜合尾礦鐵物相分析結(jié)果 %

由表2可知，強(qiáng)磁給礦中鐵主要賦存在赤(褐)鐵礦中，其占有率為62.44%。

由羅河磨選工藝流程可知，羅河強(qiáng)磁給礦主要來(lái)自一段磨礦產(chǎn)品，表3粒度分析結(jié)果表明，強(qiáng)磁給礦中-0.076 mm粒級(jí)占54.02%，給礦粒度較粗。

表3 強(qiáng)磁給礦粒度分析結(jié)果

1.3 羅河選礦廠現(xiàn)有選礦工藝

羅河磨選工藝采用階段磨礦—浮選—弱磁選—強(qiáng)磁—重選工藝，工藝流程見圖1，其中強(qiáng)磁、重選工藝回收弱磁尾礦，弱磁尾礦選礦工藝數(shù)質(zhì)量流程見圖2[3]。

2 試驗(yàn)研究

2.1 不同細(xì)度赤鐵礦單體解離度分析

將羅河鐵礦原礦磨至不同細(xì)度，進(jìn)行赤鐵礦單體解離度分析，分析結(jié)果見表4[4]。

圖1 羅河磨選工藝流程

圖2 羅河赤鐵礦選礦工藝數(shù)質(zhì)量流程

由表4可知，一段磨礦細(xì)度為-0.076 mm 55%時(shí)，赤鐵礦單體及富連生體(>3/4)僅70.07%，結(jié)合表3知，強(qiáng)磁給礦單體解離度較低，將影響選別指標(biāo)；但由于羅河選礦廠整體已經(jīng)建成，細(xì)磨深選在現(xiàn)場(chǎng)難以實(shí)現(xiàn)，綜合考慮現(xiàn)有場(chǎng)地、改造投資及運(yùn)行成本，羅河礦業(yè)公司擬通過(guò)簡(jiǎn)單改造提高選別效果，不考慮細(xì)磨深選。

2.2 強(qiáng)磁選別效果研究

2.2.1 生產(chǎn)中強(qiáng)磁產(chǎn)品的考查

羅河礦業(yè)公司選礦廠強(qiáng)磁設(shè)備采用SLon-2500型脈動(dòng)高梯度磁選機(jī)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)磁精礦、強(qiáng)磁尾礦進(jìn)行考查及粒級(jí)篩析，篩析結(jié)果見表5、表6[2]。

表5 強(qiáng)磁精礦粒度篩析結(jié)果

表6 強(qiáng)磁選尾礦粒度篩析結(jié)果

由表3、表5可知，強(qiáng)磁對(duì)-0.15 mm細(xì)粒級(jí)鐵品位提升明顯，+0.15 mm粒級(jí)鐵品位提升較少，而精礦中粗粒級(jí)(+0.15 mm)含量明顯增加，導(dǎo)致強(qiáng)磁選精礦鐵品位偏低。由表6可知， 強(qiáng)磁選尾礦中-0.076 mm粒級(jí)全鐵品位高于均值，說(shuō)明強(qiáng)磁選時(shí)，鐵主要在微細(xì)粒級(jí)中損失。

2.2.2 強(qiáng)磁效果驗(yàn)證試驗(yàn)研究

取現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)磁給礦在試驗(yàn)室進(jìn)行脈動(dòng)高梯度強(qiáng)磁選不同磁場(chǎng)強(qiáng)度的試驗(yàn)研究，試驗(yàn)結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)指標(biāo)對(duì)比見表7，驗(yàn)證試驗(yàn)時(shí)所取強(qiáng)磁給礦鐵品位較之現(xiàn)場(chǎng)考查時(shí)偏高約一個(gè)百分點(diǎn)，屬于生產(chǎn)上的正常波動(dòng)，不影響試驗(yàn)樣品的代表性[2]。

由表7可知，現(xiàn)場(chǎng)指標(biāo)與磁場(chǎng)強(qiáng)度為318.47 kA/m時(shí)指標(biāo)相比，精礦鐵品位基本相當(dāng)，但產(chǎn)率、鐵回收率均有較大差距，說(shuō)明現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)磁選別指標(biāo)仍存在較大提升空間。

表7 脈動(dòng)高梯度強(qiáng)磁選試驗(yàn)結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)指標(biāo)對(duì)比結(jié)果

2.3 螺旋溜槽使用效果研究

2.3.1 螺旋溜槽現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

羅河礦業(yè)公司選礦廠重選設(shè)備采用φ1 500 mm螺旋溜槽，為查明生產(chǎn)中螺旋溜槽的選別效果，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)螺旋溜槽給礦、螺旋溜槽精礦、螺旋溜槽尾礦進(jìn)行了考查及粒級(jí)篩析，螺旋溜槽給礦即強(qiáng)磁精礦篩析結(jié)果見表5，螺旋溜槽精礦、尾礦篩析結(jié)果分別見表8、表9[2]。

表8 螺旋溜槽精礦粒度篩析結(jié)果

由表8可知，隨著粒度的增加，重選精礦鐵品位下降，+0.15 mm粒級(jí)全鐵品位低，若將+0.15 mm粒級(jí)篩除，-0.15 mm粒級(jí)全鐵品位可達(dá)50.22%。

表9 螺旋溜槽尾礦粒度篩析結(jié)果

由表9可知，尾礦中鐵主要損失在-0.043 mm粒級(jí)，該粒級(jí)全鐵品位為33.09%，全鐵占有率為56.35%。

綜合表5、表8、表9可知，螺旋溜槽選別時(shí)粗粒礦物進(jìn)入到了精礦中，影響精礦品質(zhì)，細(xì)粒級(jí)礦物難以回收，會(huì)流失到尾礦中，影響最終精礦的回收率。

2.3.2 重選效果驗(yàn)證試驗(yàn)研究

為查明現(xiàn)場(chǎng)重選選別效果，取現(xiàn)場(chǎng)螺旋溜槽給礦在試驗(yàn)室進(jìn)行了螺旋溜槽驗(yàn)證試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)指標(biāo)對(duì)比結(jié)果見表10[2]。

表10 螺旋溜槽驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)指標(biāo)對(duì)比 %

由表10可知，現(xiàn)場(chǎng)重選精礦鐵品位、產(chǎn)率、鐵回收率均與試驗(yàn)指標(biāo)有較大差距，說(shuō)明現(xiàn)場(chǎng)重選指標(biāo)仍有較大提升空間。

3 重選工藝優(yōu)化研究

3.1 螺旋溜槽1粗1精試驗(yàn)研究

為查明增加1次精選是否會(huì)提高選別指標(biāo)，進(jìn)行試驗(yàn)室螺旋溜槽1次粗選試驗(yàn)及螺旋溜槽1粗1精試驗(yàn)，1粗1精試驗(yàn)結(jié)果見表11[2]。

表11 螺旋溜槽1粗1精試驗(yàn)結(jié)果 %

對(duì)比表10、表11可知，1次粗選和1粗1精流程均可獲得鐵品位大于53%的鐵精礦，但1次粗選鐵精礦回收率較1粗1精流程低1.64個(gè)百分點(diǎn)，說(shuō)明增加精選有利于提高選別指標(biāo)。

3.2 重選給礦分級(jí)重選試驗(yàn)

為探索分級(jí)重選對(duì)選別指標(biāo)的影響，將重選給礦經(jīng)0.30 mm篩分，篩上、篩下分別進(jìn)行螺旋溜槽重選試驗(yàn)，篩分結(jié)果見表12。 +0.3 mm、-0.3 mm粒級(jí)螺旋溜槽重選試驗(yàn)結(jié)果見表13、表14[2]。

表12 0.3 mm粒級(jí)篩分結(jié)果 %

表13 +0.3 mm螺旋溜槽重選試驗(yàn)結(jié)果%

表14 -0.3 mm螺旋溜槽重選試驗(yàn)結(jié)果%

由表12、表13可知， +0.3 mm 礦物在試驗(yàn)室采用螺旋溜槽重選仍不能得到合格鐵精礦，且+0.3 mm粒級(jí)全鐵品位為10.11%，低于生產(chǎn)中強(qiáng)磁選尾礦品位，可以采用振動(dòng)篩直接隔粗拋尾。

由表10、表14試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比可知，在赤鐵精礦全鐵品位相當(dāng)?shù)那闆r下，分級(jí)重選鐵回收率高11.69個(gè)百分點(diǎn)，分級(jí)重選效果顯著。

4 結(jié) 語(yǔ)

(1)羅河選礦廠現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)磁給礦-0.076 mm粒級(jí)僅占54.02%，粒度粗，單體解離度差，影響了選別指標(biāo)。

(2)羅河強(qiáng)磁、重選選別指標(biāo)與試驗(yàn)指標(biāo)均有較大差距，說(shuō)明現(xiàn)有生產(chǎn)指標(biāo)仍有較大提升空間。

(3)試驗(yàn)室1粗1精流程指標(biāo)略優(yōu)于1次粗選流程，考慮實(shí)際生產(chǎn)中增加精選次數(shù)有利于指標(biāo)穩(wěn)定，建議增加1次精選。

(4)分級(jí)重選效果顯著，+0.3 mm粒級(jí)礦物鐵品位低于最終尾礦鐵品位，且單獨(dú)重選仍不能得到合格重選鐵精礦，建議增加振動(dòng)篩分級(jí)且粗粒直接拋尾。

(5)螺旋溜槽不能有效選別微細(xì)粒礦物，致使高品位的微細(xì)粒礦物流失到尾礦中，需要對(duì)微細(xì)?；厥展に囘M(jìn)行研究。