王偉之，何景玲，楊春光

(1.河北聯(lián)合大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，河北 唐山 063009；2.河北省礦業(yè)開發(fā)與安全技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，河北 唐山 063009；3.中冶京誠(chéng)(秦皇島)工程技術(shù)有限公司，河北 秦皇島 066004；4.宣化鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司，河北 宣化 075100)

赤鐵礦在我國(guó)的鐵礦資源中，占有相當(dāng)大的比例。 赤鐵礦與磁鐵礦相比，嵌布粒度細(xì)，含泥量高，選礦難度較大。長(zhǎng)期以來，國(guó)內(nèi)對(duì)難選赤鐵礦的選礦試驗(yàn)研究一直沒有間斷過，并且在選礦工藝、設(shè)備和藥劑等方面取得了豐碩成果。鏡鐵礦是赤鐵礦的變種，從物理性質(zhì)上講，具金屬光澤、呈片狀的赤鐵礦稱為鏡鐵礦。目前，鏡鐵礦選礦工藝主要有重選、強(qiáng)磁選、浮選及其聯(lián)合流程。本研究針對(duì)某地鏡鐵礦礦石特性進(jìn)行了不同方案的選礦工藝試驗(yàn)，獲得了鐵精礦鐵品位66.62%、回收率58.38%的良好技術(shù)指標(biāo)，對(duì)處理同類型的鐵礦石具有一定的參考意義。

1 礦石性質(zhì)

礦石主要由鏡鐵礦、赤鐵礦和方解石組成，并含有少量的泥質(zhì)物質(zhì)和石英，其中方解石約占48%。鏡鐵礦呈典型的鱗片狀結(jié)構(gòu)，常與泥質(zhì)灰?guī)r毗連接觸。賦存狀態(tài)有兩種，其一是以浸染狀或薄層狀分布在泥質(zhì)碳酸鹽外層，其集合體相對(duì)集中，這種嵌布特征對(duì)選礦有利；其二是鏡鐵礦以細(xì)粒和極細(xì)粒的狀態(tài)與隱晶質(zhì)細(xì)粒的碳酸鹽混雜構(gòu)成細(xì)粒隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，這種嵌布特征由于鏡鐵礦和方解石顆粒都很細(xì)，方解石很軟，磨礦后易泥化，將對(duì)精礦回收率有不利影響。該礦石多元素化學(xué)分析和鐵物相分析結(jié)果見表1。

表1 原礦鐵物相分析結(jié)果/%

2 選別方案試驗(yàn)

2.1 重選流程試驗(yàn)

原礦中，碳酸鹽類礦物和含鐵礦物密度、硬度差異較大，具備較好的重力分選條件，因此進(jìn)行了重選試驗(yàn)。將原礦磨至不同細(xì)度，采用刻槽搖床進(jìn)行分選，調(diào)節(jié)好沖程、沖次、床面傾角、水量和給礦量等條件，得到的試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 搖床試驗(yàn)結(jié)果/%

從表2可見，在-0.074mm占95%的細(xì)度條件下，通過重選雖然可以得到品位為64.28%的鐵精礦，但鐵精礦回收率較低，僅為19.52%，表明礦石經(jīng)重選難以達(dá)到較好的分選指標(biāo)。而且重選尾礦品位偏高，其原因是原礦經(jīng)磨礦后，鐵礦物的粒度兩極分化嚴(yán)重，部分細(xì)粒鐵礦物損失在礦泥中。

2.2 強(qiáng)磁選試驗(yàn)

由于鏡鐵礦是弱磁性礦物，比磁化率為3.7×10-6m3/kg，在弱磁性礦物中屬于磁性較強(qiáng)的。而方解石是非磁性礦物，用強(qiáng)磁選分離它們是合理的。在磨礦細(xì)度及磁場(chǎng)強(qiáng)度條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，按圖1流程進(jìn)行了強(qiáng)磁選的流程試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 強(qiáng)磁選試驗(yàn)結(jié)果/%

圖1 磁選試驗(yàn)流程

由表3可見，原礦經(jīng)一次強(qiáng)磁粗選、一次強(qiáng)磁精選及一次強(qiáng)磁掃選，可得到品位61.71%、回收率45.35%的鐵精礦，說明鐵礦石中有用礦物和脈石礦物存在較大的磁性差異，強(qiáng)磁選是分離兩者的有效方法。實(shí)際生產(chǎn)中如中，礦再返回粗選作業(yè)，精礦回收率會(huì)有所增加，但品位會(huì)略有下降。因此，為了獲得合格精礦，又進(jìn)行了強(qiáng)磁-重選及強(qiáng)磁-反浮選的試驗(yàn)。

2.3 強(qiáng)磁-重選試驗(yàn)

將原礦磨至細(xì)度-0.074mm占95%，按圖2進(jìn)行了強(qiáng)磁-重選試驗(yàn)。先采用強(qiáng)磁(背景場(chǎng)強(qiáng)1T)拋尾，強(qiáng)磁精礦采用刻槽搖床進(jìn)行分選，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

圖2 強(qiáng)磁-搖床試驗(yàn)流程

表4 強(qiáng)磁-搖床試驗(yàn)結(jié)果/%

由試驗(yàn)結(jié)果知，雖然經(jīng)強(qiáng)磁-搖床選礦可得到品位60%以上的精礦，但精礦回收率較低，且搖床中礦及尾礦品位較高，金屬礦物在尾礦中損失較多，由此知，通過重選很難得到合格精礦。

3.3 強(qiáng)磁-反浮選試驗(yàn)

在-0.074mm占95%的磨礦細(xì)度下，進(jìn)行了強(qiáng)磁(背景場(chǎng)強(qiáng)1T)-反浮選試驗(yàn)，在反浮選藥劑制度和開路試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，按圖3流程進(jìn)行了反浮選閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

圖3 強(qiáng)磁-反浮選閉路試驗(yàn)流程及條件

表5 強(qiáng)磁-反浮選閉路試驗(yàn)結(jié)果/%

由試驗(yàn)結(jié)果知，通過優(yōu)化試驗(yàn)，在磨礦細(xì)度-0.074mm占95%的條件下，通過強(qiáng)磁-反浮選流程，其中反浮選為一粗一精兩次掃選，可獲得品位為66.62%、鐵總回收率58.38%的較好指標(biāo)。

4 結(jié)語(yǔ)

1)礦樣工藝礦物學(xué)分析表明，原礦中含鐵礦物主要為鏡鐵礦和赤鐵礦；脈石礦物主要為方解石、部分泥質(zhì)物質(zhì)和少量石英。其中，一部分鏡鐵礦是以細(xì)粒和極細(xì)粒的狀態(tài)與隱晶質(zhì)細(xì)粒的碳酸鹽混雜構(gòu)成細(xì)粒隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，這種嵌布特征由于鏡鐵礦和方解石顆粒都很細(xì)，磨礦后易泥化，將對(duì)精礦回收率有不利影響。

2)原礦磨至細(xì)度-200目95%，采用搖床選別可獲得64.28%、回收率僅為19.52%的鐵精礦；采用一次粗選、一次精選及一次掃選的強(qiáng)磁流程，可獲得品位61.71%、回收率45.35%的鐵精礦；通過強(qiáng)磁-重選，可獲得品位61.64%、回收率僅17.80%的鐵精礦；通過強(qiáng)磁-反浮選，獲得了鐵精礦品位66.62%、回收率58.38%的較好指標(biāo)。

3)綜合以上試驗(yàn)結(jié)果可知，該類脈石為方解石類碳酸鹽礦物的鏡鐵礦，采用強(qiáng)磁-反浮選可獲得較理想的選別指標(biāo)。

由于目前赤鐵礦反浮選工藝中，針對(duì)脈石為石英類硅酸鹽脈石的研究較多，而對(duì)含有大量鈣類礦物如方解石的赤鐵礦反浮選研究較少，因此，本研究可為該類型礦石的浮選研究提供一定的參考依據(jù)。

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