安徽某鏡鐵礦石選礦試驗(yàn)

劉 朋

(山東華特磁電科技股份有限公司，山東 濰坊 262600)

0 引言

我國鐵礦石的主要特點(diǎn)為“貧細(xì)雜”，相對于國外高品位原生礦而言，生產(chǎn)成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國外鐵礦石加工成本，在市場上的競爭力過低。為了提高國產(chǎn)鐵礦競爭力，通過LHGC高梯度立環(huán)磁選機(jī)對原礦粗粒入磨前強(qiáng)磁預(yù)選，拋棄大量脈石的方法降低入磨量，降低磨礦成本，從而達(dá)到多碎少磨、降本增效的目的。“多碎少磨”是國內(nèi)外選礦界公認(rèn)的節(jié)能降耗的有效方法，基于破碎物料主要靠擠壓和沖擊力進(jìn)行作業(yè)，破碎能量利用率高于研磨優(yōu)勢，以及破碎大粒度物料后，產(chǎn)生裂縫多，有利于提高后續(xù)磨機(jī)效率，而提出碎磨方式采用“多碎少磨”或“破磨結(jié)合”方式[1]。

安徽某鏡鐵礦選礦廠現(xiàn)場工藝流程為階段磨礦-一段強(qiáng)磁選-中礦陰離子反浮選[2]，但由于磨礦成本占整個選廠生產(chǎn)成本的50%以上，為了降本增效，在選廠磨礦前應(yīng)拋除大量圍巖，而圍巖一般混入率為10%～15%，拋除后可大幅度降低磨礦量，降低磨礦電耗和鋼耗。

1 礦石性質(zhì)

安徽某鏡鐵礦金屬礦物主要為鏡鐵礦，其次為磁鐵礦和赤鐵礦，還有少量菱鐵礦和褐鐵礦。脈石礦物主要為石英，其次為閃石和云母，還有少量石榴石、蘭晶石、碳酸鹽礦物等[3，4]。脈石礦物的存在加大了選礦成本，為此在磨礦前應(yīng)先拋棄大部分脈石礦物。

表1 原礦化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) %

由表1可知，原礦品位34.21%，主要雜質(zhì)是SiO2，含量為40.28%，又考慮到圍巖的混入，嚴(yán)重影響了鐵礦石的品位，進(jìn)而增大各分選設(shè)備的處理量，所以考慮預(yù)先拋去脈石礦物，原礦中鐵主要以Fe2O3存在，含量為47.6%，屬弱磁性礦物。

2 試驗(yàn)方案確定

1)分級磁選：原礦破碎至-3 mm，原礦用0.6 mm篩子干篩篩分成兩個粒級，再分別用高梯度立環(huán)磁選機(jī)分選。

2)原礦破碎至-3 mm，用實(shí)驗(yàn)室型周期式立環(huán)高梯度磁選機(jī)分選，然后粗精再入磨。

3)半工業(yè)試驗(yàn)：根據(jù)可選性試驗(yàn)結(jié)果確定半工業(yè)試驗(yàn)工藝參數(shù)和操作參數(shù)。

表2 原礦粒度組成分析結(jié)果

由表2可知，篩上篩下產(chǎn)率分別為46.12%、53.88%。

3 試驗(yàn)結(jié)果及討論

3.1 粒度3 mm原礦介質(zhì)棒確定

由于這是我國首例強(qiáng)磁拋尾的選廠，給礦粒度過粗，目前還沒有類似經(jīng)驗(yàn)確定合適的介質(zhì)棒尺寸與之相配，故需要進(jìn)行探索性試驗(yàn)確定3-0.6 mm礦石最佳介質(zhì)棒尺寸參數(shù)，試驗(yàn)結(jié)果如表3。

表3 介質(zhì)棒間隙探索試驗(yàn)結(jié)果(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) %

由表3可知，介質(zhì)棒間距越小，礦粒通過率越低，由于介質(zhì)表面吸附一層磁性顆粒后，會使介質(zhì)棒間距變小，后續(xù)非磁性顆粒通過比較困難。介質(zhì)棒間距是8 mm時，精礦產(chǎn)率達(dá)97.60%；當(dāng)介質(zhì)棒間距達(dá)15 mm時，精礦產(chǎn)率有所下降，達(dá)72.44%，但尾礦品位高達(dá)18.10%，尾礦品位相對較高。磁選機(jī)介質(zhì)棒表面可以產(chǎn)生很高的感應(yīng)磁場，但隨著距離表面越遠(yuǎn)，感應(yīng)強(qiáng)度越低，其衰減速度也加快[5]，當(dāng)間距過大時，介質(zhì)中心場強(qiáng)達(dá)不到分選礦物的強(qiáng)度，所以部分弱磁性礦物會直接穿過介質(zhì)盒混入尾礦中，所以確定最佳介質(zhì)棒間距為10 mm。

3.2 背景場強(qiáng)確定

為了更好的確定不同粒度原礦適宜的背景場強(qiáng)強(qiáng)度，進(jìn)行了背景場強(qiáng)探索性試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表4～6。

表4 0.6-0 mm場強(qiáng)試驗(yàn)結(jié)果(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) %

由表4可知，隨著背景場強(qiáng)不斷的提高，連生體、弱磁選礦物不斷的被磁選出，導(dǎo)致精礦品位在降低而精礦產(chǎn)率不斷升高。隨著背景場強(qiáng)不斷的降低，連生體、弱磁選礦物不能被磁選出，導(dǎo)致尾礦產(chǎn)率不斷升高，品位不斷升高；綜合考慮尾礦產(chǎn)率和品位，背景場強(qiáng)1.2 T時，尾礦品位為9.50%，產(chǎn)率為32.27%，效果較優(yōu)。

表5 3-0.6 mm場強(qiáng)試驗(yàn)結(jié)果(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) %

由表5可知，隨著背景場強(qiáng)的升高，尾礦產(chǎn)率不斷降低，品位不斷升高。由于粗粒級礦大部分是連生體、包裹體等共生礦物[6]，單體解離度不夠，為保證后續(xù)分選精礦的回收率，只能拋除其中的脈石礦物，當(dāng)背景場強(qiáng)1.0 T時，尾礦產(chǎn)率為10.20%，品位7.69%，較符合拋尾要求，而且精礦回收率很高，達(dá)94.89%。

表6 3-0 mm場強(qiáng)試驗(yàn)結(jié)果(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) %

由表6可知，在原礦不分級的情況下，直接分選，背景場強(qiáng)1.2 T時，尾礦產(chǎn)率20.70%,品位5.60%，效果最佳。

分級磁選的綜合拋尾產(chǎn)率為20.38%，分級磁選并沒有達(dá)到預(yù)期的效果，而且增加了選礦流程的復(fù)雜性，增加不必要的生產(chǎn)成本，故選擇原礦直接強(qiáng)磁拋尾。

3.3 直徑1 m高梯度立環(huán)磁選機(jī)半工業(yè)試驗(yàn)

試驗(yàn)方案：使用直徑1 m立環(huán)高梯度強(qiáng)磁選機(jī)，背景場強(qiáng)1.2 T，立環(huán)脈動15 Hz的條件下進(jìn)行粒度3-0 mm原礦試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表7。

表7 高梯度立環(huán)磁選機(jī)試驗(yàn)結(jié)果(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) %

由表7試驗(yàn)結(jié)果可知，鏡鐵礦石在高梯度立環(huán)磁選機(jī)分選后，尾礦品位9.17%，產(chǎn)率13.58%,符合拋尾的指標(biāo)；精礦品位38.25%，產(chǎn)率為86.42%，回收率為96.37%，產(chǎn)品鐵損失滿足選礦要求。

4 結(jié)語

1)安徽某鏡鐵礦粗選預(yù)拋工藝屬國內(nèi)首創(chuàng)，通過探索性試驗(yàn)可確定10 mm間隙介質(zhì)棒與粒度3-0.6 mm的鏡鐵礦石相匹配，背景場強(qiáng)為1.2 T。

2)通過探索性試驗(yàn)對比原礦直接磁選與分級磁選可知，分級磁選尾礦拋除20.83%；直接磁選拋除20.70%,分級強(qiáng)磁拋尾未能達(dá)到預(yù)期效果，故可不分級直接分選拋尾。

3)通過半工業(yè)性強(qiáng)磁磁選機(jī)試驗(yàn)得到尾礦品位為9.17%，產(chǎn)率為13.58%，達(dá)到了入磨前先拋尾的工業(yè)要求，為降低選礦成本提供了依據(jù)。