山東某鐵礦石可選性試驗研究

張文平

（山東黃金礦業科技有限公司選冶實驗室分公司，山東 煙臺 261441）

中國是鐵礦石的第一大進口國, 對鐵礦石依存度高達70%[1]。結合我國現有鐵礦資源現狀，存在部分低品位和難選冶鐵礦石因技術與成本等問題導致無法開發利用，但是面對目前競爭較為激烈的資源供需情況來看，開展低品位鐵礦石的可選性研究具有重要的意義，一方面可以緩解國內鐵礦石資源的緊張供應趨勢，另一方面可以深入研究該類型礦石的開發利用技術，進而提高我國的選礦水平。本文通過對該礦石在原礦性質、磨礦、磁選及流程試驗等方面的系統性研究，確定了適合此類礦石選別的較佳的工藝流程，為該類礦石的開發利用提供了重要的參考依據。

1 原礦性質

對山東某鐵礦石進行了主要化學成分和鐵物相分析[2]，結果分別見表1 和表2。

表1 鐵礦主要化學成分分析結果 /%Table 1 Analysis results of main chemical components of the iron ore

表2 鐵礦鐵物相分析結果Table 2 Analysis results of iron phase

由表1、 表2 可知， 該鐵礦石全鐵品位達24.84%，鐵元素主要分布磁鐵礦中，鐵的分布律占72.56%，具有很高的回收利用價值。礦石中除了磁鐵礦外，尚有一定數量的弱磁性鐵礦物( 赤、褐鐵礦和碳酸鐵)，鐵的分別率相對較低。

2 試驗研究與結果

2.1 預先磁選

2.1.1 干式預先磁選

在不同磁場強度下，利用干式預先磁選機開展了干式預先磁選試驗[3]，結果見表3。

表3 干式預先磁選試驗結果/% Table 3 Test results of dry pre-magnetic separation

由表3 可以看出，隨著磁場強度的提高，粗精礦品位逐漸下降，當磁場強度達到360 kA/m 時，TFe 回收率為93.39%，MFe 回收率達99.29%，說明磨前干式拋尾效果十分顯著，同時，確定場強為360 kA/m。

2.1.2 濕式預先磁選[4]

取礦樣磨至粒度小于2 mm，利用濕式磁選機在磁場強度3500、4000、4500 Oe 的條件下開展了濕式預先磁選試驗, 結果見表4。

表4 濕式預先磁選結果 /%Table 4 Results of wet pre-magnetic separation

由表4 可以看出，濕式預先磁選比干式預先磁選具有更高的選礦效率，即在同樣磁場條件下，濕式預先磁選可獲得較高品位的粗精礦，且磁鐵的回收率在99%以上。

2.2 磨礦細度試驗[5]

2.2.1 原礦磨礦細度試驗

在磁場強度為160 kA/m 的條件下開展了磨礦細度試驗，試驗結果見表5。

表5 原礦磨礦細度試驗Table 5 Grinding fineness test of the raw ore

由表5 可知，隨著磨礦細度的增加，精礦品位逐漸提高，回收率逐漸下降。當磨礦細度達到－0.074 mm 75%時，可獲得65%以上品位的精礦。

2.2.2 預選精礦磨礦細度試驗

取原礦在磁場強度為320 kA/m 的條件下選別后的粗精礦( 品位30.18%) 為原料，在磁場強度為320 kA/m的條件下開展了磨礦細度試驗，試驗結果見表6。

表6 預選精礦磨礦細度試驗結果Table 6 Test results of grinding fineness of the selected concentrate

由表6 可以看出：隨著磨礦細度的增高，精礦產率逐漸降低，品位逐漸增加，當磨礦細度達到-0.074 mm 為70%時，精礦品位為65%；在精礦品位逐漸提高的同時，回收率先升高后降低，在-0.074 mm 60%時達到最高，為80.62%，此時精礦品位為63.68%；與表5 相比分析得出，隨著入選品位的提高，獲得合格精礦所需的磨礦細度降低，說明磨前預選有利于提高磨礦能力和精礦質量。

2.3 磁場強度試驗

根據上述試驗結果，取預選粗精礦為原料，在磨礦細度為-0.074 mm 50%的條件下開展了磁場強度試驗，試驗結果見表7。

表7 磁場強度試驗結果Table 7 Grinding fineness test of the raw ore

由表7 可以看出，精礦品位隨著磁場強度的升高而降低，在磁場強度為192 kA/m 時，回收率達到最高，為81.84%，且精礦品位與其他條件下的接近，所以一段磁選磁場強度確定為192 kA/m。

2.4 選礦流程試驗

根據鐵物相分析、磨礦細度試驗和磁場強度試驗結果得知，當磨礦細度應達到-0.074 mm 70% 以上時，才能獲得鐵精礦品位大于65.0% 的合格產品。

由于礦石中尚有一定數量的弱磁性鐵礦物( 赤、褐鐵礦和碳酸鐵)，用單一弱磁選方法是不能回收這部分鐵礦物，一定程度上影響了精礦中鐵的回收率，但由于赤鐵礦等弱磁性鐵礦物含量較低，所以本次試驗不考慮強磁選回收流程，只開展 “一段磨礦- 磁選” 和 “一段磨礦- 磁選精礦再磨再選” 流程試驗研究。

2.4.1 一段磨礦- 磁選試驗

采用預選粗精礦為原料，在磁場強度為192 kA/m的條件下進行了試驗研究，試驗結果圖1。

圖1 一段磨礦- 磁選試驗試驗數質量流程Fig .1 Quantity-quality flowsheet of one-stage grindingmagnetic separation

2.4.2 精礦再磨再選試驗

根據上述結果，進行了精礦再磨再選試驗，試驗結果表明，精礦再磨再選可以獲得品位為65.84%、產率為28.16%、回收率為74.64% 的精礦，試驗結果見圖2。

圖2 精礦再磨再選試驗數質量流程Fig.2 Quantity-quality flowsheet of regrinding and reseparating of concentrate

2.5 推薦流程

通過上述試驗可以看出，采用預先磁選拋尾、一段磨礦單一磁選流程（簡稱流程Ⅰ）和預先磁選拋尾、一段磨礦粗選、粗選精礦再磨再選流程（簡稱流程Ⅱ）雖然都能獲得合格鐵精礦，但是又具有以下特點：

流程Ⅰ流程簡單、投資少、易操作管理，但技術指標相對較低，在精礦品位相同的情況下回收率低1.82 個百分點，此外，由于尾礦需作為井下充填的主要材料，尾礦越細，其處理難度越大，井下管理越困難，所以尾礦粒度盡量避免過細。

流程Ⅱ需兩段磨礦、基建投資大、生產管理較復雜，但是流程具有更大的適應性，在保證生產技術指標方面具有更多的優越性。此外，流程Ⅱ在技術經濟指標等方面好于流程Ⅰ，所以推薦選礦工藝為流程Ⅱ。

2.6 產品分析

產品多元素分析結果見表8。

表8 產品多元素分析結果 /%Table 8 Analysis results of multi-elements of the products

3 結 論

通過本次試驗研究可以得知，該礦石經預先磁選拋尾可以丟棄大量的脈石礦物，有利于提高磨礦作業效率和入選品位，體現了 “能拋早拋” 的選礦理念，采用階段磨礦、階段選別的工藝流程，可以實現合格產品的提前產出和中礦的選擇性磨礦，能夠大幅降低成本費用；采用預先磁選拋尾、一段磨礦粗選、粗選精礦再磨再選流程可獲得全鐵品位65.84%、產率28.16%、回收率74.64% 的合格酸性鐵精礦，尾礦品位為8.77%，該試驗研究可為開發該礦石資源及類似鐵礦礦產資源提供了重要的參考依據。