鐵礦石中磁性鐵含量測定的標準化研究

李 娜，朱為民，付海濤

（新鋼集團良礦公司，江西 新余 338000）

1 磁性鐵測定分離新方法的開發研究

1.1 自制磁選儀器構成

自制磁選儀主要由漏斗、堿式滴定管、永久磁鐵、鐵架臺、皮帶輪、直流穩壓電源、螺旋止水夾、萬向軸組成。

其中磁選管為一根25ml堿式滴定管，它垂直通過有兩塊永久磁鐵組成的磁極中，管子固定在一萬向軸承上，并用一個12v的電機通過橡皮筋拖動滴定管做往返運動。在此過程中，試樣隨水沖入磁選管，磁性礦物被兩塊永久磁鐵吸住，非磁性礦物通過磁極流出。并且，從理論上講，磁性礦物進入磁選管后，隨著磁選管的轉動，會使得磁選更加充分。

1.2 自制磁選儀原理

試樣與水混勻后，經過滴定管流經兩塊永久磁鐵組成的磁極時，磁性礦物則被吸流于管內壁上，非磁性礦物則通過磁極從滴定管下部流出，反復加水沖洗并同時隨著滴定管的勻速轉動，磁性礦物與非磁性礦物即可很好的分離。

1.3 自制磁選儀器操作參數的確定試驗

1.3.1 磁選時磁場強度的確定

冶金地質系統的工作人員為了使磁性鐵含量分析方法更加可靠，并進行大量的實驗研究工作，基本上傾向于在磁場強度為900±100GS。在實踐中，磁場強度可通過高斯計在磁選管中實際測出，并可以通過調整兩塊永久磁鐵間的距離，使磁選管中有效場強達到規定值900GS。

本化驗室目前采用的是1800GS的磁場強度。主要是基于以下幾個方面的考慮。一是目前我礦選礦生產工藝三磁排尾礦工藝，其磁場強度為1800GS。二是我礦開展的項目攻關，降低尾磁品位至1.00%以下，此項考核要與選礦工藝相對應。

1.3.2 磁選時試樣通過磁極的速度

試樣與水混勻后，通過磁選管流經磁極以及加水沖洗時，速度的快慢與結果有一定的影響。實驗結果見下表1-1：

表1-1 試樣通過磁極的速度對磁選分離的影響

速度太慢影響工作效率，速度太快,磁性鐵礦粒來不及被吸引在磁極近處管壁上，而被沖走，磁性礦物有可能被流失。會使結果偏低，經實驗以60ml/min為宜。

1.3.3 磁選管轉速的影響

礦粒通過磁選管，磁性礦物在磁極堆積，必須使磁選管轉動，才能有利于加速與非磁性礦物分離，其轉動速度與磁性鐵的測定速度有一定影響。

選擇單次洗滌水量25ml，調節穩壓器電源，使作為磁選管的酸式滴定管的轉動速度30轉/min、40轉/min、50轉/min，測定結果見表1-2：

表1-2 轉速對磁選分離的影響

由表1-2可知，轉動過快，磁性礦物掉入非磁性部分，測定結果偏低。過慢，影響分離程度和操作效率。為此我們選擇磁選管轉速40轉/min。

同時，為了防止外部電壓波動而影響電機轉速，供給電機的12V電源應加裝穩壓器。

1.3.4 單次淋洗水量的影響

測定結果都在冶金礦山規定的分析誤差范圍之內，但在生產實踐及實際操作中，為了防止各個化驗員在操作過程中選擇的單次淋洗水量不一致引起的偏差，為了更好的縮小各個化驗員之間的對比化驗偏差，我們在鐵礦石中磁性鐵的測定操作規程中規定，在磁選過程中，統一選擇單次淋洗水量為30ml。

2 鐵礦石中磁性鐵測定的標準化

為配合選礦生產，降本增效。良礦公司開展三大項目攻關：提高原礦出礦品位、降低尾磁品位、提高選礦金屬回收率。這三項考核均與相關崗位員工收入相掛鉤，因此，鐵礦石中磁性鐵測定的標準化，不僅有利于本化驗室更好的開展工作，更為開展良礦公司年度、月度績效考核打下了堅實的基礎。

1) 試料量

稱取0.2000g烘干試樣，精確至0.0002g。

2）將稱取的試料置于100ml燒杯中，加水約20ml，搖勻。

3）調整好磁選管下部的止水夾，使水流速度為60ml/min，開啟穩壓器電源，控制磁選管轉速為40轉/min左右。

4）向磁選管中加水至兩塊永久磁鐵的上平面上部，緩緩將燒杯中試樣及水傾入磁選管中，在保持管中水面不低于兩塊永久磁鐵的上平面，又不溢出管口的條件下，反復用水將試樣從燒杯中沖入磁選管，直至管中兩塊永久磁鐵的下平面以下的磁選管中無明顯礦粒下落，也可判斷為兩塊永久磁鐵的下平面流出的洗滌磁性鐵的水清澈為止。

5）停止加水，關閉電源，待管中水全部流出后，取下止水夾，用三角瓶承接管下，將磁選管移出磁極，用水將管內磁性鐵礦物全部沖洗于三角燒杯中。

6）用二氯化錫-三氯化鈦聯合還原法測出磁性鐵含量。

3 鐵礦石中磁性鐵測定新方法的應用效益

3.1 工作效率提高

單個磁性鐵的磁選時間從原來的5分鐘/個，降低為現在的1.2分鐘/個，化驗工作效率大大提高。據統計，2016年1月至2018年12月共化驗磁性鐵2500個，累計節約化驗時間4500分鐘。

3.2 化驗成本降低

自從采用自制磁選儀法測定磁性鐵含量以來，磁性鐵的年度綜合化驗合格率均達到95%以上，大大超出了公司技術部門對本化驗室的考核要求。并且隨著化驗合格率的提高，周邊礦石收購質量異議減少，良礦公司開展的尾磁及原礦品位項目攻關異議減少。所以，復化的元素減少，經過核算，單元素磁性鐵的化驗成本從0.98元/個下降至0.74元/個.

3.3 原礦處理費用減少

良礦公司平均每天收購周邊礦石1042噸，每年收購1042*365=380330噸礦石，前面已經提到周邊礦石的收購是以磁性鐵的含量來結算的。并且對磁性鐵含量在10.00%以下的磁鐵礦石進行質量否決。2016年1～10月對周邊礦4252.25噸10.00%以下的磁鐵礦石實行了質量否決，按目前30t/元的原礦收購價格，挽回了127567.5元的經濟損失，同時按目前46t/元的原礦處理費用，節約了原礦處理費用195603.5元，累計節約費用323171余元。

4 結論

本文開發研究了應用自制磁選儀定量分析鐵礦石中磁性鐵含量的方法，并制定了鐵礦石中磁性鐵含量測定的標準。本標準適用于大批量試樣中磁性鐵的測定，操作簡單、快速，分離結果重現性好。

自本標準應用以來，已為本企業選礦工藝生產，提供了數萬個磁性鐵化驗數據。并且磁性鐵累計化驗合格率達96%以上。為企業選礦工藝研究及改進提供了可靠的依據，同時為提高選礦金屬回收率、提高原礦出礦品位以及降低尾礦磁性鐵含量做出了重大貢獻。

更值得一提的是，應用此自制磁選儀也可準確測定出磁鐵礦石中磁硫含量，為地質找礦提供準確的依據，并且此自制磁選儀設備操作簡單，成本低，便于維護且磁選分離速度快，易于推廣使用。