低品位磁鐵礦選礦試驗(yàn)分析

杜文平

（江銅集團(tuán)德興銅礦尾礦回收廠，江西 德興 334200）

我國(guó)擁有大量的低品位磁鐵礦，此類資源普遍滿足露天開(kāi)采的要求，但是，伴隨較低開(kāi)采成本出現(xiàn)的，通常是較高的選礦比及較低的回收率，研究表明，只有對(duì)弱磁預(yù)選引起重視，以節(jié)能降耗、早收早丟為原則，完成選礦試驗(yàn)，才能達(dá)到低成本利用的目的，本文所討論課題的價(jià)值不言而喻。

1 設(shè)備選用

本文所研究鐵礦擁有較大規(guī)模，礦體密度較高，對(duì)其進(jìn)行開(kāi)發(fā)很有必要。本次試驗(yàn)所使用設(shè)備較多，包括：搖床，脫磁器，粒度檢查篩，球磨機(jī)等。要想使設(shè)備優(yōu)勢(shì)得到發(fā)揮，在前期準(zhǔn)備階段，有關(guān)人員應(yīng)前往現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)地質(zhì)等情況進(jìn)行勘察，綜合考慮多方因素，對(duì)設(shè)備型號(hào)加以確定，避免由于設(shè)備不適配等問(wèn)題存在，導(dǎo)致試驗(yàn)流程、結(jié)論有效性受到影響。

2 選礦試驗(yàn)

原礦為低品位礦，其中，TFe 的品味約為22%，磁性鐵的品味約為14%，選礦比大，成為原礦經(jīng)濟(jì)效益難以達(dá)到預(yù)期的主要原因。下文以選礦試驗(yàn)為主要內(nèi)容，從預(yù)選、介選等流程出發(fā)，對(duì)試驗(yàn)所采用工藝進(jìn)行了分析，供有關(guān)人員參考。

2.1 礦石預(yù)選

2.1.1 試驗(yàn)流程

近幾年，節(jié)能降耗成為多國(guó)共識(shí)，如何將選礦成本降低，自然成為研究重點(diǎn)。在此背景下，多國(guó)對(duì)預(yù)選工藝進(jìn)行了引入，對(duì)尚未進(jìn)入磨礦環(huán)節(jié)的礦石進(jìn)行預(yù)選，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)并剔除巖石，避免不必要問(wèn)題出現(xiàn)。若磁場(chǎng)強(qiáng)度滿足120kA/m，有關(guān)人員可借助磁滑輪，分別預(yù)選粒度不同的原礦，將LiLo 經(jīng)由濕預(yù)選所得出結(jié)論，視為對(duì)照組，通過(guò)對(duì)二者所涉及各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行對(duì)照，可得出以下結(jié)論：第一，以磁性鐵擁有98%及以上回收率為前提，干預(yù)選所對(duì)應(yīng)產(chǎn)率約為18%，若入選粒度不斷變細(xì)，則尾礦所對(duì)應(yīng)拋出產(chǎn)率顯著增加。第二，在粒度相同的情況下，干式拋尾所得效果，通常與濕式拋尾有較大差距，其中，濕式拋尾所得出效果更加理想，磁性鐵所對(duì)應(yīng)品味，通常也會(huì)因此而得到顯著提升。

2.1.2 結(jié)果分析

以預(yù)選工藝充分結(jié)合破磨流程為前提，以粒度預(yù)選所得結(jié)論為依據(jù)，對(duì)缺水等礦山常見(jiàn)問(wèn)題加以考慮，最終選定破碎工藝為三段破碎，第一步，對(duì)原礦閉路做破碎處理，確保破碎后閉路密度均為-15mm，第二步，在120kA/m 強(qiáng)度的磁場(chǎng)中，將線速度調(diào)整為1.2m/s，通過(guò)磁滑輪預(yù)選的方式，對(duì)后續(xù)試驗(yàn)所需礦樣進(jìn)行生產(chǎn)[1]。

2.2 干預(yù)選試驗(yàn)

2.2.1 細(xì)度試驗(yàn)

一段試驗(yàn)所得結(jié)論為：有關(guān)人員出于對(duì)精礦鐵品味、磨礦細(xì)度關(guān)系加以明確的考慮，以及對(duì)階段磨礦選別是否適用加以明確的考慮，在146kA/m 強(qiáng)度的磁場(chǎng)中，選定了磨礦細(xì)度不同的磁選管，并完成了分選試驗(yàn)，試驗(yàn)流程如圖1 所示。試驗(yàn)所得結(jié)論表明，若磨礦細(xì)度有較為明顯的變細(xì)趨勢(shì)，伴隨其出現(xiàn)的情況，通常有品味提高和精礦的產(chǎn)率降低，若所產(chǎn)出精礦的50%及以上為細(xì)度可達(dá)-0.075mm 的礦石，有關(guān)人員可酌情考慮是否需要對(duì)合格尾礦進(jìn)行拋出，若所產(chǎn)出精礦的93%及以上為-0.075mm 粒級(jí)的礦石，且TFe 品味為64%，有關(guān)人員應(yīng)再次對(duì)礦石進(jìn)行打磨。綜上，若以階磨階選所給定原則為依據(jù)，應(yīng)對(duì)所產(chǎn)出精礦的50%及以上為細(xì)度可達(dá)-0.075mm 的礦石加以選擇，詳細(xì)來(lái)說(shuō)，就是以粗磨條件為前提，對(duì)低品位尾礦進(jìn)行大量拋除，通過(guò)再磨磁選的方式，對(duì)精礦品味進(jìn)行提升，確保所獲得產(chǎn)品均滿足行業(yè)要求。在磨礦細(xì)度不斷增加的前提下，磁鐵礦品味的上升速度，所呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)較為明顯，回收率自然有所下降。

二段試驗(yàn)所得結(jié)論為：以磁場(chǎng)擁有146kA/m 為背景，再次對(duì)所產(chǎn)出精礦的50%及以上為細(xì)度可達(dá)-0.075mm 的礦石進(jìn)行試驗(yàn)，所選用弱磁為一精一粗，其中，精礦磁對(duì)應(yīng)118kA/m，粗礦磁對(duì)應(yīng)146kA/m。試驗(yàn)表明，在磨礦細(xì)度持續(xù)增加的前提下，TFe 所對(duì)應(yīng)品味的提升速度較快。

圖1 細(xì)度試驗(yàn)流程

2.2.2 環(huán)境磁場(chǎng)強(qiáng)度

以85%及以上為細(xì)度可達(dá)-0.075mm 的礦石為前提，對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行試驗(yàn)，所得出結(jié)論為：磁鐵礦品味與磁場(chǎng)強(qiáng)度的聯(lián)系較為密切，若磁場(chǎng)強(qiáng)度不斷降低，磁鐵礦品味便會(huì)呈現(xiàn)出明顯的提高趨勢(shì)，與此同時(shí)，回收率持續(xù)下降。若以強(qiáng)度不同磁場(chǎng)為背景，對(duì)磁鐵礦品味進(jìn)行比對(duì)，則可得出“96kA/m 強(qiáng)度的磁場(chǎng)，通常對(duì)比品味最高的磁鐵礦”的結(jié)論。

2.3 聯(lián)合分選試驗(yàn)

首先，以146kA/m 強(qiáng)度的磁場(chǎng)為背景，利用螺旋溜槽，對(duì)所產(chǎn)出精礦的50%及以上為細(xì)度可達(dá)-0.075mm 的礦石進(jìn)行試驗(yàn)，可得出“TFe 所對(duì)應(yīng)品味高達(dá)67%，作業(yè)產(chǎn)率高達(dá)33%的精礦進(jìn)行早收”的結(jié)論。其次，對(duì)重選早收所得尾礦進(jìn)行再磨及弱磁選處理，其中，精選磁場(chǎng)擁有118kA/m 的強(qiáng)度，粗選磁場(chǎng)擁有146kA/m 的強(qiáng)度。結(jié)合試驗(yàn)所得結(jié)論可知，要想使TFe 所對(duì)應(yīng)品味達(dá)到66%及以上，最有效的方法是以重選早收尾礦為主體，通過(guò)再磨、再選的方式，使其擁有-0.045mm 左右的粒度，及77.8%以上的占比[2]。

2.4 回收探索

由工藝礦物學(xué)所得結(jié)論可知，原礦所對(duì)應(yīng)赤褐鐵，通常擁有25%的分布率，出于對(duì)弱磁尾礦所對(duì)應(yīng)鐵礦物擁有可回收性加以掌握的考慮，有關(guān)人員決定以強(qiáng)磁選機(jī)為依托，針對(duì)弱磁尾礦開(kāi)展相關(guān)試驗(yàn)。XRD 試驗(yàn)所得結(jié)論表明，本文所研究強(qiáng)磁精礦的構(gòu)成元素以云母、石英和綠泥石為主，作為金屬礦物而存在的褐鐵礦，并不具有較高含量。待上述環(huán)節(jié)告一段落，有關(guān)人員應(yīng)以現(xiàn)有參數(shù)為依據(jù)，對(duì)流程指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，對(duì)比試驗(yàn)所得結(jié)論可知，雖然試驗(yàn)流程和指標(biāo)不存在顯著差異，但所對(duì)應(yīng)磨礦能耗的差異極為明顯，其中，磨礦能耗最為理想的流程為：磨礦——弱磁——重選——磨礦——弱磁選。在日后對(duì)此類作業(yè)進(jìn)行展開(kāi)時(shí)，有關(guān)人員可對(duì)上述流程進(jìn)行借鑒。

3 結(jié)論分析

3.1 礦石元素

對(duì)連選試驗(yàn)所獲得化學(xué)元素進(jìn)行分析，可得出如下結(jié)論：精礦所對(duì)應(yīng)含鐵品味的數(shù)值為66%，0.024%為磷，0.010%為硫，堿度系數(shù)為0.20，此精礦滿足酸性、低硫且低磷的鐵精礦的條件。另外，尾礦所對(duì)應(yīng)含鐵品味的數(shù)值為7.2%，0.55%為磷，由此可見(jiàn)，在磁選作業(yè)中，原礦所含磷的去向以尾礦為主，對(duì)磁選法加以應(yīng)用，可使礦石所含磷得到有效脫除。

3.2 密度及沉降速度

一方面，以容量瓶法為依托，結(jié)合堆密度測(cè)定儀，對(duì)尾礦、精礦和原礦所對(duì)應(yīng)堆積密度、表觀密度的真實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)定，所得出結(jié)論見(jiàn)表1（單位：t/m3）。

表1 產(chǎn)品密度試驗(yàn)結(jié)論

另一方面，以量筒法為依托，對(duì)擴(kuò)大連選所得尾礦與精礦進(jìn)行沉降試驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上，以尾礦所得試驗(yàn)結(jié)論為依據(jù)，對(duì)添加不同凝絮劑的試驗(yàn)進(jìn)行補(bǔ)充，可得出以下結(jié)論：若以自然沉降為前提，精礦沉降速度極快，而尾礦的沉降速度相對(duì)較慢，澄清層相對(duì)渾濁，對(duì)少量絮凝劑進(jìn)行添加，可使尾礦擁有更快的沉降速度，自然沉降導(dǎo)致澄清層相對(duì)渾濁等問(wèn)題，往往也會(huì)因此而得到解決。由此可見(jiàn)，在條件允許的前提下，有關(guān)人員可對(duì)精礦做自然沉降處理，尾礦則可酌情對(duì)絮凝劑進(jìn)行添加，一般以10g/t為最佳。

3.3 其他分析

首先，本文所研究礦石滿足低品位礦石的條件，原礦所對(duì)應(yīng)含鐵品味約為17%，而磁性鐵的占有率為64%，其含量約為11%。綜合顯微鏡鑒定、X 射線分析所得結(jié)論可知，礦石的構(gòu)成元素相對(duì)復(fù)雜，其中，金屬礦物的代表為本文所研究磁鐵礦，對(duì)其進(jìn)行細(xì)分，則可分為云母、石英等，且磁鐵礦所對(duì)應(yīng)顆粒的粒度相差較大，占據(jù)較大比重的為細(xì)粒。其次，由基于磁鐵礦所開(kāi)展元素分析結(jié)果可知，在精礦中磷、硫元素所占比重較小，非鐵礦物的去處以尾礦為主，結(jié)合沉降試驗(yàn)所得結(jié)論可知，符合自然沉降條件的為精礦，若利用此法對(duì)尾礦進(jìn)行沉淀，有關(guān)人員應(yīng)酌情對(duì)絮凝劑進(jìn)行添加，這樣做可使沉降速度得到提升，澄清層自然更為清澈。最后，無(wú)論是針對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度展開(kāi)的試驗(yàn)，還是針對(duì)磨礦細(xì)度展開(kāi)的試驗(yàn)，均表明粗選階段是拋尾的主要階段，只有在粗選階段完成拋尾作業(yè)，才能確保所獲得精礦擁有理想質(zhì)量。

4 結(jié)論

由上文所敘述內(nèi)容可知，在開(kāi)發(fā)率低、選別難度大的礦種被納入可選礦石范圍的當(dāng)下，如何高效完成相關(guān)工作，自然成為人們關(guān)注的重點(diǎn)，選礦試驗(yàn)的價(jià)值，主要是使有關(guān)人員掌握與實(shí)際情況相契合的選礦模式及流程，確保以低品位磁鐵礦為代表的諸多礦種，均可獲得高效開(kāi)采。