三道莊選礦廠鉬浮選尾礦磁選回收鐵試驗(yàn)

車文芳 楊劍波 任林海

(洛陽欒川鉬業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司)

三道莊鉬礦作為洛陽欒川鉬業(yè)集團(tuán)股份有限公司的主礦區(qū)，是全球儲量較大的鉬礦之一，鎢礦儲量居全球第二位。礦區(qū)礦石主要有用金屬礦物有輝鉬礦、白鎢礦、鉬華、鉬鈣礦，其他金屬礦物有黃鐵礦、磁黃鐵礦、鈦鐵礦等。鐵主要以磁黃鐵礦、黃鐵礦等礦物形式存在，磁黃鐵礦、黃鐵礦主要以自形、半自形晶粒狀結(jié)構(gòu)、他形晶粒狀結(jié)構(gòu)形式存在[1]。由于原礦中的鐵和后續(xù)磨礦工藝程中鋼球的損耗摻入，鉬浮選尾礦中鐵含量為9%左右，磁性鐵含量為0.20%左右，具有潛在回收價值。通過選擇合適選礦工藝和設(shè)備對該鉬尾礦進(jìn)行磁選回收鐵試驗(yàn)，以降低選礦廠尾礦排放量，豐富產(chǎn)品類型，提高礦石附加值。

1 實(shí)驗(yàn)室探索試驗(yàn)

三道莊鉬礦選礦廠鉬浮選尾礦中鐵主要以中、弱磁性鐵為主，強(qiáng)磁性鐵少量，該部分強(qiáng)磁性鐵可通過成本低、選別指標(biāo)穩(wěn)定的弱磁選方法進(jìn)行預(yù)富集。采用磁選管(磁場強(qiáng)度24 kA/m)對該鉬尾礦進(jìn)行預(yù)富集探索試驗(yàn)，結(jié)果見表1。

表1 鉬尾礦預(yù)富集探索試驗(yàn)結(jié)果 %

表1表明，探索試驗(yàn)可得到精礦TFe品位42.18%、mFe品位37.70%、產(chǎn)率0.43%、mFe回收率95.36%的指標(biāo)，說明采用弱磁選回收鉬尾礦中的強(qiáng)磁性鐵方案可行，但鐵礦物單體解離度不足，鐵精礦品位不高，仍需再磨再選才能得到高品位鐵精礦。

2 半工業(yè)試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)流程與磁選設(shè)備

2.1.1 半工業(yè)試驗(yàn)流程

鉬浮選尾礦具有礦漿量大、濃度高、鐵品位低、粒度小、黏度大等特點(diǎn)，常規(guī)磁選方案不可行或不具有實(shí)際應(yīng)用價值。為解決該問題，擬采用預(yù)富集磁選方案，并配套新型尾礦專用磁選回收設(shè)備，高效回收鉬尾礦中的磁性鐵。工藝為2粗1精磁選流程，并根據(jù)實(shí)際分選指標(biāo)，增加再磨再選工藝，以獲得合格鐵精礦，工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程

2.1.2 磁選設(shè)備

半工業(yè)試驗(yàn)流程采用HLW全磁盤式尾礦回收磁選機(jī)(北京礦冶研究總院)作為磁選設(shè)備，以保證磁性鐵回收率。該設(shè)備適用于低濃度、大體積、寬粒級鐵尾礦漿中磁性鐵的高效回收[2]，目前在有色金屬礦、鐵礦和污水處理等領(lǐng)域的鐵回收中得到廣泛應(yīng)用。

HLW全磁盤式尾礦回收磁選機(jī)主要由磁盤組(含磁系)、驅(qū)動裝置、槽體、機(jī)架、卸礦裝置、精礦槽等組成，結(jié)構(gòu)示意見圖2。

圖2 HLW全磁盤式尾礦回收磁選機(jī)結(jié)構(gòu)示意

磁盤組是磁選機(jī)的關(guān)鍵部件，由磁軛板、永磁磁系、磁盤殼體、軸、軸承套、軸承、軸座等主要零部件組成，轉(zhuǎn)動方向通常和礦漿流動方向相反。磁系粘接在圓形磁軛板上，利用不銹鋼防護(hù)殼體實(shí)現(xiàn)完全封裝，若干個磁盤通過軸套固定于軸上成為1個磁盤組，通過軸承座或軸座將其固定機(jī)架上。槽體是分選礦物的重要部件，具有一定的傾角，可實(shí)現(xiàn)礦漿的自流。磁性礦物被磁盤磁力吸引，從礦漿中分離出來并由轉(zhuǎn)動的磁盤帶動，從卸料位置排出；非磁性物經(jīng)過磁盤組磁場區(qū)域，到達(dá)槽體末端，形成尾礦排出。

卸礦部分由卸料刮板和多道沖洗水管結(jié)構(gòu)組成，滿足磁盤吸附磁性物的洗料、刮料、排料等要求，能極大地解決尾礦回收磁選機(jī)高場強(qiáng)時的卸料難度大、排礦易堵塞等問題。

2.2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.2.1 2粗1精磁選試驗(yàn)

2017年8月，洛鉬集團(tuán)選礦一公司三系列(處理量1 800 t/d)采用HLW全磁盤式尾礦回收磁選機(jī)對選鉬尾礦參考圖1流程進(jìn)行2粗1精磁選回收鐵試驗(yàn)，歷時14 d共39個班的生產(chǎn)，共計生產(chǎn)鐵粗精礦約124 t，鐵品位達(dá)到49.11%，產(chǎn)率0.53%，結(jié)果見表2。

表2 鉬尾礦 2粗1精磁選回收鐵試驗(yàn)結(jié)果 %

表2表明，鉬尾礦通過HLW全磁盤式尾礦回收磁選機(jī)2次粗選，可將鉬浮選尾礦鐵品位從8.54%提高到20.73%，再經(jīng)永磁筒式磁選機(jī)1次精選，鐵精礦品位達(dá)到49.11%，產(chǎn)率0.53%、回收率3.05%。

按冶煉要求，2粗1精磁選鐵精礦品位較低，為提高至60.00%以上，對磁選鐵精礦進(jìn)行再磨再選試驗(yàn)。

2.2.2 再磨再選試驗(yàn)

2粗1精磁選鐵精礦-0.074 mm含量50%左右，按常規(guī)鐵礦選別工藝要求，入選細(xì)度需要達(dá)到-0.074 mm 75%以上。利用CTB永磁筒式磁選機(jī)(120 kA/m)進(jìn)行1次磁選磨礦細(xì)度試驗(yàn)，結(jié)果見表3。

表3 再磨磁選磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果 %

從表3可以看出，增大磨礦細(xì)度，鐵精礦品位不斷提高，產(chǎn)率和回收率逐漸降低[3]。磨礦細(xì)度從-0.074 mm含量85%提高到-0.045 mm含量90%時，鐵精礦品位由60.36%提高到62.60%，回收率由87.37%降低至83.44%。實(shí)際生產(chǎn)中，考慮磨礦成本、精礦指標(biāo)，確定磨礦細(xì)度選擇-0.074 mm 90%為宜。

通過再磨再選，硫在鐵精礦實(shí)現(xiàn)富集，品位均達(dá)16.00%以上。隨著磨礦細(xì)度的增大，鐵精礦硫品位略微上升；相比再磨再選前，鐵精礦品位從50%左右提高到60%以上，品位提高明顯，磁選回收鐵具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié) 論

三道莊鉬礦選礦廠鉬浮選尾礦鐵品位9.29%，磁性鐵品位0.17%，探索試驗(yàn)表明該鉬尾礦適宜通過弱磁選回收鐵，但有用礦物單體解離度不足。采用2粗(HLW全磁盤式尾礦回收磁選機(jī))—1精弱磁選—再磨(-0.074 mm 90%)—1次弱磁選流程選別，可獲得產(chǎn)率0.38%、鐵品位60.80%、回收率2.64%的鐵精礦，達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量要求。但鐵精礦硫品位高達(dá)16.00%以上，因此提鐵降硫是鐵精礦后續(xù)處理的重點(diǎn)，可采用磁選、浮選及其聯(lián)合工藝進(jìn)行提鐵降硫。

該鉬尾礦磁選回收鐵工藝具有較強(qiáng)的可行性，選礦工藝流程簡單，磁選設(shè)備占地小，運(yùn)行成本低，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益，可為鉬浮選尾礦鐵的綜合回收提供參考。