白象山選礦廠工藝流程改造探索試驗

王榮林

(馬鋼(集團)控股有限公司姑山礦業(yè)公司)

馬鋼姑山礦業(yè)公司白象山鐵礦是新建的以磁鐵礦為主的大型鐵礦山，自2013年建成投產(chǎn)以來，采選工藝不斷調(diào)整，生產(chǎn)環(huán)節(jié)不斷理順，至2015年底，鐵精礦產(chǎn)量、質(zhì)量均達到設計指標，但精礦硫、磷等雜質(zhì)仍存在超標問題，用戶滿意度不高。

為滿足馬鋼股份公司“精料入爐”的要求，從2016年元月份開始，通過組織開展大量的工藝優(yōu)化和技術(shù)攻關(guān)工作，在二段磨礦細度-0.076 mm含量不小于95%時，鐵精礦品位由原不小于63.5%提高到目前的不小于64.5%，硫、磷等有害雜質(zhì)均有一定下降，但也帶來了磨礦—分級作業(yè)成本高、高頻細篩容易堵塞、精礦過濾困難等問題。因此，對白象山一段、二段磨選工藝流程改造進行探索試驗，以期能實現(xiàn)在磨礦細度-0.076 mm 85%時鐵精礦品位不小于65.0%的目標，同時硫、磷等雜質(zhì)含量合格，為進一步降低能耗、提高生產(chǎn)效率提供技術(shù)支持。

1 礦石性質(zhì)

1.1 礦石組成

白象山鐵礦屬長石、黏土型混合礦石，主要結(jié)構(gòu)為粒狀結(jié)構(gòu)、斑狀(團塊)狀結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)、共晶結(jié)構(gòu)、脈狀結(jié)構(gòu)、膠結(jié)結(jié)構(gòu)、鱗片狀結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)和浸染狀結(jié)構(gòu)，金屬礦物主要為磁鐵礦、赤鐵礦(含假象、半假象礦)，少量褐鐵礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦，脈石礦物主要為斜長石、鉀長石、碳酸鹽(方解石、白云石)、黏土(高嶺石、水云母)、黑云母、絹云母、白云母、石英，蛋白石、綠泥石、角閃石、磷灰石、綠簾石少量。礦石化學多元素分析和鐵物相分析結(jié)果分別見表1、表2。

表1 礦石化學多元素分析結(jié)果 %

表2 礦石鐵物相分析結(jié)果 %

表1、表2表明，礦石鐵品位34.82%，硫、磷含量分別為0.84%、0.65%，鐵主要以磁性鐵的形式存在，占總鐵的81.21%。

1.2 嵌布特征

礦石主要有用礦物磁鐵礦屬細粒嵌布，約50%粒度為-0.076 mm；次要礦物赤鐵礦結(jié)晶粒度更為細小，約91%粒度為-0.076 mm。主要脈石礦物長石、黏土礦物粒度較粗，分布于-0.076 mm粒級的僅占27.22%、25.99%，白象山鐵礦一段和二段磨礦不同細度下產(chǎn)品單體解離度分析結(jié)果分別見表3、表4。

表3 一段磨礦不同細度下產(chǎn)品單體解離度分析結(jié)果 %

表4 二段磨礦不同細度下產(chǎn)品單體解離度分析結(jié)果 %

從礦石組成和嵌布粒度來看，礦石屬單一磁鐵礦，有用礦物和脈石礦物的粒度差異適于采用分段磨選、粗粒拋尾選礦工藝進行分選。磨礦細度達到-0.076 mm 85%時，理論上精礦品位有達到65%以上的可能，關(guān)鍵是選擇高精度的選別設備。

2 現(xiàn)場生產(chǎn)指標

白象山選礦廠磨選廠房現(xiàn)有工藝為階段磨礦—筒式磁選機階段弱磁選—高頻細篩分級—淘洗機精選流程，鐵精礦品位64.3%，回收率92%，P含量0.14%，S含量0.238%，尾礦含鐵8.49%。鐵精礦粒度篩析結(jié)果見表5。

表5 鐵精礦粒度篩析結(jié)果

生產(chǎn)過程中由于磨礦細度較大、筒式磁選機分選精度不高，且濃縮大井時有跑混，最終造成鐵精礦質(zhì)量不高，且容易堵塞高頻細篩、過濾困難。

3 一段弱磁選精礦再選試驗

2017年5月對白象山鐵礦選礦廠生產(chǎn)現(xiàn)場一段弱磁選精礦進行細篩分級(0.076 mm)—篩下磁選柱選別試驗，結(jié)果見表6～表8。

表6 一段弱磁選精礦細篩篩析結(jié)果

表7 一段弱磁選精礦分級—磁選柱試驗結(jié)果 %

表8 一段弱磁選精礦分級—磁選柱試驗精礦粒度篩析結(jié)果

表6～表8表明，一段弱磁選精礦細篩分級(分級粒度0.076 mm)—篩下磁選柱選別后，可以提前獲得部分合格粒級的鐵品位65%以上的鐵精礦，避免進入二段磨礦再磨，最終鐵精礦粒度較生產(chǎn)現(xiàn)場要粗，有利于高頻細篩分級和過濾作業(yè)的順利進行，同時可降低磨礦成本。

4 二段分級溢流磁選柱連選試驗

2017年9月對選礦廠生產(chǎn)現(xiàn)場粒度-0.076 mm 87%、TFe品位55.77%的二段分級溢流進行以小型grade磁選柱和精選磁選柱為組合的連選—中礦再磨—磁選管再選試驗，并與僅使用磁選管(114.4 kA/m)分選進行對比，結(jié)果見圖1、表9。

表9 磁選管單獨選別試驗結(jié)果

從圖1和表9可以看出，grade磁選柱鐵精礦品位62.92%、作業(yè)回收率92.74%，磁選管單一選別鐵精礦品位61.96%、作業(yè)回收率94.07%，說明磁選柱分選精度優(yōu)于常規(guī)磁選機。連選—中礦再磨磁選管再選試驗鐵精礦S、P指標見表10。

表10 最終鐵精礦S、P指標化驗結(jié)果 %

圖1 二段分級溢流grade柱和磁選柱連選中礦再磨再選試驗數(shù)質(zhì)量流程

二段分級溢流經(jīng)grade磁選柱和磁選柱—中礦再磨磁選管再選可得到作業(yè)產(chǎn)率81.10%、鐵品位65.43%的合格鐵精礦，比生產(chǎn)現(xiàn)場鐵精礦細度-0.076 mm 95%放粗了8個百分點，同時可提高磨礦效率。

5 結(jié) 論

(1)白象山鐵礦選礦廠原礦鐵品位38.42%，鐵主要以磁性鐵的形式存在，主要鐵礦物磁鐵礦、赤鐵礦嵌布粒度細微。在磨礦細度為-0.076 mm 85%時進行充分選別，鐵精礦理論品位可達65.0%以上。

(2)生產(chǎn)現(xiàn)場一段弱磁選精礦中鐵主要分布在-0.076 mm的細粒級中，經(jīng)高頻細篩分級(0.076 mm)—篩下磁選柱選別后，可獲得品位65.28%的鐵精礦，能提前分選出部分合格粒級的鐵精礦。

(3)二段分級溢流在細度-0.076 mm 87%的條件下，經(jīng)grade磁選柱和精選磁選柱選別—中礦再磨—磁選管再選后，可獲得作業(yè)產(chǎn)率81.10%、品位65.43%的鐵精礦，硫、磷含量分別為0.22%、0.114%。多級磁選柱選別工藝能有效分離出脈石和含連生體的脈石，相比原選礦流程，適當放粗磨礦細度和縮短工藝流程，仍可取得較高的鐵精礦品位，能促進高頻細篩分級和精礦過濾工序順利進行。

(4)磁選柱選別效果比常規(guī)筒式磁選機要好，可提高后續(xù)精選作業(yè)的選別精度，從而達到節(jié)能降耗、提高鐵精礦品位的目的，符合“精料入爐”對鐵精礦產(chǎn)品質(zhì)量的要求。探索試驗的結(jié)果可為選礦廠工藝流程的優(yōu)化改造試驗提供借鑒。