公廠磁鐵礦選礦工藝流程研究

李昌存，代　浩

（1.華北理工大學礦業工程學院，河北唐山063009；2.河北省礦業開發與安全技術實驗室，河北唐山063009；3.河北省地礦局第五地質大隊，河北唐山063000）

公廠磁鐵礦選礦工藝流程研究

李昌存*1,2，代浩1,3

（1.華北理工大學礦業工程學院，河北唐山063009；2.河北省礦業開發與安全技術實驗室，河北唐山063009；3.河北省地礦局第五地質大隊，河北唐山063000）

從光譜分析、多元素分析、鐵物相分析幾方面對公廠鐵礦礦石性質進行了研究。得出，除鐵元素外，尚無其它已達到工業品位的可利用元素，原礦中硫、磷含量不超標；礦石中主要含鐵礦物以磁鐵礦為主，弱磁性及非磁性鐵礦物含量很少。對公廠鐵礦礦石先后進行了原礦干選試驗、干選精礦不同磨礦細度條件下的磁選管試驗、不同磁場強度試驗、階段磨礦磁選試驗以及流程試驗。試驗結果表明：原礦破碎至-15mm后經過干選，經第一段磨礦后，干選精礦中細度為-200目占35%；經一次磁選后，精礦再經第二段磨礦，磨礦細度為-200目占到85%，再經2次磁選后可獲得產率為37.29%、品位為60.54%、回收率為83.62%的鐵精礦。當磨礦細度達-200目超過95%時，可獲得品位在62%以上的鐵精礦。對最終的精礦進行檢測，酸堿度測定表明精礦為酸性，多元素分析顯示S、P含量未超標。

礦石性質；磁鐵礦；磁選

全球鐵礦石總量超過8000×108t，鐵含量在2300× 108t以上[1]。在現今工業社會中，鐵在所有用于工業生產的金屬中占95%左右的比例[2]。各國鐵礦石品位差異較大，澳大利亞、南非、加拿大等國家的鐵礦石品位達60%，而我國鐵礦石品位平均為30%左右[3-4]。目前國內鐵礦石遠遠不能滿足我國鋼鐵工業發展的需要，致使我國對進口鐵礦石的依存度不斷加大[5]。所以優化選礦工藝流程，提高選礦效率對我國礦業發展有非常重要的意義。姚志明對廣西某超貧磁鐵礦進行了流程優化，采用預先濕式粗粒拋尾，使鐵精礦品位提高了1.02%[6]。張永坤通過對司家營礦區磁鐵礦礦石性質的分析,結合選礦試驗提出適合司家營礦區磁鐵礦選礦的磁重聯選流程,該流程可以實現“早拋早收”的目的[7]。

1　礦石性質分析

本次試驗礦樣共約250kg，大部分粒度小于150mm，少量礦塊粒度達200mm。先從礦樣中隨機選取十幾塊礦樣，作為巖礦鑒定用礦樣，然后進行了干選試驗及化驗樣、試驗樣的制備及加工，其中干選尾礦取化驗樣后廢棄。

1.1礦石多元素分析

對礦石進行了多元素分析，結果見表1。

表1　礦石多元素分析結果

礦石多元素分析結果表明：

（1）該礦石中鐵礦物以磁鐵礦為主；

（2）原礦中硫、磷含量不不超標。

1.2礦石鐵物相分析

對礦石進行了鐵物相分析，結果見表2。

由分析結果可以看出，該礦石中鐵礦物以磁鐵礦為主；弱磁性及非磁性鐵礦物含量較少。系統研究了公廠鐵礦礦石的性質，磁鐵礦的嵌布特征是從理論上對選礦較為有利的粒間接觸嵌布特征。但是磁鐵礦呈碎裂結構，小于0.01mm的可達35%，有的磁鐵礦顆粒只有幾微米左右，磨礦很難達到該粒級，這些微細粒磁鐵礦磨礦后將永遠呈連生體存在，因此碎裂結構是精礦品位不能達標的主要因素。

表2　礦石鐵物相分析結果

2　干選試驗

考慮到在礦石開采中難免混入一定量的圍巖及廢石，為此，進行了入磨前的干選試驗，目的是在入磨前拋掉混入的圍巖及廢石。將原礦破碎至-15mm后進行干式磁選（干選）試驗，干選試驗采用磁滑輪，磁場強度為3500奧斯特。試驗結果見表3。

表3　原礦干選試驗結果

從試驗結果可知，干選尾礦磁性鐵含量只有0.2%，磁性鐵損失率只有0.04%，干選效果非常理想。盡管干選尾礦拋掉的圍巖及廢石產率較低，只有5%左右，但在實際生產的采礦過程中難免混入一定量的圍巖及廢石。因此建議選礦流程中應設置干選作業。

2.1干選精礦不同磨礦細度磁選試驗

取干選精礦樣6份，每份1kg，用XMB-68型240× 300濕式棒磨機分別磨至不同的細度。磨礦時間成等差數列，分別為1分、2分、3分、4分、5分、6分，磨礦產品烘干后，各自縮分出50g，用200目篩子濕篩，篩上部分烘干稱重，計算出-200目含量分別為31.98%、47.62%、58.64%、70.66%、84.52%、89.44%。

圖1　不同磨礦細度下干選精礦磁選管試驗流程

由試驗結果可知，整體上看，精礦品位隨著磨礦細度的增加而逐漸升高，精礦產率和回收率逐漸下降。當磨礦細度-200目占84.52%時，精礦品位為59.00%，再增加磨礦細度，精礦品位不再上升。根據干選精礦不同磨礦細度磁選試驗，確定第一段磨礦細度為-200目占35%。

2.2第一段磨礦磁場強度試驗

為考察磁場強度對第一段磨礦后磁選選別指標的影響程度，從磨礦細度為-200目占35%的磨礦產物中縮取若干份20g的相同試樣，用磁選管在不同磁場強度下進行磁選。流程見圖2，結果見表5。

圖2　磁場強度試驗流程

相同條件下，對不同磨礦細度的試樣分別縮分取樣20g，用強度為1000奧斯特（79.577kA/m）的磁場通過XCS－73型?50mm的磁選管進行磁選管試驗。試驗流程見圖1，試驗結果見表4。

從實驗結果上看，隨磁場強度的加大，精礦產率有所增加，回收率也略有增高但品位稍微降低。

2.3一磁精礦不同磨礦細度磁選管試驗

將一磁粗精礦均勻縮分出6份，每份500g，采用XMQ-67型240×90錐形球磨機分別磨至不同的細度，磨礦時間分別為2分、3分、4分、5分、6分及7分。磨礦產品烘干后，各自縮分出50g，用200目篩子濕篩，篩上部分烘干稱重，計算出-200目含量分別為62.26%、76.92%、85.88%、92.54%、95.34%、95.92%。

表4　不同磨礦細度下干選精礦磁選管試驗結果

表5　磁場強度試驗結果

對不同磨礦細度的一磁精礦試樣分別縮分取樣10g，在相同條件下進行磁選管試驗。磁選管為XCS－ 73型?50mm的磁選管，磁場強度為1000奧斯特（79.577kA/m）。流程如圖3所示，試驗結果見表6。

根據結果可知，隨著磨礦細度的增加，精礦品位上升，但精礦產率和回收率下降。為獲得品位為60%左右的精礦，確定第二段磨細度-200目占85%。

2.4第二段磨礦磁場強度試驗

圖3　一磁粗精礦不同磨礦細度下磁選管試驗流程

表6　一磁粗精礦不同磨礦細度下磁選管試驗結果

為檢驗磁場強度對磁選選別指標的影響程度，從磨礦細度為-200目占85%的一磁粗精礦磨礦產物中縮取若干份相同試樣，用磁選管在不同磁場強度下進行磁選。試驗流程見圖4，試驗結果見表7。

圖4　磁場強度試驗流程

表7　磁場強度試驗結果

從實驗結果看，隨磁場強度的加大，精礦產率略有升高，品位略有降低，回收率略有增加?？傮w來看，在試驗范圍內磁場強度對選別效果影響不大。

2.5流程試驗

各段試驗已在前文分段敘述，現總結于圖5。試驗指標見表8。

圖5　試驗流程圖

表8　流程試驗結果

最終尾礦（包括干選尾礦）產率為62.71%，品位為7.05%。

2.6精礦多元素分析

精礦多元素分析結果見表9。

由分析結果知S、P含量不超標；

判斷精礦為酸性。

表9　精礦多元素分析驗結果

3　結論

試驗結果表明：原礦破碎至-15mm經干選后，干選精礦在第一段磨礦細度為-200目占35%，經一次磁選后，精礦再經第二段磨礦，磨礦細度為-200目占85%，再經2次磁選后可獲得產率為37.29%，品位為60.54%，回收率為83.62%的鐵精礦。當磨礦細度達-200目占95%以上時，可獲得品位為62%以上的鐵精礦。

[1]U.S.Geological Survey.Mineral Commodity Summaries.Janu?ary.2010.

[2]GSA.PIRSA Minerals.Government of South Australia（GSA）, Primary Industries and Minerals SA,2009.

[3]IBIS World Industry Report.Iron Ore Mining in Australia: B1311.IBIS World Pty Ltd;2009：50-51.

[4]張敏.云南祿勸細粒超貧赤鐵—磁鐵礦選礦工藝研究[D].昆明理工大學,2013.

[5]張宏偉.東南亞某鐵礦選礦工藝的試驗研究[D].昆明理工大學,2009.

[6]姚志明,宋傳兵.某超貧磁鐵礦選礦工藝流程優化[J].云南冶金,2014（6）:17-21.

[7]張永坤,魏建民,景巍.司家營礦區磁鐵礦選礦工藝流程探討[J].現代礦業,2011（11）:75-76.

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1004-5716(2016)11-0152-05

2016-01-11

2016-01-11

李昌存（1965-），男（漢族），河北豐南人，教授，現從事學校行政管理工作。