研山鐵礦原生礦提鐵降硅工藝流程優(yōu)化研究

鄧玉芬 田彥純 梁艷濤 陳思典

（河北鋼鐵集團(tuán)司家營(yíng)研山鐵礦有限公司）

鐵礦石是鋼鐵工業(yè)的主要原材料，被列為我國(guó)戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源，對(duì)我國(guó)國(guó)防安全和戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要的意義［1-2］。

我國(guó)鐵礦石儲(chǔ)量豐富，但具有品位低、結(jié)晶粒度細(xì)、復(fù)雜難選等典型特征，因而開采利用率較低、開發(fā)利用成本較高［3-4］。隨著選礦工藝技術(shù)及設(shè)備的進(jìn)步，鐵礦石資源的綜合利用率得到了一定程度的提高［5］。

目前，研山鐵礦開采的鐵礦石以原生礦為主，處理量750萬t/a，磨選工藝流程為階段磨礦階段單一磁選流程，入磨鐵品位26.57%，精礦鐵品位66%～67%。根據(jù)鋼廠對(duì)鐵精粉品質(zhì)的新要求（精礦鐵品位≥67%、SiO2含量≤5%），研山鐵礦開展了技術(shù)攻關(guān)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)工藝進(jìn)行了優(yōu)化研究。

1 原礦性質(zhì)

有代表性入磨礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1，鐵物相分析結(jié)果見表2。

由表1 可知，入磨礦石TFe 品位為26.57%，F(xiàn)eO含量為9.85%，SiO2含量高達(dá)50.10%，MgO 和CaO 含量分別為3.56%、2.08%，有害成分P、S 含量較低。因此，該礦石為高硅低鐵少硫磷貧磁鐵礦石。

由表2可知，入磨礦石中的鐵主要以磁性鐵的形式賦存，分布率為82.01%，其次為赤褐鐵和硅酸鐵，碳酸鐵、硫化鐵少量。因此，入磨礦石中主要的回收對(duì)象為磁性鐵。

2 現(xiàn)場(chǎng)流程與生產(chǎn)指標(biāo)

研山鐵礦原生礦生產(chǎn)工藝流程歷經(jīng)近10 a 的生產(chǎn)優(yōu)化，目前的階段磨礦階段單一磁選工藝流程的一段磨礦細(xì)度-0.074 mm 占25%，高頻細(xì)篩篩孔寬0.12 mm，二段磨礦-0.074 mm 占53%，具體工藝流程見圖1，磨選流程現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)指標(biāo)見表3，精礦粒度篩析結(jié)果見表4。

由表3 可知，原生礦石采用圖1 所示的流程處理，磁選鐵精礦品位為66.02%、鐵回收率為83.70%、SiO2含量為6.78%。

由表4 可知，現(xiàn)場(chǎng)鐵精礦粒度較細(xì)，+200 目?jī)H占16.15%；鐵在細(xì)粒級(jí)有明顯的富集現(xiàn)象，270～325、325～400、400～500、-500 目粒級(jí)鐵品位均高于67%，+100、100～150、150～200 目粒級(jí)鐵品位均較低，特別是+100 目，鐵品位甚至不到30%。粒度篩析結(jié)果表明，鐵精礦中粗粒連生體的存在是影響精礦品位的主要原因。因此，要提高鐵精礦品位，必須解決粗粒級(jí)的單體解離問題。

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 調(diào)整高頻細(xì)篩篩孔尺寸

根據(jù)表4數(shù)據(jù)可知，有效隔出粗粒級(jí)可提高精礦鐵品位。因此，現(xiàn)場(chǎng)結(jié)合篩分效率和隔粗效果雙重因素，將高頻細(xì)篩篩孔寬由0.12 mm 變更為0.10 mm，從而使精礦-200目含量提高到90%以上。生產(chǎn)流程運(yùn)行穩(wěn)定后進(jìn)行了考察，磨選流程現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)指標(biāo)見表5，最終精礦（淘洗機(jī)精礦）篩析結(jié)果見表6。

由表5可知，原生礦石在高頻細(xì)篩篩孔寬調(diào)整為0.10 mm 情況下，采用圖1所示的流程處理，磁選鐵精礦品位為67.62%、鐵回收率為80.88%、SiO2含量為5.17%，雖然精礦鐵品位達(dá)標(biāo)，但SiO2含量仍然超標(biāo)0.17個(gè)百分點(diǎn)。

由表6及現(xiàn)場(chǎng)分析與調(diào)試可知，調(diào)整高頻細(xì)篩篩孔寬情況下的現(xiàn)場(chǎng)鐵精礦粒度明顯變細(xì)，+200 目產(chǎn)率僅占6.73%，但該粒級(jí)鐵品位仍然較低，進(jìn)一步的研究表明，SiO2在該較粗粒級(jí)明顯富集是造成鐵精礦含硅偏高的主要原因。

3.2 淘洗機(jī)產(chǎn)品考察與問題解決建議

前期的研究表明，適度降低現(xiàn)場(chǎng)淘洗機(jī)的磁場(chǎng)強(qiáng)度有利于更好地剔除精礦中的中低品位連生體，進(jìn)而達(dá)到提高精礦鐵品位、降低精礦SiO2含量的目的?，F(xiàn)場(chǎng)在調(diào)整淘洗機(jī)磁場(chǎng)強(qiáng)度的情況下，可以穩(wěn)定地將精礦SiO2含量降至5%以下，但出現(xiàn)淘洗機(jī)溢流量增大、溢流鐵品位升高、淘洗機(jī)掃選精礦返回再磨系統(tǒng)，再磨負(fù)荷過大進(jìn)而惡化再磨效果的情況。高頻細(xì)篩篩孔寬調(diào)整后淘洗機(jī)生產(chǎn)情況見表7，淘洗機(jī)掃選精礦粒度篩析結(jié)果見表8。

由表7、表8 可知，淘洗機(jī)掃選精礦不僅量大（98.90 t/h），并且各粒級(jí)鐵品位均較低，表明主要為連生體，需要進(jìn)一步提高單體解離度才能獲得合格精礦。掃選精礦若返回原流程會(huì)增加球磨機(jī)負(fù)荷，惡化磨礦效果。

結(jié)合之前對(duì)淘洗機(jī)掃選精礦的處理工藝研究可知，對(duì)淘洗機(jī)掃選精礦進(jìn)行單獨(dú)再磨—弱磁選—浮選，可得到合格鐵精礦，因此，建議將淘洗機(jī)掃選精礦給入單獨(dú)處理系統(tǒng)進(jìn)行再磨—弱磁選—浮選。這樣既減輕了原再磨系統(tǒng)的負(fù)荷、改善其再磨效果，還使難處理的連生體得到充分的細(xì)磨深選，確保了組成最終精礦的2個(gè)分支精礦的品質(zhì)。

4 結(jié)論

（1）入磨礦石為高硅低鐵少硫磷貧磁鐵礦石，TFe 品位為26.57%，F(xiàn)eO 含量為9.85%，SiO2含量高達(dá)50.10%；鐵主要以磁性鐵的形式賦存，分布率為82.01%，也是生產(chǎn)工藝回收的主要對(duì)象。

（2）現(xiàn)場(chǎng)鐵精礦品位為66.02%，+200目粒級(jí)產(chǎn)率僅16.15%；鐵在細(xì)粒級(jí)有明顯的富集現(xiàn)象，+100、100～150、150～200 目粒級(jí)鐵品位較低，特別是+100目粒級(jí)，這是導(dǎo)致精礦品位不高的主要原因。

（3）將現(xiàn)場(chǎng)高頻細(xì)篩篩孔寬從0.12 mm 調(diào)整為0.10 mm 的情況下，磁選鐵精礦品位可提高至67.62%，但SiO2含量仍高出目標(biāo)0.17 個(gè)百分點(diǎn)，這與SiO2明顯富集在粗粒級(jí)有關(guān)。

（4）用適度降低現(xiàn)場(chǎng)精選淘洗機(jī)磁場(chǎng)強(qiáng)度的方法能較好地剔除精礦中的高硅中低鐵品位連生體，確保淘洗機(jī)精選精礦質(zhì)量合格，但會(huì)顯著增大淘洗機(jī)溢流量，溢流鐵品位也明顯升高。基于淘洗機(jī)掃選精礦返回再磨系統(tǒng)，再磨系統(tǒng)負(fù)荷過大會(huì)惡化再磨效果，進(jìn)而影響精選效果問題，提出了將淘洗機(jī)掃選精礦給入單獨(dú)處理系統(tǒng)進(jìn)行再磨—弱磁選—浮選的建議，這樣既減輕了原再磨系統(tǒng)的負(fù)荷、改善其再磨效果，還使難處理的連生體得到充分的細(xì)磨深選，確保了組成最終精礦的2個(gè)分支精礦的品質(zhì)。