某中細(xì)粒嵌布貧赤磁混合鐵礦石的節(jié)能分選工藝研究

吳文紅 王秋林 陳洪彬 吳承優(yōu) 陳 宇 李萬(wàn)興

（1.鞍鋼集團(tuán)礦業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司；2.長(zhǎng)沙礦冶研究院有限責(zé)任公司）

對(duì)于鐵礦物嵌布粒度較細(xì)的赤鐵礦石，采用階段（或連續(xù)）磨礦、粗細(xì)分級(jí)、中礦再磨、重磁浮聯(lián)合工藝流程處理，存在重選精礦品位較低問(wèn)題；采用階段（或連續(xù)）磨礦弱磁選+強(qiáng)磁選、浮選工藝流程處理，存在浮選作業(yè)處理礦量較大［1］，藥劑用量及選礦成本較高，浮選尾礦品位高，金屬回收率較低等問(wèn)題。本研究尋求通過(guò)采用先進(jìn)的磨選設(shè)備、工藝和浮選藥劑，達(dá)到對(duì)某細(xì)粒嵌布赤磁混合鐵礦石的高效、節(jié)能、環(huán)保選別效果，實(shí)現(xiàn)提質(zhì)增效、節(jié)能降耗目標(biāo)。

1 原礦性質(zhì)

1.1 原礦化學(xué)成分及礦物組成

原礦中的鐵礦物主要是半假象赤鐵礦、假象赤鐵礦和磁鐵礦，其次為少量的褐鐵礦和菱鐵礦，脈石礦物以石英為主，還可見(jiàn)極少量的綠泥石、云母和長(zhǎng)石。原礦主要化學(xué)成分分析結(jié)果見(jiàn)表1，鐵物相分析結(jié)果見(jiàn)表2。

由表1、表2可知，原礦中可供選礦回收的主要元素是Fe，含量為27.72%；脈石組分主要是SiO2，含量為55.27%；有害組分P 和S含量均較低。原礦中可供選礦回收的鐵礦物主要是赤（褐）鐵礦，其次為磁鐵礦、半假象赤鐵礦，以赤（褐）鐵礦、磁鐵礦和半假象赤鐵礦形式存在的鐵合計(jì)分布率為89.17%。

1.2 原礦中鐵礦物的嵌布粒度

原礦中鐵礦物的嵌布粒度見(jiàn)表3。

由表3可知，原礦中鐵礦物屬不均勻中細(xì)粒嵌布范疇，為降低磨礦能耗，可采用階段磨礦階段選別工藝流程，但欲使95%以上的鐵礦物獲得解離，最終磨礦細(xì)度以0.04～0 mm為宜。

2 試驗(yàn)工藝流程的確定

（1）由于礦石中鐵礦物為中細(xì)粒嵌布，采用處理貧赤鐵礦石的粗細(xì)分級(jí)、中礦再磨、重磁浮聯(lián)合工藝流程難以獲得合格重選精礦，初步確定采用階段（或連續(xù)）磨礦弱磁選+強(qiáng)磁選、浮選工藝流程處理。

（2）基于節(jié)能降耗考慮，確定采用階段磨礦階段選別工藝進(jìn)行試驗(yàn)。首先將礦石粗磨至適宜一段選別粒度后采用弱磁選+強(qiáng)磁選工藝拋出部分合格尾礦［2］。

（3）二段磨礦確定采用細(xì)磨效率高的塔磨機(jī)［3］，將鐵礦物細(xì)磨至較充分解離狀態(tài)，再通過(guò)適宜選別方法獲得最終鐵精礦。

（4）礦石中磁性鐵礦物占27.24%，若通過(guò)弱磁選能獲得合格鐵精礦，則可以降低浮選作業(yè)處理量，降低浮選藥劑消耗。因此，確定在適宜細(xì)度下對(duì)弱磁選精礦進(jìn)行淘洗機(jī)高效精選，以獲得合格弱磁選精礦［4］。

（5）將較高品位的淘洗機(jī)尾礦和二段強(qiáng)磁選精礦合并，再采用處理貧赤鐵礦效果較好的陰離子反浮選工藝進(jìn)行選別。為進(jìn)一步降低成本，選擇采用高效低溫CY-57#捕收劑，適宜的浮選溫度為20 ℃。

3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

3.1 一段弱磁選+強(qiáng)磁選試驗(yàn)

3.1.1 一段磨礦細(xì)度試驗(yàn)

將原礦磨至不同細(xì)度后分別給入滾筒式弱磁選機(jī)進(jìn)行弱磁選（磁場(chǎng)強(qiáng)度191.08 kA/m）、弱磁選尾礦給入高磁場(chǎng)強(qiáng)度、高磁場(chǎng)梯度ZH 平環(huán)強(qiáng)磁選機(jī)進(jìn)行強(qiáng)磁選（背景磁感應(yīng)強(qiáng)度1.0 T）。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 表明，隨著磨礦細(xì)度的提高，混合磁選粗精礦品位提高、回收率降低。綜合考慮磨礦能耗及產(chǎn)品指標(biāo)，確定一段磨礦細(xì)度為-0.075 mm55%。

3.1.2 一段強(qiáng)磁選背景磁感應(yīng)強(qiáng)度試驗(yàn)

將一段磨礦細(xì)度為-0.075 mm55%的一段弱磁選尾礦進(jìn)行強(qiáng)磁選試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 表明，提高背景磁感應(yīng)強(qiáng)度，有利于降低強(qiáng)磁選尾礦品位、提高精礦回收率。綜合考慮強(qiáng)磁選精礦品位及回收率指標(biāo)，確定一段強(qiáng)磁選背景磁感應(yīng)強(qiáng)度為1.0 T。

3.1.3 一段弱磁選+強(qiáng)磁選試驗(yàn)結(jié)果

在一段磨礦細(xì)度-0.075 mm55%、弱磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度191.08 kA/m、強(qiáng)磁選背景磁感應(yīng)強(qiáng)度1.0 T 條件下的一段弱磁選+強(qiáng)磁選試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 表明，原礦經(jīng)一段弱磁選+強(qiáng)磁選可拋出產(chǎn)率37.30%、品位6.49%的一段磁選尾礦，一段混合磁選粗精礦品位40.35%、回收率91.27%。

3.2 二段弱磁選+強(qiáng)磁選試驗(yàn)

3.2.1 選別結(jié)果

依據(jù)礦石嵌布粒度測(cè)定結(jié)果，確定采用試驗(yàn)室塔磨機(jī)將上述一段混合磁選粗精礦磨至-0.045 mm80%，然后進(jìn)行弱磁選（磁場(chǎng)強(qiáng)度191.08 kA/m）、弱磁選尾礦給入高磁場(chǎng)強(qiáng)度、高磁場(chǎng)梯度ZH 平環(huán)強(qiáng)磁選機(jī)進(jìn)行強(qiáng)磁選（背景磁感應(yīng)強(qiáng)度1.0 T），試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 表明，在二段磨礦細(xì)度-0.045 mm80%條件下，一段混合磁選粗精礦經(jīng)弱磁選+強(qiáng)磁選選別，可得作業(yè)產(chǎn)率19.98%、品位59.45%、作業(yè)回收率29.44%的二段弱磁選精礦，以及作業(yè)產(chǎn)率61.63%、品位42.81%、作業(yè)回收率65.39%的二段強(qiáng)磁選精礦，可以拋出作業(yè)產(chǎn)率18.39%、品位11.35%的二段磁選尾礦。

3.2.2 二段弱磁選精礦分析

對(duì)品位為59.45%的二段弱磁選精礦進(jìn)行了篩析，結(jié)果見(jiàn)表8，顯微鏡下照片見(jiàn)圖1、圖2。

表8 表明，二段弱磁選精礦-0.019 mm 粒級(jí)產(chǎn)率47.98%、鐵品位高達(dá)67.61%，-0.038 mm 粒級(jí)產(chǎn)率75.96%、鐵品位達(dá)65.65%，達(dá)到合格磁鐵精礦品位要求。

圖1、圖2表明，二段弱磁選精礦鐵礦物解離情況較好，單體達(dá)90%以上，僅少數(shù)與石英連生。因此，后續(xù)采用提質(zhì)淘洗磁選機(jī)對(duì)二段弱磁選精礦進(jìn)行精選可獲得合格精礦。

3.3 二段弱磁選精礦淘洗試驗(yàn)結(jié)果

采用淘洗磁選機(jī)在上升水速3.05 cm/s 條件下選別，結(jié)果見(jiàn)表9。

表9表明，二段弱磁選精礦采用淘洗機(jī)精選可獲得作業(yè)產(chǎn)率77.87%、品位65.02%、作業(yè)回收率85.17%的淘洗精礦，淘洗機(jī)尾礦品位39.85%。

3.4 反浮選試驗(yàn)結(jié)果

將淘洗機(jī)尾礦和二段強(qiáng)磁選精礦合并進(jìn)行陰離子反浮選試驗(yàn)，試驗(yàn)采用1 粗1 精3 掃閉路流程，反浮選溫度20 ℃，粗選NaOH 用量600 g/t、SD 用量600 g/t、CaO 用量450 g/t、CY-57#用量1 200 g/t，精選CY-57#用量300 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表10。

表10 表明，淘洗機(jī)尾礦和二段強(qiáng)磁選精礦合并進(jìn)行陰離子反浮選，反浮選精礦品位65.81%、作業(yè)回收率72.83%，反浮選尾礦品位21.88%。

4 全流程試驗(yàn)

原礦階段磨礦階段弱磁選+強(qiáng)磁選、淘洗機(jī)精選、反浮選全流程試驗(yàn)數(shù)質(zhì)量流程見(jiàn)圖3。

圖3 表明，原礦在一段磨礦細(xì)度-0.075 mm55%、二段磨礦細(xì)度-0.045 mm80%條件下，采用階段磨礦階段弱磁選+強(qiáng)磁選、淘洗機(jī)精選、常溫（20 ℃）反浮選流程處理，可以獲得產(chǎn)率9.76%、品位65.02%的淘洗精礦，以及產(chǎn)率19.53%、品位65.81%的反浮選精礦，最終精礦產(chǎn)率29.29%、品位65.55%、回收率69.26%，尾礦品位12.05%。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）原礦Fe 品位為27.72%，SiO2含量為55.27%，有害組分P 和S 含量均較低；礦石中的鐵礦物主要是赤（褐）鐵礦，其次為磁鐵礦、半假象赤鐵礦，以赤（褐）鐵礦、磁鐵礦和半假象赤鐵礦形式存在的鐵合計(jì)分布率為89.17%；鐵礦物呈不均勻中細(xì)粒嵌布。

（2）原礦在一段磨礦細(xì)度-0.075 mm55%、二段磨礦細(xì)度-0.045 mm80%條件下，采用階段磨礦階段弱磁選+強(qiáng)磁選、淘洗機(jī)精選、常溫（20 ℃）反浮選流程處理，可以獲得產(chǎn)率9.76%、品位65.02%的淘洗精礦，以及產(chǎn)率19.53%、品位65.81%的反浮選精礦，最終精礦產(chǎn)率29.29%、品位65.55%、回收率69.26%，尾礦品位12.05%。

（3）針對(duì)鐵礦物不均勻中細(xì)粒嵌布的赤磁混合鐵礦石，采用階段磨礦階段弱磁選+強(qiáng)磁選、淘洗機(jī)精選、常溫（20 ℃）反浮選流程處理，避免了采用階段（或連續(xù)）磨礦、粗細(xì)分級(jí)、中礦再磨、重磁浮聯(lián)合工藝流程處理，存在重選精礦品位較低的問(wèn)題；采用階段（或連續(xù)）磨礦弱磁選+強(qiáng)磁選、浮選工藝流程處理，存在浮選作業(yè)處理礦量較大，藥劑用量及選礦成本較高，浮選尾礦品位高，金屬回收率較低等問(wèn)題。試驗(yàn)確定的流程簡(jiǎn)單、能耗低、環(huán)境污染小、選別指標(biāo)好，具有很高的實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用價(jià)值。