遼寧某深埋鐵礦石選礦試驗(yàn)

袁 帥 李艷軍 劉 杰 劉雙安

(1.東北大學(xué)資源與土木工程學(xué)院，遼寧 沈陽 110819；2.鞍鋼集團(tuán)礦業(yè)設(shè)計(jì)研究院，遼寧 鞍山 114021)

遼寧某深埋鐵礦石選礦試驗(yàn)

袁 帥1李艷軍1劉 杰1劉雙安2

(1.東北大學(xué)資源與土木工程學(xué)院，遼寧 沈陽 110819；2.鞍鋼集團(tuán)礦業(yè)設(shè)計(jì)研究院，遼寧 鞍山 114021)

采用磨礦—弱磁選—中強(qiáng)磁選—中強(qiáng)磁選精礦再磨后反浮選工藝流程對(duì)遼寧某深埋鐵礦石進(jìn)行了選礦工藝研究。結(jié)果表明，對(duì)鐵品位為29.22%、赤褐鐵占總鐵67.76%、脈石礦物以石英為主的試樣，在磨礦細(xì)度為-0.043 mm占75%的情況下，經(jīng)1次弱磁選(磁場(chǎng)強(qiáng)度為95.50 kA/m)。1次中強(qiáng)磁選，中強(qiáng)磁選精礦再磨至-0.038 mm占90%后經(jīng)1粗1精3掃、中礦順序返回反浮選，弱磁選精礦與反浮選精礦合并為最終精礦，其鐵品位為67.26%、鐵回收率為84.68%。試驗(yàn)指標(biāo)理想，工藝流程簡(jiǎn)單，可作為該鐵礦石資源開發(fā)利用的依據(jù)。

赤褐鐵礦 階段磨選 弱磁選 中強(qiáng)磁選 反浮選

我國(guó)鐵礦石資源具有分布廣、規(guī)模較小、品位低、礦石性質(zhì)差異大、加工難度較高等特點(diǎn)。我國(guó)選礦技術(shù)工作者面對(duì)這樣的資源，經(jīng)過數(shù)10年的不懈努力，較好地解決了貧赤鐵礦石等復(fù)雜難選鐵礦石的選礦問題，極大地推動(dòng)了世界鐵礦石選礦技術(shù)的進(jìn)步[1-4]。

遼寧某鐵礦是近年發(fā)現(xiàn)的世界級(jí)特大型深埋地下鐵礦，礦石鐵品位較低，屬典型的鞍本地區(qū)貧礦資源。本研究在以往的鐵礦石選礦研究成果的基礎(chǔ)上[5-8]，借鑒國(guó)內(nèi)外相關(guān)先進(jìn)技術(shù)，對(duì)該深埋鐵礦石進(jìn)行了選礦試驗(yàn)。

1 試 樣

試樣主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表 1，XRD圖譜見圖1，鐵物相分析結(jié)果見表2。

表1 試樣主要化學(xué)成分分析結(jié)果

Table 1 Chemical composition analysisresults of the sample %

圖1 試樣的XRD圖譜Fig.1 XRD pattern of the sample ●—石英；▼—赤鐵礦；■—磁鐵礦表2 試樣鐵物相分析結(jié)果

Table 2 Iron phase analysis resultsof the sample %

由表1可知，試樣鐵品位為29.22%，是礦石中唯一有回收價(jià)值的元素，硫、磷等有害元素含量不高。

由圖1可知，試樣中的主要礦物為石英、赤鐵礦、磁鐵礦。

由表2可知：試樣中的鐵主要以赤褐鐵的形式存在，占總鐵的67.76%；磁性鐵僅占總鐵的14.51%。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 中強(qiáng)磁磁選試驗(yàn)

由于試樣中磁性鐵僅占總鐵的14.51%，赤褐鐵占總鐵的67.76%，因此，用赤褐鐵磁選精礦指標(biāo)來選擇、確定試樣的合適磨礦細(xì)度比用弱磁選精礦指標(biāo)更合理。探索試驗(yàn)表明，試樣在磨礦細(xì)度為-0.043 mm占70%以上的情況下，1次弱磁選即可獲得鐵品位達(dá)63%以上、鐵回收率14%左右的弱磁選精礦。該弱磁選精礦鐵品位不低，為了簡(jiǎn)化流程、降低后續(xù)選別工藝的處理量和處理成本，因此，弱磁選精礦將作為最終精礦的一部分。基于這樣的考慮，后續(xù)條件試驗(yàn)將不考慮弱磁選作業(yè)及其影響。

中強(qiáng)磁磁選試驗(yàn)采用1次粗選流程，見圖2。

2.1.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

磨礦細(xì)度試驗(yàn)的中強(qiáng)磁磁場(chǎng)強(qiáng)度為358.28 kA/m，中強(qiáng)磁精礦指標(biāo)見圖3。

由圖3可知，隨著磨礦細(xì)度的提高，中強(qiáng)磁精礦鐵品位先上升后微幅下降，鐵回收率先下降后走平。綜合考慮，確定磨礦細(xì)度為-0.043 mm占75%。

圖2 中強(qiáng)磁磁選試驗(yàn)流程Fig.2 Middle-high intensity magnetic separation process

圖3 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果Fig.3 Test results at different grinding fineness■—品位；▼—回收率

該磨礦細(xì)度下的弱磁精礦產(chǎn)率為6.67%、鐵品位為63.42%、鐵回收率為14.18%。

2.1.2 中強(qiáng)磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)

中強(qiáng)磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)的磨礦細(xì)度為-0.043 mm占75%，試驗(yàn)結(jié)果見圖4。

圖4 中強(qiáng)磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果Fig.4 Test results at different intensity formiddle-high intensity magnetic separation■—品位；▼—回收率

由圖4可知，隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的提高，中強(qiáng)磁精礦鐵品位下降，鐵作業(yè)回收率上升。綜合考慮，確定中強(qiáng)磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度為318.47 kA/m，對(duì)應(yīng)的精礦鐵品位為35.50%、對(duì)原礦鐵回收率為80.76%。

2.2 中強(qiáng)磁精礦再磨—反浮選條件試驗(yàn)

中強(qiáng)磁精礦再磨—反浮選條件試驗(yàn)流程見圖5，條件試驗(yàn)中藥劑用量對(duì)反浮選給礦計(jì)。

圖5 反浮選條件試驗(yàn)流程Fig.5 Flowsheet of reverse flotation process

2.2.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

磨礦細(xì)度試驗(yàn)的鐵礦物抑制劑淀粉用量為1 000 g/t，石英活化劑CaO用量為1 000 g/t，捕收劑RA715粗選用量為1 000 g/t、精選用量為200 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見圖6。

圖6 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果Fig.6 Test results at different grinding fineness■—品位；▼—回收率

由圖6可知，隨著再磨細(xì)度的提高，反浮選精礦鐵品位先上升后下降，鐵回收率下降。綜合考慮，確定再磨細(xì)度為-0.038 mm占90%。

2.2.2 淀粉用量試驗(yàn)

淀粉在鐵礦物表面有很強(qiáng)的吸附能力，使鐵礦物表面形成親水薄膜，因此，淀粉是鐵礦物反浮選中最常用的抑制劑。淀粉用量試驗(yàn)的再磨細(xì)度為-0.038 mm占90%，CaO用量為1 000 g/t、粗選RA715用量為1 000 g/t、精選RA715用量為200 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見圖7。

由圖7可知，隨著淀粉用量的增大，反浮選精礦鐵品位呈先慢后快的下降趨勢(shì)，鐵回收率呈慢—快—慢的上升趨勢(shì)。綜合考慮，確定反浮選淀粉用量為900 g/t。

2.2.3 CaO用量試驗(yàn)

磁選鐵精礦的反浮選脫硅過程中，CaO在礦漿中形成的Ca2+對(duì)石英有顯著的活化作用。CaO用量試驗(yàn)的再磨細(xì)度為-0.038 mm占90%，淀粉用量為900

圖7 淀粉用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.7 Test results on dosage of starch■—品位；▼—回收率

g/t、粗選RA715用量為1 000 g/t、精選RA715用量為200 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見圖8。

圖8 CaO用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.8 Test results on dosage of CaO■—品位；▼—回收率

由圖8可見，隨著CaO用量的增大，反浮選精礦鐵品位先明顯上升后小幅下降，鐵回收率下降。綜合考慮，確定CaO用量為1 000 g/t。

2.2.4 反浮粗選RA715用量試驗(yàn)

反浮粗選RA715用量試驗(yàn)的磨礦細(xì)度為-0.038 mm占90%，淀粉用量為900 g/t、CaO為1 000 g/t、精選RA715用量為200 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見圖9。

圖9 RA715用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.9 Test results on dosage of RA715■—品位；▼—回收率

由圖9可見，隨著RA715粗選用量的增大，反浮選精礦鐵品位先上升后維持在高位，鐵回收率先下降后走平。綜合考慮，確定反浮粗選RA715用量為 1 000 g/t。

2.3 閉路試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)和開路試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行了閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖10(圖中藥劑用量對(duì)原礦計(jì))，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

圖10 閉路試驗(yàn)流程Fig.10 Flowsheet of closed circuit test process表3 閉路試驗(yàn)結(jié)果

Table 3 Results of closed circuit test process %

由表3可見，采用圖10所示的閉路流程處理該試樣，最終可獲得鐵品位為67.26%、回收率為84.68%的最終精礦。

3 結(jié) 論

(1)遼寧某深埋鐵礦石鐵品位為29.22%，鐵主要以赤褐鐵形式存在，占總鐵的67.76%，脈石礦物主要為石英，硫、磷等有害元素含量均不高。

(2)試樣在磨礦細(xì)度為-0.043 mm占75%的情況下，經(jīng)1次弱磁選(磁場(chǎng)強(qiáng)度為95.50 kA/m)、1次中強(qiáng)磁選，中強(qiáng)磁選精礦再磨至-0.038 mm占90%后經(jīng)1粗1精3掃、中礦順序返回反浮選，弱磁選精礦與反浮選精礦合并為最終精礦，其鐵品位為67.26%、鐵回收率為84.68%。

[1] 彭會(huì)清，許輔瑤，吳江林.湖北某貧磁鐵礦優(yōu)化工藝流程的試驗(yàn)研究[J].礦業(yè)快報(bào)，2008(5)：29-30. Peng Huiqing，Xu Fuyao，Wu Jianglin.Experimental study of optimization technological process of poor magnetite in Hubei[J].Express Information of Mining Industry，2008(5)：29-30.

[2] 馬淮湘.超貧磁鐵礦選礦技術(shù)新進(jìn)展與思考[J].現(xiàn)代礦業(yè),2011(4)：33-34. Ma Huaixiang.Progress of mineral processing technology of ultra-low-grade magnetite[J].Modern Mining，2011(4)：33-34.

[3] 邵鳳俊，戴翠紅，趙禮兵.超貧磁鐵礦選礦工藝流程優(yōu)化[J].中國(guó)礦業(yè)，2010(9)：71-72. Shao Fengjun,Dai Cuihong,Zhao Libing.Test optimizing study on recovery of extremely poor iron ore resource by dry magnetic separation process[J].China Mining Magazine ，2010(9)：71-72.

[4] 張漢泉，彭 然，張澤強(qiáng).廣西某赤褐鐵礦選礦試驗(yàn)研究[J].武漢工程大學(xué)學(xué)報(bào)，2010(3)：49-53. Zhang Hanquan,Peng Ran,Zhang Zeqiang.Experimental study on mineral processing of Guangxi hematite limonite[J].Journal of Wuhan Institute of Technology，2010(3)：49-53.

[5] 廖 祥，劉艷杰，許 蕊，等.福建某超貧磁鐵礦弱磁精反浮選提鐵降硅試驗(yàn)[J].金屬礦山,2013(5):75-77. Liao Xiang，Liu Yanjie，Xu Rui,et al.Experiments on reverse flotation of concentrate of low intensity magnetic separation for iron increasing and silicon reducing of an ultra-low grade magnetite in Fujian[J].Metal Mine,2013(5):75-77.

[6] 趙 義，彭會(huì)清，秦 磊，等.河北某鐵礦混磁精反浮選工藝優(yōu)化[J].金屬礦山，2014(7)：65-68. Zhao Yi,Peng Huiqing,Qin Lei,et al.Reverse flotation process optimization of mixed magnetic concentrate from a iron mine of Hebei[J].Metal Mine,2014(7):65-68.

[7] 陶紅標(biāo),曹學(xué)鋒，盧建安，等.河北某磁選鐵精礦反浮選提鐵降硅試驗(yàn)[J].金屬礦山，2013(9):64-66. Tao Hongbiao,Cao Xuefeng，Lu Jian′an,et al.Experiments on iron increase and silicon reduction by reverse flotation for a magnetic iron concentrate in Hebei[J].Metal Mine,2013(9):64-66.

[8] 高雅巍,劉成松，李京社，等.新疆某高硅低品位赤鐵礦石選礦試驗(yàn)[J].金屬礦山,2013(9):72-75. Gao Yawei，Liu Chengsong，Li Jingshe,et al.Beneficiation experiment on a high-silica low-grade hematite ore in Xinjiang[J].Metal Mine,2013(9):72-75.

(責(zé)任編輯 羅主平)

Mineral Processing Experiment of a Deep Buried Iron Ore from Liaoning

Yuan Shuai1Li Yanjun1Liu Jie1Liu Shuang′an2

(1.CollegeofResourcesandCivilEngineering，NortheasternUniversity，Shenyang110819，China；2.AngangGroupMiningEngineeringCorporation，Anshan114021，China)

Mineral processing technology of grinding-low intensity magnetic separation-middle-high intensity magnetic separation-concentration via regrinding and reverse flotation was applied for a deep buried hematite ore from Liaoning.The results showed that the test sample with iron grade of 29.22%，the hematite and limonite occupied the whole of iron ore for 67.76%，the main gangue mineral was quartz.The sample was ground to the fineness of -0.043 mm accounted for 75%，which applied for the low intensity magnetic separation (magnetic field intensity was 95.50 kA/m)，the middle-high intensity magnetic separation，and the magnetic separation concentrate was grinding to -0.038 mm accounted for 90%，then endure one roughing，once cleaning，three scavenging，the middling return to the flowsheet in turn reverse flotation.The low intensity magnetic concentrate and the reverse flotation concentrate were merged into the total concentrate，which with the iron grade of 67.26%，the iron recovery of 84.68%.Ideal technical indicators were achieved and process flow was simple，which can be the basis for the exploitation and utilization of iron ore resources.

Hematite and limonite ore，Stage grinding and stage concentration，Low intensity magnetic separation，Middle-high intensity magnetic separation，Reverse flotation

2015-07-20

“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào)：2012BAB14B02)，國(guó)土資源部基金項(xiàng)目(編號(hào)：12120113086600)。

袁 帥(1990—)，男，博士研究生。

TD924.1,TD923+.7

A

1001-1250(2015)-11-062-04