某鐵錳礦磁化焙燒—磁選試驗(yàn)

李長(zhǎng)順

(昆鋼集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司)

隨著生產(chǎn)錳鐵合金的優(yōu)質(zhì)鐵錳礦資源越來越少，開展低品位鐵錳礦選礦工藝研究意義重大。某鐵錳礦風(fēng)化嚴(yán)重，較為疏松易碎，鐵品位21.89%、錳品位19.45%,主要有用礦物為褐鐵礦、軟錳礦，屬難選鐵錳礦石。由于該礦含泥量較低、磁性極弱，為實(shí)現(xiàn)礦石中鐵、錳的有效回收利用，采用焙燒—磁選工藝流程進(jìn)行選礦試驗(yàn)[1]。

1 礦石性質(zhì)

某鐵錳礦鐵、錳均主要賦存于氧化礦中，主要礦物為褐鐵礦、軟錳礦、石英，分別占40%、30%、25%，嵌布粒度相對(duì)較粗。礦石化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1。

表1 礦石化學(xué)元素分析結(jié)果 %

表1表明，該鐵錳礦鐵品位21.89%，錳品位19.45%，是可回收利用的主要元素。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 探索試驗(yàn)

依次對(duì)原礦進(jìn)行洗選試驗(yàn)、強(qiáng)磁選(640 kA/m)試驗(yàn)、干式磁選(106.56 kA/m)試驗(yàn)等探索試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)：

(1)礦石細(xì)泥含量較低；相比原礦，洗選難以將精礦鐵、錳品位提高1個(gè)百分點(diǎn)，不能達(dá)到提質(zhì)降雜的目的。

(2)強(qiáng)磁選工藝也僅能將鐵、錳品位提高到1～2個(gè)百分點(diǎn)，說明強(qiáng)磁選工藝不能有效分離有用礦物與脈石礦物。

(3)干式磁選試驗(yàn)沒有獲得精礦，說明礦石磁性極弱。

2.2 磁化焙燒—磁選試驗(yàn)

2.2.1 配煤試驗(yàn)

原礦破碎至-2 mm，在焙燒溫度800 ℃、焙燒時(shí)間15 min、磁選管磁場(chǎng)強(qiáng)度100 kA/m的條件下，按圖1流程進(jìn)行磁化焙燒配煤量試驗(yàn)[2]，結(jié)果見表2。

圖1 磁化焙燒—磁選配煤條件試驗(yàn)流程

由表2可知，隨著磁化焙燒配煤量的增加，磁精礦鐵、錳回收率呈先增大后減小趨勢(shì)，鐵、錳品位呈先快后慢的下降趨勢(shì)，因此配煤量選擇8%，此時(shí)磁精礦鐵品位25.84%、錳品位22.14%，達(dá)到較高水平，鐵回收率69.49%、錳回收率67.65%，達(dá)到最大值。

表2 磁化焙燒配煤量試驗(yàn)結(jié)果 %

2.2.2 磁化焙燒試樣制備

取原礦試樣20 kg，配煤1.6 kg(8%)、焙燒溫度800 ℃，為進(jìn)一步提高磁化焙燒效果，經(jīng)條件試驗(yàn)確定，將焙燒時(shí)間由15 min調(diào)至25 min，使用φ0.5 m×1.0 m回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行磁化焙燒試樣制備[3]。磁化焙燒試樣產(chǎn)率75.10%，TFe、Mn、SiO2分別為25.24%、22.42%、15.81%，P含量0.80%，主要礦物組成見表3。

表3 磁化焙燒試樣主要礦物組成 %

表3表明，磁化焙燒試樣磁鐵礦含量55.0%，褐鐵礦已基本轉(zhuǎn)化為磁鐵礦，軟錳礦也向方錳礦轉(zhuǎn)變，總體磁化焙燒效果較好。

2.2.3 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

為加強(qiáng)對(duì)焙燒產(chǎn)品中鐵、錳金屬的回收，采用弱磁選—強(qiáng)磁選流程在弱磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度76 kA/m、強(qiáng)磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度640 kA/m條件下，對(duì)磁化焙燒試樣按圖2流程進(jìn)行磨礦細(xì)度試驗(yàn)[4]，結(jié)果見表4，強(qiáng)磁精礦和弱磁精礦主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表5。

圖2 磁選磨礦細(xì)度試驗(yàn)流程

由表4、表5可知，相比磨礦細(xì)度-0.076 mm 80%和90%，磨礦細(xì)度為-0.076 mm 70%時(shí)，磁化焙燒試樣弱磁選—強(qiáng)磁選流程精礦產(chǎn)品綜合指標(biāo)較優(yōu)，可獲得鐵品位32.52%、錳品位19.39%的弱磁精礦，鐵、錳回收率分別為81.30%、58.80%；鐵品位15.44%、錳品位25.36%的強(qiáng)磁精礦，鐵、錳回收率分別為17.18%、34.24%。

表4 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果 %

表5 精礦產(chǎn)品主要化學(xué)成分分析結(jié)果%

磨礦細(xì)度為-0.076 mm 70%時(shí)，磁選產(chǎn)品礦物組成見表6。

表6 產(chǎn)品礦物組成 %

從表6可以看出，該鐵錳礦經(jīng)磁化焙燒—弱磁選—強(qiáng)磁選流程選別后，磁鐵礦在弱磁精礦和強(qiáng)磁精礦中得到富集，強(qiáng)磁尾礦磁鐵礦含量?jī)H5.00%，磁選回收效果較好。

3 結(jié) 論

(1)某鐵錳礦鐵品位21.89%，錳品位19.45%，硫、磷含量較低，褐鐵礦含量40%。礦石含泥量較低，磁性極弱，洗選、磁選直接分選效果很差。

(2)礦石磁化焙燒后，磁鐵礦含量達(dá)到55%?？紤]到磨礦成本和選別指標(biāo)，選擇在磨礦細(xì)度-0.076 mm 70%條件下進(jìn)行磁選回收。

(3)原礦在配煤量8%、焙燒溫度800℃、焙燒時(shí)間25min的條件磁化焙燒，磨礦至-0.076mm70%，經(jīng)弱磁選—強(qiáng)磁選流程選別，可獲得鐵品位32.52%、錳品位19.39%、磷含量0.983%、鐵回收率81.30%、錳回收率58.80%的弱磁精礦和鐵品位15.44%、錳品位25.36%、磷含量0.517%、鐵回收率17.18%、錳回收率34.24%的強(qiáng)磁精礦。

(4)磁化焙燒—磁選過程中，部分磷在弱磁精礦中富集，因此在使用弱磁精礦進(jìn)行鐵合金生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)拿摿状胧?。?shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)弱磁精礦和強(qiáng)磁精礦成分特點(diǎn)，與其他低磷鐵錳礦資源配合使用，從而提高資源綜合利用價(jià)值。