大紅山磁鐵礦提質降硅試驗室及工業試驗研究

蔡正鵬

(玉溪大紅山礦業有限公司)

玉溪大紅山礦業有限公司(以下簡稱大紅山)隸屬于昆鋼集團公司，位于云南省新平縣嘎灑鎮。大紅山鐵精礦品位62%左右，硅含量7.9%左右。因二氧化硅含量高每年扣款上億元，嚴重影響了公司的經濟效益。自投產以來，一直致力于產品的提質降硅研究與應用。

大紅山精礦中，赤鐵精礦鐵品位52%左右，含硅13%左右，產率為18.76%。磁鐵精礦鐵品位64.24%，含硅6.62%，產率為81.24%。精礦提質分磁鐵精礦和赤鐵精礦兩個方向分別進行。磁鐵精礦產率較大，對總精礦提質起到重要的作用。磁鐵精礦提質降硅目標為鐵品位大于68%，硅含量小于3%。為研究磁鐵精礦提質，近期選用國內比較有代表性的4種弱磁精選設備進行試驗室研究，在試驗室研究的基礎之上，又開展了3種弱磁精選機工業試驗。

1 礦石性質

1.1 原礦性質

原礦化學多元素分析結果見表1，鐵物相分析結果見表2。

表1 原礦化學多元素分析結果

%

元素TFeSFeFeOAl2O3CaOMgO含量39.1638.9213.563.721.140.93元素SiO2K2ONa2O燒失SP含量33.790.0521.160.800.0520.161

表2 原礦鐵物相分析結果

%

由表1、表2可知，大紅山鐵礦主要由磁鐵礦和赤褐鐵礦組成，以磁鐵礦為主，鐵含量為24.60%，赤褐鐵礦次之，鐵含量為12.50%；脈石礦物以石英為主，含量為33.79%，MFe/TFe≈0.63，w(CaO+MgO)/w(SiO2+Al2O3)≈0.06，屬磁鐵礦-赤鐵礦型酸性混合礦石。

1.2 弱磁精礦性質

將二段弱磁精礦進行化驗分析，分析結果見表3，篩析試驗結果見表4。

表3 二段弱磁精礦分析結果 %

成分TFemFemFe/TFe含量59.7652.4187.70

表4 二段弱磁精礦篩析試驗結果

由表4可知，二段弱磁精中-0.045mm粒級含量為83.0%，粒度較細；各粒級全鐵品位由粗至細鐵品位升高，-0.045mm粒級全鐵品位最高，為65.69%；+0.063mm粒級和0.045～0.063mm粒級品位偏低，粗粒級品位低是由于其中連生體較多所致，粒級越粗連生體越多。

2 大紅山選廠工藝流程簡介

大紅山選廠設計處理能力為980萬t/a，共用4個選廠。一選廠設計處理能力為50萬t/a，二選廠設計處理能力為400萬t/a，三選廠(銅系列)設計處理能力為150萬t/a，四選廠(鐵系列)設計處理能力為380萬t/a。由于4個選廠入選原礦及工藝流程的差異，使得四選廠磁鐵礦精礦品位較低。因此，優先選擇四選廠三段弱磁給礦和三段弱磁精礦(磁鐵精礦)開展研究。四選廠工藝流程見圖1。

大紅山四選廠選礦工藝流程為階段磨礦—階段選別，其中一段為自磨，二段、三段為球磨，一段自磨、二段球磨為連續磨礦，磨礦產品經弱磁+強磁的單一磁選工藝，得到合格尾礦；二段球磨產品采用二段、三段弱磁精選+強磁掃選工藝，得到最終鐵精礦。第一段、第二段弱磁選采用CTB1230永磁筒式磁選機，第三段弱磁選采用DPC1230多級漂洗筒形磁選機，強磁選采用φ3 000 mm高梯度強磁選機。

圖1 四選廠工藝流程

3 試驗室研究

3.1 試驗室小型試驗

試驗室試樣取自目前大紅山選廠磁鐵礦中提質降硅難度最大的四選廠三段弱磁給礦，鐵品位為58%～59%。試驗要求鐵精礦品位達69%左右，并對精選尾礦進行相應的試驗研究。采用國內處理磁鐵礦精選較有代表性的A、B、C、D 4種設備，分別針對四選廠三段弱磁給礦進行提質降硅試驗研究，試驗結果見表5，精選尾礦處理結果見表6。

表5 A、B、C、D 4種設備試驗指標對比 %

設備精礦鐵品位精品差距硅含量產率鐵回收率A68.0102.8077.8188.95B67.05-0.963.5076.8987.01C67.36-0.653.2081.7092.09D66.16-1.854.4082.5891.44原礦58.8911.22

由表5可知，①精礦鐵品位最高的是A設備，品位達到68%以上，C設備次之，B設備第三，D設備指標最低；②鐵回收率方面，C設備最高，D設備次之，A設備第三，B設備最低；由于試驗對提質降硅要求精礦品位達69%左右，因此綜合考慮精礦品位和回收率，在兼顧回收率的前提下，優先考慮提質降硅效果的設備。

表6 精選尾礦處理結果 %

設備精礦鐵品位產率鐵回收率備注A62.363.964.20B未試驗C62.421.721.80D33.941.801.02磁選管

由表6可知，A設備能從尾礦中回收鐵品位為62.36%、產率為3.96%的鐵精礦；B設備未開展尾礦試驗；C設備能從尾礦中回收鐵品位為62.42%、產率為1.72%的鐵精礦；D設備再磨后未使用該公司設備，而是使用磁選管，僅能得到精礦鐵品位為33.94%的鐵精礦，產率僅有1.8%；綜合指標，A設備處理尾礦指標最好。

3.2 試驗總結

(1)從4種磁鐵礦精選設備對大紅山四選廠三段弱磁給礦精選的試驗指標來看，A設備精礦鐵品位能夠到達68%以上，綜合指標優于其他類型設備。

(2)弱磁精選尾礦濃度問題。據了解，三段弱磁尾礦和目前進行試驗的4類精選設備得到的精選尾礦濃度都不高，均在3%～4%。可通過流程優化或增加濃縮設備解決，優先考慮工藝優化，增加濃縮設備方案暫不考慮。

(3)綜上所述，公司出于對今后采購設備性價比的考慮，開展了A、B、C3個公司設備的工業應用試驗。

4 工業試驗

試驗前期，經和廠家交流，認為選別三段弱磁給礦(二段弱磁精礦)效果比三段弱磁精礦效果好，且如果弱磁精選機選三段弱磁給礦，還可停開三段，起到縮短流程、降本增效的目的。因此，工業試驗分別就三段弱磁給礦和三段弱磁精礦均進行了工業試驗。

4.1 選別三段弱磁給礦工業試驗

(1)B設備選別三段弱磁給礦工業試驗指標見表7。

表7 B設備選別三段弱磁給礦工業試驗指標

由表7可知，精礦全鐵品位由59.03%提高到64.64%，提高了5.61個百分點；SiO2含量由7.93%降低到5.99%，降低了1.94個百分點；處理量為40.98 t/h；鐵回收率為85.43%，產率為78.01%，尾礦全鐵品位為39.11%；水耗為噸精礦2.49 m3/t。

(2)C設備選別三段弱磁給礦工業試驗指標見表8。

由表8可知，精礦全鐵品位由59.59%提高到63.64%，提高了4.05個百分點；二氧化硅含量由7.50%降低到6.17%，降低了1.33個百分點；處理量為44.99 t/h；鐵回收率為96.11%，產率為90.00%，尾礦全鐵品位為23.16%；水耗為3.28 m3/t。

(3)A設備選別三段弱磁給礦工業試驗指標見表9。

由表9可知，精礦全鐵品位由61.14%提高到66.93%，提高了5.79個百分點；二氧化硅含量由7.11%降低到3.29%，降低了3.82個百分點；處理量為39.10 t/h；鐵回收率為88.27%，產率為80.64%，尾礦全鐵品位為37.02%；水耗為8.89 m3/t。

表8 C設備選別三段弱磁給礦工業試驗指標

表9 A設備選別三段弱磁給礦指標

(4)各廠家選別三段弱磁給礦工業指標對比結果見表10。

表10 各設備選別三段弱磁給礦工業指標對比結果

由表10可知，選別三段弱磁給礦時，精礦全鐵品位最高的是A設備，為66.93%；二氧化硅含量最低的是A設備，為3.29%；鐵回收率最高的是C設備，為96.11%；耗水量最低的是B設備，為2.49 m3/t；選別三段弱磁給礦時，A設備的提質降硅效果最好，精礦鐵品位能夠達到66.93%，二氧化硅含量能夠降低到3.29%，作業金屬回收率達到88.27%；但耗水量較高，是其他設備的3倍左右。

4.2 選別三段弱磁精礦工業試驗

(1)B設備選別三段弱磁精礦工業試驗指標見表11。

由表11可知，精礦全鐵品位由62.97%提高到65.64%，提高了2.67個百分點；二氧化硅含量由7.24%降低到5.65%，降低了1.59個百分點；處理量為33.44 t/h；鐵回收率為91.99%，產率為88.25%，尾礦全鐵品位為42.94%；水耗為4.04 m3/t。

表11 B設備選別三段弱磁精礦工業試驗指標

(2)A設備選別三段弱磁精礦工業試驗指標見表12。

表12 A設備選別三段弱磁精礦工業試驗指標

由表12可知，精礦全鐵品位由63.95%提高到67.28%，提高了3.33個百分點；二氧化硅含量由6.12%降低到3.00%，降低了3.12個百分點；處理量為49.90 t/h；鐵回收率為94.59%，產率為89.92%，尾礦全鐵品位為34.30%；水耗為11.76 m3/t。

(3)由于一些原因，C設備未開展三段弱磁精選工業試驗。

(4)各廠家選別三段弱磁精礦指標對比結果見表13。

表13 各廠家選別三段弱磁精礦指標對比結果

由表13可知，選別三段弱磁精礦時，精礦品位最高的是A設備，為67.28%，比B設備高1.64個百分點；二氧化硅含量最低的是A設備，為3.00%，比B設備低2.65個百分點；鐵回收率最高的是A設備，為94.59%，比B設備高2.64個百分點；耗水量最低的是B設備，為4.04 m3/t，比A設備低7.72 m3/t。

(5)選別三段弱磁精礦時，A設備的提質降硅效果最好，精礦鐵品位能達到67.28%，二氧化硅含量能夠降低到3.00%，鐵回收率達到94.59%；但是耗水量較高，是其他設備的2.91倍左右。

4.3 選別三段弱磁給礦和三段弱磁精礦對比

各廠家設備選別三段弱磁給礦和三段弱磁精礦對比結果見表14。

表14 各廠家選別三段弱磁給礦和三段弱磁精礦指標對比

由表14可知，選別三段弱磁精礦比選別三段弱磁給礦提質降硅效果好，精礦全鐵品位高1.39個百分點，二氧化硅含量低0.82個百分點；處理量相當，鐵回收率高3.35個百分點，產率高6.2個百分點，但選別三段弱磁精礦水耗達7.90 m3/t，比選別三段弱磁給礦水耗高3.01 m3/t。

4.4 尾礦再選

由于弱磁精選是對高品位精礦進行精選，難免精選尾礦鐵品位較高。選別三段弱磁精礦時，尾礦鐵品位高達40%～42%，這部分尾礦選別顯得比較重要，為此對尾礦進行再選試驗,尾礦再選試驗結果見表15。

表15 尾礦再選試驗結果

由表15可知，B設備選別精選尾礦經弱磁機選別精礦全鐵品位能達到51.54%，A設備精選尾礦經弱磁機選別精礦全鐵品位能達到47.41%，選別效果較差；說明弱磁精選尾礦是未解離的連生體，需進行再磨解離后，才能取得較好的選別指標。

5 結 論

(1)大紅山磁鐵礦提質降硅從指標上看，A設備選鐵系列三段弱精效果較好，精礦全鐵品位能夠達到67.28%，二氧化硅含量能夠降低到3.00%，作業金屬回收率達94.59%；但耗水量較高，是其他設備的2.91倍左右。

(2)選別三段弱磁給礦時，A設備的提質降硅效果最好，精礦鐵品位能夠達到66.93%，二氧化硅含量能夠降低到3.29%，作業金屬回收率達88.27%；但耗水量較高，是其他設備的3倍左右。

(3)選別三段弱磁精礦比選別三段弱磁給礦提質降硅效果好，精礦鐵品位高1.39個百分點，硅含量低0.82個百分點；處理量相當，鐵回收率高3.35個點，產率高6.2個百分點；但選別三段弱磁精礦水耗達7.90 m3/t，比選別三段弱磁給礦水耗高3.01 m3/t。

(4)由于弱磁精選是對高品位鐵精礦進行精選，難免精選尾礦鐵品位較高。選別三段弱磁精礦時，尾礦鐵品位達40%～42%，這部分尾礦的處理顯得比較重要。B設備精選尾礦經弱磁機選別精礦全鐵品位能達到51.54%；A設備精選尾礦經過弱磁機選別精礦全鐵品位能達到47.41%，選別效果較差；說明弱磁精選尾礦是未解離的連生體，需要進行再磨解離之后，才能取得較好的選別指標。