王建中 郭 鵬

(太原鋼鐵(集團(tuán))有限公司礦業(yè)分公司尖山鐵礦，山西 太原 030300)

0 引言

近年來(lái),我國(guó)鋼鐵工業(yè)迅猛發(fā)展，對(duì)鐵礦石的需求也日益增長(zhǎng),其中磁鐵礦石在中國(guó)鐵礦石資源中占有重要的地位[1-3]。通過(guò)近年來(lái)持續(xù)研究與攻關(guān)，貧細(xì)雜難選鐵礦石選礦技術(shù)獲得了可喜的進(jìn)展[4]，但由于受礦石性質(zhì)復(fù)雜多變的影響，不少“貧、細(xì)、雜”的鐵礦資源利用率仍較低，因此深入進(jìn)行磁鐵礦選礦技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)前景廣闊。

閃石型細(xì)粒磁鐵礦脈石礦物主要是石英和角閃石等硅酸鹽礦物，一般硅酸鐵含量較高，磁鐵礦呈中粒到細(xì)粒嵌布，實(shí)踐中有采用弱磁選與浮選聯(lián)合流程分選的成功實(shí)例，但浮選流程較為復(fù)雜，其固有的礦漿加熱及藥劑添加會(huì)帶來(lái)環(huán)保問(wèn)題[5],同時(shí)工序成本較高[6]。該項(xiàng)目立足某細(xì)粒閃石型礦石性質(zhì)特點(diǎn)，進(jìn)行了全弱磁選流程研究與工業(yè)實(shí)踐，旨在探索一條針對(duì)該類磁礦高效選礦的新流程。

1 礦石性質(zhì)

1.1 化學(xué)組成分析

為確定原礦的化學(xué)組成、礦物賦存狀態(tài)及含量，進(jìn)行了化學(xué)多元素分析及鐵物相組成分析，分析結(jié)果分別見(jiàn)表1和表2。

表1 原礦多元素分析結(jié)果 %

表2 原礦鐵物相分析結(jié)果 %

分析可知：①原礦中TFe品位28.45%，判定可供選礦回收的主要組分是鐵元素。②鐵元素主要賦存于磁鐵礦，其次在含鐵硅酸鹽礦中。③硅酸鐵中鐵含量4.88%,且TFe與SFe差值遠(yuǎn)大于2%，判定脈石礦物組分主要是閃石類礦物及石英。④有害雜質(zhì)硫、磷含量均很低。

1.2 礦物的產(chǎn)出形式

磁鐵礦主要呈稠密浸染條帶狀、中等稠密浸染條帶狀和稀疏～星散浸染條帶狀等不同形式充填于以石英、閃石為主的脈石礦物中，條帶寬度不等，一般多介于0.05～1.5 mm之間。隨著浸染密度的降低，磁鐵礦不僅分散程度增高、粒度明顯變細(xì)，而且與脈石礦物之間的嵌布關(guān)系復(fù)雜，亦可見(jiàn)個(gè)別磁鐵礦顆粒內(nèi)部包裹大量微粒脈石礦物。

1.3 礦物的結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石構(gòu)造類型主要是浸染狀構(gòu)造或浸染條帶狀構(gòu)造，少部分呈浸染條紋狀構(gòu)造，特征是磁鐵礦條帶與以石英、閃石為主的脈石條帶相間排列分布。

1.4 嵌布特征

磁鐵礦嵌布不均勻，且粒度極為細(xì)小，分布于0.037 mm以下占比達(dá)12.12%，屬細(xì)粒～微細(xì)粒嵌布的范疇。

2 選礦試驗(yàn)

2.1 -3 mm預(yù)選試驗(yàn)

依據(jù)礦石性質(zhì)特點(diǎn)，進(jìn)行了-3 mm濕式弱磁筒式預(yù)磁選拋尾試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 -3 mm預(yù)弱磁拋尾試驗(yàn)結(jié)果 %

由表3可知，將原礦粉碎至-3 mm，在0.2 T場(chǎng)強(qiáng)條件下，采用濕式預(yù)選拋尾工藝，拋出產(chǎn)率為33.53%、TFe品位為11.70%的粗粒尾礦，磁性鐵損失為1.96%，入磨品位提高了8.45%，磁性鐵作業(yè)回收率98.04%。

2.2 預(yù)磁粗精礦選礦試驗(yàn)

對(duì)預(yù)選粗精礦進(jìn)行球磨磁選試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 粗精礦磨選試驗(yàn)結(jié)果

由表4可知,將預(yù)選粗精礦磨礦至-0.075 mm占87.5%粒級(jí)水平，在180 mT磁場(chǎng)強(qiáng)度條件下進(jìn)行磁選試驗(yàn)，精礦TFe品位51.57%,精礦磁性鐵作業(yè)回收率99.23%。

2.3 粗精礦再磨再選試驗(yàn)

對(duì)第一段磨礦細(xì)度-0.075 mm占87%左右經(jīng)過(guò)弱磁選得到的弱磁粗精礦，進(jìn)行了再段細(xì)磨弱磁選別試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 粗精礦再磨再選試驗(yàn)結(jié)果

由表5可知,一段磨礦的粗精礦進(jìn)行兩階段細(xì)磨弱磁選，在200 mT磁場(chǎng)強(qiáng)度條件下，精礦TFe品位62.58%,精礦磁性鐵作業(yè)回收率97.50%。

2.4 淘洗精選試驗(yàn)

對(duì)TFe品位62.58%、-0.037mm粒級(jí)含量占92.02%的再磨精礦進(jìn)行淘洗精選，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。

由表6可知,對(duì)TFe品位62.58%、-0.037 mm粒級(jí)含量占92.02%的再磨精礦進(jìn)行淘洗精選試驗(yàn)，可獲得TFe品位65.20%、MFe作業(yè)回收率95.38%的淘洗精礦。

表6 淘洗精選試驗(yàn)結(jié)果

2.5 試驗(yàn)結(jié)論

1)-3mm原礦濕式弱磁預(yù)選效果顯著，拋出的尾礦產(chǎn)率達(dá)到33.53%，入球磨品位提高8個(gè)百分點(diǎn)左右，由于粒度較粗，工藝管道設(shè)計(jì)、設(shè)備選型時(shí)需要充分考慮其耐磨性，以及保證物料輸送的通道順暢。

2)階段磨礦、階段弱磁選工藝可以有效提高精礦品位，且保證較高的金屬回收率。

3)筒式弱磁-淘洗精選流程可以有效緩解細(xì)粒貧連生體磁夾雜的問(wèn)題，起到提質(zhì)降雜的作用。

4)在細(xì)磨流程中，需要慎重考慮細(xì)碎分級(jí)設(shè)備的選擇。

3 工業(yè)實(shí)踐概況

3.1 工藝原則流程

在對(duì)礦石性質(zhì)綜合研判的基礎(chǔ)上，依據(jù)選礦試驗(yàn)研究的成果，擬定并實(shí)施了“濕式預(yù)選-三段階磨弱磁-淘洗精選” 的選礦流程，工藝原則流程見(jiàn)圖1。

圖1 工藝原則流程圖

流程概述：來(lái)自膠帶-緩沖料倉(cāng)系統(tǒng)的原礦石(塊度300 mm-0)首先給入半自磨-直線振動(dòng)篩濕式閉路系統(tǒng)粉碎，其篩下產(chǎn)品(-3 mm)通過(guò)粗顆粒永磁弱磁預(yù)選機(jī)拋尾，預(yù)選精礦通過(guò)球磨-水力旋流器系統(tǒng)閉路磨礦分級(jí)，旋流器溢流再進(jìn)行常規(guī)濕式磁選，然后磁選精礦通過(guò)兩段球磨-旋流-弱磁選實(shí)現(xiàn)細(xì)磨階選，細(xì)磨精礦最后通過(guò)全自動(dòng)淘洗機(jī)精選降雜，以脫除微細(xì)粒貧連生體，最終獲得合格精礦產(chǎn)品。

3.2 主體設(shè)備選擇

主體設(shè)備選擇分別見(jiàn)表7、表8及表9。

表7 碎磨設(shè)備選型

表8 分級(jí)設(shè)備選型

表9 磁選設(shè)備選型

3.3 工業(yè)試驗(yàn)指標(biāo)

該試驗(yàn)流程建成后經(jīng)調(diào)試，關(guān)鍵指標(biāo)見(jiàn)表10。

由表10可知，該“濕式預(yù)選-階磨弱磁-淘洗精選” 的選礦流程建成后，精礦產(chǎn)率28.90%，精礦TFe品位達(dá)到65.28%，SiO2含量8.58%，MFe回收率91.31%，獲得了較好指標(biāo)。

表10 全弱磁選流程主要技術(shù)指標(biāo) %

4 結(jié)語(yǔ)

某閃石型磁鐵礦嵌布粒度極細(xì)，嵌布關(guān)系復(fù)雜，鐵硅酸鹽含量高，磁性鐵僅占71%左右，而硅酸鐵高達(dá)17%左右，由于硅酸鐵與赤褐鐵性質(zhì)相近，故弱磁性鐵礦物的回收難度大。因此，對(duì)此類礦石以回收強(qiáng)磁性鐵礦物為主，但選比較大，常規(guī)選礦工藝精礦成本相對(duì)較高，故能否實(shí)現(xiàn)粗粒預(yù)選、階磨階選、高效精選是該礦石能否經(jīng)濟(jì)高效開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵。項(xiàng)目著重進(jìn)行了預(yù)選研究，并在常規(guī)的階段磨礦-階段弱磁選基礎(chǔ)上，對(duì)弱磁精礦進(jìn)行了淘洗精選試驗(yàn)，為大規(guī)模工業(yè)化低成本開(kāi)發(fā)提供了可供借鑒的參考經(jīng)驗(yàn)。