難選赤褐鐵礦焙燒-磁選探索性試驗研究

關 翔

(新疆鋼鐵雅滿蘇礦業有限責任公司， 新疆 哈密 839126)

新疆某鐵礦礦石鐵品位在24.05 %左右, 主要為弱磁性氧化礦物, SiO2和Al2O3含量分別為22.92 %、5.88 % , 泥性物質含量高。但由于其磁性弱, 常規磁選方法難以選別。受公司委托, 對某鐵礦石進行選礦可選性初步考查, 通過對該礦石的礦物工藝學研究、焙燒-磁選等方法試驗研究,確定磁化焙燒三段磨礦磁選為最佳選別方案, 達到如下指標: 鐵精礦產率27.96%，品位58.25%，回收率66.00%。

1 礦石性質

1.2 光譜分析

1.3 化學多元素分析

表1 原礦光譜分析結果

表2 原礦化學多元素分析/%

1.4 鐵物相分析

原礦物質組成小結：①赤褐鐵礦和菱鐵礦組成，含鐵各占百分之五十左右，根據原礦工藝礦物學研究，赤褐鐵礦由菱鐵礦次生氧化而成；②含有近五分之一的泥質礦物；③原礦含鐵較貧，含硫磷較低，(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)=46.08%。

表3 原礦鐵物相分析/%

2 磁化焙燒磁選工藝試驗

2.1 磁化焙燒磁選磨礦細度條件試驗

固定焙燒條件：焙燒溫度750℃，焙燒時間30min。

焙燒用還原劑為山西靈石南王中煤粉，粒度2～0mm，含碳40.8%，灰分32.2%。

固定磁選條件：磁場強度120kA/m(0.15T)。

試驗流程如圖1所示，試驗結果見表5。

圖1 焙燒磁選磨礦細度試驗流程

表4焙燒產物磨礦細度與磨礦時間關系表

磨礦時間/min34.569磨礦細度/%-200目76.2588.0095.0082.00%-325目

表5 焙燒磁選磨礦細度條件試驗結果響

討論：

①由表5試驗結果看出，隨磨礦細度的增加，磁選精礦品位呈現不斷提高的趨勢，回收率亦不降低。②在本次試驗的最高磨礦細度(82%-325目)條件下，仍未能獲得較高的精礦品位，反映出礦物嵌布粒度極細的特點。暫在磨礦細度82.00%-325目下進行其他工藝條件的試驗，磨礦細度條件尚需朝更細的方向繼續進行試驗。

2.2 磁化焙燒溫度與焙燒時間條件試驗

試驗流程如圖2所示，試驗結果見表6。

圖2 焙燒溫度與時間條件試驗流程

小結：適宜焙燒溫度為800℃，適宜焙燒時間為30min。

2.3 磁化焙燒磁選磨礦細度條件補充試驗

在確定了適宜焙燒溫度800℃和焙燒時間30min的情況下，繼續試驗2.1的磨礦細度條件試驗。

不同磨礦時間的磨礦產物粒度篩析的結果如表7所示，不同磨礦細度條件下的試驗結果見表8。

圖3 焙燒磁選磨礦細度條件補充試驗流程

討論：隨著磨礦細度的提高，磁選精礦的品位呈非常緩慢的上升趨勢，即使磨礦細度已達到85.6%-500目，也看不到這種趨勢的終止，顯示出細磨的必要性。焙燒礦嬌頑力很強，在如此高的細度下，磁團聚對精礦品位的影響是很嚴重的，有必要進行階段磨礦磁選精選。

表6 焙燒溫度與時間條件試驗結果

表7 焙燒溫度800℃、焙燒時間30min的焙燒產物不同磨礦時間的磨礦產物篩析結果

2.4 磁化焙燒階段磨礦選別試驗

2.4.1 磁化焙燒兩段磨礦磁選

試驗流程和試驗結果，分別如圖4和表9所示。

討論：將表9和表8的結果相對比，看出在達到相同的最終磨礦細度的條件下，階段磨礦磁選的指標明顯優于連續磨礦磁選的指標。

圖4 磁化焙燒兩段磨礦磁選試驗流程

表8焙燒磁選磨礦細度條件補充試驗結果

磨礦細度/%-0.0308mm(500目)產物名稱產率/%品位/%回收率/%71.0磁粗精32.5053.2165.88磁粗尾67.5013.2734.12焙燒原礦100.0026.25100.0079.0磁粗精30.0053.7961.47磁粗尾70.0014.4538.53焙燒原礦100.0026.25100.0082.0磁粗精30.0053.7561.43磁粗尾70.0014.4638.57焙燒原礦100.0026.25100.0085.6磁粗精31.2553.8664.12磁粗尾68.7513.7035.88焙燒原礦100.0026.25100.00

表9 磁化焙燒兩段磨礦磁選試驗結果

2.4.2 磁化焙燒三段磨礦磁選

試驗流程和試驗結果，分別如圖5和表10～表13所示。將磁化焙燒三段磨礦磁選試驗結果中的主要數據，匯總于表14～15。磁化焙燒三段磨礦磁選試驗小結：①關于二次再磨細度，顯而易見越細越利于提高三磁精的品位。試驗結果亦表明，該鐵礦石嵌布粒度極細的特點。考慮生產的實際，確定二次再磨適宜細度為95%-500目。②關于二次再磨磁選的場強，降低場強，三磁精的品位有一定的提高，但回收率的損失較大。二次再磨磁選的場強仍應根據需要確定：當提高精礦品位為主要矛盾的時候，應適當降低其場強；當保回收率為主要矛盾的時候，應適當提高其場強。③表14中的四組試驗，粗磨和一次再磨磁選的工藝條件完全相同，但出現了指標較大的差別。前兩組粗精和二磁精的品位較后兩組高，但回收率卻較后兩組低，這是因操作控制難以穩定所致。同時，也反映出焙燒礦的特點，即磁性低于天然磁鐵礦而嬌頑力大于天然磁鐵礦，容易出現品位與回收率的波動。④試驗結果表明，對于低品位(TFe 24%)褐鐵礦，采用磁化焙燒三段磨礦磁選工藝，可獲得品位58%以上、回收率大于60%的鐵精礦。

3 結論

磁化焙燒適宜工藝條件：焙燒溫度800℃，焙燒時間30min，煤粉添加量6%，原礦經磁化焙燒后重量平均減少6%。

將磁化焙燒磁選工藝試驗各種方案的主要工藝條件及指標匯總于表15。

圖5 磁化焙燒三段磨礦磁選試驗流程

表10磁化焙燒三段磨礦磁選試驗結果(1)

試驗條件產物名稱產率/%作業對焙燒礦品位/%回收率/%作業對原礦一段磨礦磁選磨礦細度86.5%-200目磁場強度127kA/m(0.16T)粗磁精43.6243.6245.7476.0076.00粗磁尾56.3856.3811.1724.0024.00焙燒礦100.00100.0026.25100.00100.00一次再磨磁選磨礦細度74%-500目磁場強度120kA/m(0.15T)二磁精77.2033.6755.4293.5471.09二精尾22.809.9512.966.464.91粗磁精100.0043.6245.74100.0076.00二次再磨磁選磨礦細度95%-500目磁場強度120kA/m(0.15T)三磁精88.3329.7458.2592.8466.00三精尾11.673.9334.007.165.09二磁精100.0033.6755.42100.0071.09

表11 磁化焙燒三段磨礦磁選試驗結果(2)

表12 磁化焙燒三段磨礦磁選試驗結果(3)

表13 磁化焙燒三段磨礦磁選試驗結果(4)

表14 磁化焙燒三段磨礦磁選試驗主要數據匯總

表15 磁化焙燒磁選工藝試驗各方案的主要工藝條件及指標匯總

由表15看出：①磁化焙燒-一段磁選指標較差，即使磨礦細度，達到85.6%-500目已經很細的程度，指標仍遠低于最終磨礦細度還低于該細度的兩段磁選指標。②對于該鐵礦石，由于嵌布粒度極細，精礦品位的提高很難，且隨著品位的提高回收率的損失增加顯著。因此，磁化焙燒兩段磁選、磁化焙燒三段磁選和磁化焙燒三段磁選-反浮選都可作為可選方案。具體選擇哪一方案，應根據實際情況確定，主要是用戶對精礦品位的要求。

若品位要求達到55%，可選焙燒-兩段磁選，回收率可達70%以上；若品位要求達到58%，可選焙燒-三段磁選，回收率可達60%以上。

[1] 周建軍，朱慶山，王化軍，等.某鮞狀高磷赤、褐鐵礦回轉窯磁化焙燒試驗研究[J].過程工程學報，2009(2)：307-313.

[2] 張漢泉，任亞峰，管俊芳.難選赤褐鐵礦焙燒-磁選試驗研究[J].中國礦業，2006，15(5)：44-48.