肯德可克鐵礦石選別流程的分析研究及方案確定

杜玉艷

(蘭州有色冶金設計研究院有限公司，甘肅 蘭州 730000)

肯德可克礦區位于青海省格爾木地區柴達木盆地的南緣西段，是一個以鐵、金礦為主并共(伴)生鈷、鉍、銀、鉛、鋅、銅、鉬、鎳、鎘等十多種礦產組分的綜合型礦床。其最大特點是多種成礦元素即可單獨構成礦體，又可相互共生、伴生。礦床類型獨特且十分復雜，礦區礦體繁多，南北兩個礦帶共圈定鐵及多金屬礦體88個，為一國內罕見、青海省特有的鐵金多金屬礦床。

其中，硫鐵、鉛、鋅礦因品位低，銅、鉬礦因礦量較少，暫時還無法利用；金、鈷、鉍礦體資源因礦石性質復雜，在目前科學技術條件下難選難分，已委托多家研究單位進行試驗研究工作。而鐵礦體屬于矽卡巖型礦石，礦石性質不是很復雜，由青海省原儲量委員會審批的鐵礦石已探明儲量達7107.9萬t，隨著地質勘探工作的進一步深入，資源儲量有望達到3億t左右，是礦區主要價值所在。

2004年，格爾木市政府通過招商引資，與內蒙古慶華集團慶華礦業有限責任公司簽訂勘探開發肯德可克鐵礦資源的項目協議書。蘭州有色冶金設計研究院于2005年受青海慶華礦業有限責任公司的委托，對青海省格爾木市肯德可克鐵礦采選工程進行設計工作。但鐵礦石的選礦試驗研究工作很有限，目前也還無法取得代表性礦樣作詳細的試驗研究，這給我們的設計工作提出了挑戰。本文通過對有限的試驗資料分析研究的基礎上，參考國內外類似礦石性質的生產實踐經驗，針對脫除礦石中干擾選別效果和指標的磁黃鐵礦這一難題，提出了較為合理可行的選別流程方案。

1 肯德可克鐵礦礦石性質

肯德可克礦區鐵礦石屬于矽卡巖型礦石。礦石中最主要的金屬礦物為磁鐵礦、磁黃鐵礦和黃鐵礦，閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦、白鐵礦、赤鐵礦等含量甚少。脈石礦物主要有透輝石、方解石，其次為綠泥石等。

其中礦石中主要有用成分磁鐵礦，含量約50%左右。粒度最大者達1.35mm，最小者為0.005mm，一般為0.074mm。這些微細粒的半自形或他形粒狀的磁鐵礦相互聚集嵌生在一起，而構成大小不等的塊體，此塊體多在1mm以上；另外，少量磁鐵礦不同程度地混雜嵌生于硫化物和脈石礦物中；也有脈狀磁鐵礦充填于脈石礦物粒間者；還有些粒度較大的磁鐵礦中，包含一些形態不規則的細小脈石礦物的殘留體，可能影響磁鐵礦精礦質量的進一步提高。

磁黃鐵礦和黃鐵礦為鐵的主要有害雜質，含量約5%左右。但也可能成為綜合回收的有用成分，其中以磁黃鐵礦為主(約80%左右)，二者常單獨聚集呈脈狀或團塊狀充填，粒度一般較大(0.1～0.5mm)，且常呈集合體出現，集合體多在0.2～3mm之間；有少數呈不規則粒狀充填于磁鐵礦粒間，接觸界限很不規則；其次，偶見有磁黃鐵礦與磁鐵礦呈文象狀嵌布，或磁鐵礦充填于磁黃鐵礦裂隙中，但此部分量甚少，約占5%左右。

2 可選性試驗結果

針對肯德可克礦區鐵礦石，青海省地質局中心實驗室于1979年進行過初步可選性試驗研究。選礦試驗樣由青海省地質局第一地質隊于1979年采取，為化學分析副樣。

試驗單位推薦的工藝流程及條件詳見圖1，試驗指標詳見表1。

圖1 試驗流程及條件

表1 選礦試驗結果

由圖1、表1可以看出：對于肯德可克礦區鐵礦石，采用浮選脫硫、再磨再選流程，便可獲得品位64.49%、回收率86.92%的鐵精礦，階段磨選流程基本適合該礦礦石性質。但當時的試驗目的主要是用于礦床地質評價，資源綜合利用因素占主導作用。若從投資開發的角度考慮，在充分利用礦產資源的基礎上，企業希望盡量獲得最大的經濟效益。試驗流程中所獲得的硫精礦、高硫鐵精礦對肯德可克鐵礦而言，由于汽車運輸距離太長(方圓200km無人煙，距離新興的工業商業基地格爾木市385km)，暫時沒有經濟效益。另外，試驗流程中浮選脫硫作業的設置，也是非常值得分析研究的，對250萬t/a規模的選廠來講，直接會影響到企業的投資和效益。故設計流程應根據項目的具體情況，在試驗流程的基礎上作相應的優化。

3 選別流程方案的選擇與確定

根據礦石性質，設計應該采用階段磨礦階段選別流程。一段磨礦細度為-0.074mm 65%～70%，二段磨礦細度為-0.074mm 95%。

考慮到礦石中的有害礦物磁黃鐵礦和黃鐵礦的嵌布粒度較粗，磁黃鐵礦既具有一定的可浮性，又具有一定的磁性，為此，在粗磨條件下脫硫，一段磨礦后的選別流程有兩個可能的方案。方案Ⅰ：先磁選后浮選脫硫。即先用磁選脫除大部分脈石和一部分硫(黃鐵礦)，然后用浮選脫除磁選粗精礦中的硫(磁黃鐵礦)；方案Ⅱ：先浮選脫硫后磁選。即先用浮選脫除硫(黃鐵礦和磁黃鐵礦)，然后用磁選脫除大部分脈石。兩流程方案在實踐中均有應用，方案Ⅰ的特點是：流程較為簡單，浮選作業處理的礦量少，浮選藥劑用量少，應用較為廣泛。方案Ⅱ的特點是：硫若作為回收的對象，其回收率高。兩方案工藝流程見圖2、圖3。兩方案的詳細比較結果見表2。

由表2可以看出，方案Ⅰ經濟上明顯優于方案Ⅱ，設計應采用方案Ⅰ，即先磁選后浮選脫硫的選別流程。具體流程結構為二次磁選，磁選粗精礦浮選脫硫采用一次粗選、二次掃選、一次精選。脫硫后的粗精礦進入第二段磨礦分級作業，旋流器溢流再經過二次磁選得到鐵精礦。

圖2 方案Ⅰ工藝流程

圖3 方案Ⅱ工藝流程

表2 兩選別流程方案比較

4 結 論

從設計的角度出發，流程的確定應基于具有代表性礦樣的相應深度的試驗資料。但市場經濟條件下，一些民營企業家敢于承擔風險。在基礎資料非常有限的條件下，需要技術人員盡量確定

出技術上可行、經濟上合理的流程方案。從某種角度來講，這對我們選礦工作提出了更高的要求。

本項目在初步可選性試驗資料的基礎上，設計流程作了如上所述的優化和改進。①未產硫精礦和高硫鐵精礦，產品方案只有TFe品位61.5%的鐵精礦；②將先浮后磁流程改為先磁后浮，節省了許多浮選機槽數和浮選藥劑消耗量。

上述設計流程的優化和改進，從理論上分析是可行的，但仍需試驗的驗證。筆者已建議投資企業在可能采取代表性礦樣時進行驗證試驗，以便設計工作建立在可靠的科學依據之上。同時，通過本文的內容闡述，也希望同行專家學者給予賜教與指導，給我們的方案提出建設性意見。

[1] 選礦設計手冊編委會.選礦設計手冊[M].北京：冶金工業出版社，1988，7.

[2] 青海省地質局中心實驗室.青海省格爾木市肯德可克鐵礦初步可選性試驗報告[R].1979.