李慧春，沈 忠，梁秀艷

（酒鋼集團(tuán)采購(gòu)供應(yīng)分公司，甘肅 嘉峪關(guān)735100）

鏡鐵礦是一種難選紅鐵礦石，其礦物組成復(fù)雜，礦物嵌布粒度細(xì)，礦物顆粒純度低，且存在有用礦物與脈石礦物比磁化系數(shù)、密度等物理參數(shù)相近或有交叉現(xiàn)象［1-3］。采用強(qiáng)磁選工藝處理鏡鐵礦粉礦時(shí)，強(qiáng)磁選精礦指標(biāo)不佳，全鐵品位低于46%、回收率低于65%［4-6］。實(shí)踐表明，磁化焙燒是處理此類礦石的有效方法［7-9］。目前國(guó)內(nèi)規(guī)模化生產(chǎn)的磁化焙燒設(shè)備有豎爐、回轉(zhuǎn)窯等。豎爐只能焙燒+15 mm塊礦，-15 mm粉礦仍采用強(qiáng)磁選工藝回收，粉礦工藝生產(chǎn)的鐵精礦品位和回收率均比塊礦工藝低12～13個(gè)百分點(diǎn)，嚴(yán)重影響了資源回收利用和后續(xù)冶煉工序的效率［8］。近年來，大型回轉(zhuǎn)窯磁化焙燒技術(shù)與成套裝備在處理中低品位菱鐵礦、褐鐵礦的工業(yè)試驗(yàn)中取得了圓滿成功，為綜合回收處理難選氧化鐵礦石提供了良好途徑［9-11］。本文針對(duì)全粒級(jí)鏡鐵礦，采用回轉(zhuǎn)窯磁化焙燒?磁選工藝進(jìn)行試驗(yàn)研究。研究成果可為拓展回轉(zhuǎn)窯磁化焙燒應(yīng)用領(lǐng)域積累基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，也可為同類難選鐵礦石綜合利用提供參考。

1 試驗(yàn)原料

試驗(yàn)原料取自鏡鐵山鐵礦。該礦石礦物組成復(fù)雜，其化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1。從表1可看出，鏡鐵礦含有多種元素，其中礦石全鐵含量31.45%，脈石礦物為SiO2、Al2O3、CaO和MgO。礦石中鐵是選礦富集回收的主要對(duì)象，礦石中有害雜質(zhì)磷、硫含量較低。綜合化學(xué)成分特點(diǎn)，可認(rèn)為區(qū)內(nèi)礦石屬低磷、硫的富硅單一貧鐵礦石，需經(jīng)選礦加工富集才能入爐冶煉。

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）／%

5～15 mm粒級(jí)和1～5 mm粒級(jí)鏡鐵礦主要礦物含量分析結(jié)果見表2。從表2可知，2種不同粒度礦石中，鐵均以赤（鏡）鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦、磁鐵礦和黃鐵礦等相態(tài)形式出現(xiàn)，主要以高價(jià)氧化鐵形式賦存在赤（鏡）鐵礦中；2種不同粒度礦石脈石礦物含量較為接近。

表2 主要礦物組成（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）／%

綜上可知，區(qū)內(nèi)礦石屬低磷、硫的富硅單一貧鐵礦石，鐵以赤褐鐵礦形式為主，其次為碳酸鐵，兩者中鐵占總鐵含量比例大于95%；礦石中金屬礦物主要為赤鐵礦、褐鐵礦，少量磁鐵礦、菱鐵礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦，偶見黃銅礦、方鉛礦、銅藍(lán)等。礦石中脈石礦物以石英為主，其次還有重晶石、白云母，偶見碳質(zhì)石墨零星分布。

2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)流程如圖1所示。

圖1 回轉(zhuǎn)窯磁化焙燒?弱磁選試驗(yàn)流程

3 試驗(yàn)結(jié)果及討論

3.1 磁化焙燒試驗(yàn)

3.1.1 焙燒溫度對(duì)分選指標(biāo)的影響

焙燒時(shí)間30 min、不同焙燒溫度條件下進(jìn)行磁化焙燒試驗(yàn)，焙燒礦經(jīng)水淬、烘干后，磨至-0.048 mm粒級(jí)占80%，在磁場(chǎng)強(qiáng)度120 kA／m下進(jìn)行磁選管弱磁選試驗(yàn)，焙燒溫度對(duì)不同粒級(jí)焙燒礦和弱磁選精礦指標(biāo)的影響如圖2所示。由圖2可知，在試驗(yàn)范圍內(nèi)，焙燒溫度對(duì)焙燒礦鐵品位和磁化率以及弱磁選精礦鐵品位影響不明顯，焙燒溫度升高，弱磁選精礦鐵回收率呈先增加而后下降的趨勢(shì)；隨給礦粒度增加，焙燒礦鐵品位和磁化率以及弱磁選精礦鐵品位均呈增加趨勢(shì)，弱磁選精礦鐵回收率呈先增加后下降的趨勢(shì)。綜合考慮，選擇焙燒溫度820℃。

圖2 焙燒溫度對(duì)焙燒礦和弱磁選精礦指標(biāo)的影響

3.1.2 焙燒時(shí)間對(duì)分選指標(biāo)的影響

焙燒溫度820℃，其他條件不變，研究了焙燒時(shí)間對(duì)焙燒礦和弱磁選精礦指標(biāo)的影響，結(jié)果如圖3所示。由圖3可知，隨著焙燒時(shí)間增加，0～1 mm粒級(jí)焙燒礦鐵品位稍有增加，另兩個(gè)粒級(jí)焙燒礦鐵品位呈先增加后降低的趨勢(shì)；0～1 mm粒級(jí)弱磁選精礦鐵品位和鐵回收率均稍有增加，另兩個(gè)粒級(jí)弱磁選精礦鐵品位均呈先增加后降低的趨勢(shì)；回收率變化規(guī)律不明顯。綜合分析，選擇焙燒時(shí)間30 min。

圖3 焙燒時(shí)間對(duì)焙燒礦及弱磁選精礦指標(biāo)的影響

3.2 弱磁選試驗(yàn)

3.2.1 磨礦細(xì)度對(duì)分選指標(biāo)的影響

焙燒溫度820℃、焙燒時(shí)間30 min，進(jìn)行磁化焙燒，焙燒礦經(jīng)水淬、烘干后，磨至不同細(xì)度，進(jìn)行磁場(chǎng)強(qiáng)度120 kA／m的磁選管弱磁選試驗(yàn)，考察磨礦細(xì)度對(duì)分選指標(biāo)的影響，結(jié)果如圖4所示。由圖4可知，隨著磨礦細(xì)度增大，弱磁選精礦品位和鐵回收率均增加。對(duì)比不同磨礦細(xì)度對(duì)分選指標(biāo)的影響結(jié)果，選擇磨礦細(xì)度-0.048 mm粒級(jí)占80%。

圖4 磨礦細(xì)度對(duì)弱磁選精礦指標(biāo)的影響

3.2.2 給礦粒級(jí)對(duì)分選指標(biāo)的影響

焙燒溫度820℃、焙燒時(shí)間30 min，進(jìn)行磁化焙燒試驗(yàn)，焙燒礦經(jīng)水淬、烘干后，磨至-0.048 mm粒級(jí)占80%，在磁場(chǎng)強(qiáng)度120 kA／m條件下進(jìn)行磁選管弱磁選試驗(yàn)，給礦粒級(jí)對(duì)弱磁選精礦指標(biāo)的影響如表3所示。由表3可知，隨給礦粒級(jí)增加，焙燒礦鐵品位和磁化率變化規(guī)律性不明顯，但弱磁選精礦鐵品位變化不大，弱磁選精礦鐵回收率呈先增加而后下降的趨勢(shì)，其中1～5 mm粒級(jí)弱磁選精礦鐵品位57.52%、回收率90.64%。

表3 給礦粒級(jí)對(duì)焙燒礦和弱磁選精礦指標(biāo)的影響

3.3 回轉(zhuǎn)窯磁化焙燒?磁選綜合試驗(yàn)

焙燒溫度820℃、焙燒時(shí)間30 min，進(jìn)行磁化焙燒綜合試驗(yàn)。焙燒礦經(jīng)水淬、烘干后，磨至-0.048 mm粒級(jí)占80%，在磁場(chǎng)強(qiáng)度120 kA／m條件下進(jìn)行磁選管弱磁選，回轉(zhuǎn)窯磁化焙燒綜合試驗(yàn)結(jié)果見表4。從試驗(yàn)結(jié)果和試驗(yàn)現(xiàn)象可知：①給礦粒級(jí)0～0.5 mm所得弱磁選精礦平均全鐵品位57.27%、平均鐵回收率83.24%；0.5～1.0 mm粒級(jí)所得弱磁選精礦平均全鐵品位57.55%、平均鐵回收率82.92%；給礦粒級(jí)1～5 mm所得弱磁選精礦平均全鐵品位57.58%、平均鐵回收率89.31%，給礦粒級(jí)5～15 mm所得弱磁選精礦全鐵品位58.36%、鐵回收率84.40%。②鏡鐵礦全粒級(jí)磁化焙燒，可以獲得較好的焙燒效果，全粒級(jí)弱磁選精礦平均全鐵品位57.70%、平均回收率84.97%。

表4 回轉(zhuǎn)窯磁化焙燒?磁選穩(wěn)定試驗(yàn)結(jié)果

4 結(jié) 論

1）區(qū)內(nèi)礦石屬低磷、硫的富硅單一貧鐵礦石，鐵以赤褐鐵礦形式為主；礦石中鐵礦物主要為赤（鏡）鐵礦、褐鐵礦，少量磁鐵礦、菱鐵礦、黃鐵礦等，礦石中脈石礦物以石英為主。

2）通過條件試驗(yàn)確定了適宜的試驗(yàn)條件：焙燒溫度820℃、焙燒時(shí)間30 min、磨礦細(xì)度-0.048 mm粒級(jí)占80%、磁場(chǎng)強(qiáng)度120 kA／m，該條件下給礦粒級(jí)0～0.5 mm所得弱磁選精礦平均全鐵品位57.27%、平均鐵回收率83.24%，0.5～1.0 mm粒級(jí)所得弱磁選精礦平均全鐵品位57.55%、平均鐵回收率82.92%，給礦粒級(jí)1～5 mm所得弱磁選精礦平均全鐵品位57.58%、平均鐵回收率89.31%，給礦粒級(jí)5～15 mm所得弱磁選精礦平均全鐵品位58.36%、鐵回收率84.40%；全粒級(jí)弱磁選精礦平均全鐵品位57.70%、平均回收率84.97%。