河北東部某磁鐵礦石選礦工藝優化研究

趙淑芳 王浩明 禹朝群 高玉倩

（河北鋼鐵集團礦山設計有限公司，河北 唐山063700）

河北東部某磁鐵礦選礦廠的工藝流程為三段一閉路破碎、階段磨礦階段弱磁選工藝流程。隨著近年來選礦技術與裝備的進步，原工藝的不合理性日漸凸顯，表現為選礦工藝效率較低，精礦生產成本較高，尾礦庫容量加速消耗，企業經濟效益不理想［1-5］。為了找出現場工藝問題所在，并為優化改造提供依據，進行了系統的選礦工藝優化研究。

1 礦石性質

礦石的礦物組成較簡單，鐵礦物以磁鐵礦為主，半假象赤鐵礦少量；脈石礦物以石英為主，其次為陽起石、透閃石及少量的角閃石和輝石。礦石主要化學成分分析結果見表1，鐵相態分析結果見表2。

由表1可知：礦石鐵品位為28.19%，主要雜質成分為SiO2，含量為50.10%，其次為Al2O3、CaO和MgO，有害元素S、P含量非常低，表明礦石屬低硫磷高硅磁鐵礦石。

由表2可知：礦石中以磁鐵礦形式存在的鐵占全鐵的83.04%，以赤褐鐵礦形式存在的鐵占全鐵的7.31%，以硅酸鐵形式存在的鐵占全鐵的8.26%，碳酸鐵和硫化鐵少量。

磁鐵石英巖為區內磁鐵礦石的最主要類型，呈灰黑色，細粒變晶結構，細紋條帶狀構造。主要鐵礦物磁鐵礦多為半自形—自形晶結構，部分為他形晶結構，結晶粒度較粗，一般為0.04～0.15 mm，部分重結晶顆粒粒度可達0.5～1 mm，嵌布粒度不均勻。總體來看，磁鐵礦和脈石礦物的工藝粒度較粗，有利于礦石在粗粒條件下拋尾。

2 原磨選工藝流程與生產指標

原磨選工藝流程見圖1，生產指標見表3。

3 試驗結果與討論

3.1 碎礦產品濕式預選試驗

現場采用三段一閉路破碎流程，碎礦最終產品（15～0 mm）粒度分析結果見表4。

由表4可知：碎礦最終產品中+12 mm粒級產率僅為8.75%，6～0 mm粒級產率較高，為46.19%，這為后續濕式粗粒預選提供了粒度保障。

現場碎礦最終產品若能進行濕式粗粒預選，將可高效拋出采礦過程中混入的廢石以及碎礦過程中解離出的脈石礦物，從而大大減少球磨機給礦量，提高入磨品位，改善精礦品質，釋放后續磨選系統的產能，減少細粒尾礦產出量，降低尾礦庫受尾壓力，為選礦廠擴產、降本、增效創造條件。

試驗用CCTS0503型永磁筒式磁選機（318.47 kA/m）對碎礦最終產品進行了濕式粗粒預選試驗，結果見表5。

由表5可知：碎礦最終產品全粒級濕式預選可提前拋出產率為18.72%、Fe品位為8.69%的合格尾礦，濕式粗粒精礦鐵品位提高4.49個百分點。因此，現場礦石入磨前先進行濕式粗粒拋尾不僅可行，而且很有必要。

3.2 濕式粗粒預選精礦階段磨選試驗

3.2.1 一段磨礦細度試驗

一段磨礦細度試驗采用1次弱磁粗選流程，磁場強度為238.85 kA/m，試驗結果見表6。

由表6可知：隨著一段磨礦細度的提高，一段磨選精礦Fe品位大幅度上升，Fe作業回收率小幅下降，拋尾作業產率顯著增大。綜合考慮，確定一段磨礦細度為-200目占45.4%。

3.2.2 二段磨礦細度試驗

二段磨礦細度試驗采用1次弱磁精選流程，磁場強度為95.54 kA/m，試驗結果見表7。

由表7可知：隨著二段磨礦細度的提高，精礦Fe品位升高，Fe作業回收率下降。綜合考慮，確定二段磨礦細度為-200目90%。

3.2.3 二段磨選精礦全自動淘洗磁選—中礦再磨—弱磁精掃選試驗

二磁磨選精礦采用石家莊金墾科技有限公司的全自動淘洗磁選機進行精選，試驗固定沖洗水量為700 L/h，固定磁場、循環磁場、補償磁場磁場強度分別為64、52、48 kA/m［5］，淘洗尾礦篩下再磨至-325目占80%后采用RK-CRS Φ400×300型弱磁選機進行弱磁精掃選（磁場強度為105 kA/m），得淘洗精礦和弱磁精掃選精礦，試驗流程見圖2，試驗結果見表8。

由表8可見：二段磨選精礦經全自動淘洗機精選—淘洗機尾礦再磨—弱磁選機精掃選工藝處理，最終獲得Fe品位為67.21%、Fe作業回收率為92.13%的淘洗機精礦和Fe品位為64.96%、Fe作業回收率為5.67%的弱磁精掃選精礦，綜合精礦Fe品位為67.10%、Fe作業回收率為97.80%。

3.3 全流程試驗

試驗全流程見圖3，結果見表9。

4 結論

（1）河北東部某低硫磷高硅磁鐵礦石鐵品位為28.19%，主要雜質成分為SiO2，含量為50.10%，其次為Al2O3、CaO和MgO，有害元素S、P含量非常低。礦石中以磁鐵礦形式存在的鐵占全鐵的83.04%，赤褐鐵、硅酸鐵分別占全鐵的7.31%和8.26%，碳酸鐵和硫化鐵少量。磁鐵石英巖為區內磁鐵礦石的最主要類型，呈細粒變晶結構，細紋條帶狀構造。主要鐵礦物磁鐵礦多為半自形—自形晶結構，部分為他形晶結構，結晶粒度較粗，一般為0.04～0.15 mm，部分重結晶顆粒粒度可達0.5～1 mm，嵌布粒度不均勻。磁鐵礦和脈石礦物的工藝粒度較粗，有利于礦石在粗粒條件下拋尾。

（2）碎礦最終產品（15～0 mm）經全粒級濕式預選可提前拋出產率為18.72%，鐵品位為8.69%的合格尾礦，入磨品位提高了4.49個百分點，可顯著降低后續磨選工藝的成本，且為精礦品質的提高創造條件；拋出的粗粒尾礦濕篩分級后+0.5 mm可作為建筑石料出售，-0.5 mm進入細粒尾礦系統，從而顯著減少細粒尾礦的產出量，對緩解尾礦庫庫容壓力具有重要意義。

（3）濕式粗粒預選精礦經階段磨礦階段弱磁選、淘洗磁選機精選、精選中礦再磨—弱磁選機精掃選流程處理，最終獲得鐵品位為67.10%、鐵回收率為78.34%的鐵精礦，較好地實現了工藝優化目標。