某中細粒嵌布貧赤磁混合鐵礦石的節(jié)能分選工藝研究

吳文紅 王秋林 陳洪彬 吳承優(yōu) 陳 宇 李萬興

（1.鞍鋼集團礦業(yè)設計研究院有限公司；2.長沙礦冶研究院有限責任公司）

對于鐵礦物嵌布粒度較細的赤鐵礦石，采用階段（或連續(xù)）磨礦、粗細分級、中礦再磨、重磁浮聯(lián)合工藝流程處理，存在重選精礦品位較低問題；采用階段（或連續(xù)）磨礦弱磁選+強磁選、浮選工藝流程處理，存在浮選作業(yè)處理礦量較大［1］，藥劑用量及選礦成本較高，浮選尾礦品位高，金屬回收率較低等問題。本研究尋求通過采用先進的磨選設備、工藝和浮選藥劑，達到對某細粒嵌布赤磁混合鐵礦石的高效、節(jié)能、環(huán)保選別效果，實現(xiàn)提質(zhì)增效、節(jié)能降耗目標。

1 原礦性質(zhì)

1.1 原礦化學成分及礦物組成

原礦中的鐵礦物主要是半假象赤鐵礦、假象赤鐵礦和磁鐵礦，其次為少量的褐鐵礦和菱鐵礦，脈石礦物以石英為主，還可見極少量的綠泥石、云母和長石。原礦主要化學成分分析結果見表1，鐵物相分析結果見表2。

由表1、表2可知，原礦中可供選礦回收的主要元素是Fe，含量為27.72%；脈石組分主要是SiO2，含量為55.27%；有害組分P 和S含量均較低。原礦中可供選礦回收的鐵礦物主要是赤（褐）鐵礦，其次為磁鐵礦、半假象赤鐵礦，以赤（褐）鐵礦、磁鐵礦和半假象赤鐵礦形式存在的鐵合計分布率為89.17%。

1.2 原礦中鐵礦物的嵌布粒度

原礦中鐵礦物的嵌布粒度見表3。

由表3可知，原礦中鐵礦物屬不均勻中細粒嵌布范疇，為降低磨礦能耗，可采用階段磨礦階段選別工藝流程，但欲使95%以上的鐵礦物獲得解離，最終磨礦細度以0.04～0 mm為宜。

2 試驗工藝流程的確定

（1）由于礦石中鐵礦物為中細粒嵌布，采用處理貧赤鐵礦石的粗細分級、中礦再磨、重磁浮聯(lián)合工藝流程難以獲得合格重選精礦，初步確定采用階段（或連續(xù)）磨礦弱磁選+強磁選、浮選工藝流程處理。

（2）基于節(jié)能降耗考慮，確定采用階段磨礦階段選別工藝進行試驗。首先將礦石粗磨至適宜一段選別粒度后采用弱磁選+強磁選工藝拋出部分合格尾礦［2］。

（3）二段磨礦確定采用細磨效率高的塔磨機［3］，將鐵礦物細磨至較充分解離狀態(tài)，再通過適宜選別方法獲得最終鐵精礦。

（4）礦石中磁性鐵礦物占27.24%，若通過弱磁選能獲得合格鐵精礦，則可以降低浮選作業(yè)處理量，降低浮選藥劑消耗。因此，確定在適宜細度下對弱磁選精礦進行淘洗機高效精選，以獲得合格弱磁選精礦［4］。

（5）將較高品位的淘洗機尾礦和二段強磁選精礦合并，再采用處理貧赤鐵礦效果較好的陰離子反浮選工藝進行選別。為進一步降低成本，選擇采用高效低溫CY-57#捕收劑，適宜的浮選溫度為20 ℃。

3 試驗結果及分析

3.1 一段弱磁選+強磁選試驗

3.1.1 一段磨礦細度試驗

將原礦磨至不同細度后分別給入滾筒式弱磁選機進行弱磁選（磁場強度191.08 kA/m）、弱磁選尾礦給入高磁場強度、高磁場梯度ZH 平環(huán)強磁選機進行強磁選（背景磁感應強度1.0 T）。試驗結果見表4。

表4 表明，隨著磨礦細度的提高，混合磁選粗精礦品位提高、回收率降低。綜合考慮磨礦能耗及產(chǎn)品指標，確定一段磨礦細度為-0.075 mm55%。

3.1.2 一段強磁選背景磁感應強度試驗

將一段磨礦細度為-0.075 mm55%的一段弱磁選尾礦進行強磁選試驗，結果見表5。

表5 表明，提高背景磁感應強度，有利于降低強磁選尾礦品位、提高精礦回收率。綜合考慮強磁選精礦品位及回收率指標，確定一段強磁選背景磁感應強度為1.0 T。

3.1.3 一段弱磁選+強磁選試驗結果

在一段磨礦細度-0.075 mm55%、弱磁選磁場強度191.08 kA/m、強磁選背景磁感應強度1.0 T 條件下的一段弱磁選+強磁選試驗結果見表6。

表6 表明，原礦經(jīng)一段弱磁選+強磁選可拋出產(chǎn)率37.30%、品位6.49%的一段磁選尾礦，一段混合磁選粗精礦品位40.35%、回收率91.27%。

3.2 二段弱磁選+強磁選試驗

3.2.1 選別結果

依據(jù)礦石嵌布粒度測定結果，確定采用試驗室塔磨機將上述一段混合磁選粗精礦磨至-0.045 mm80%，然后進行弱磁選（磁場強度191.08 kA/m）、弱磁選尾礦給入高磁場強度、高磁場梯度ZH 平環(huán)強磁選機進行強磁選（背景磁感應強度1.0 T），試驗結果見表7。

表7 表明，在二段磨礦細度-0.045 mm80%條件下，一段混合磁選粗精礦經(jīng)弱磁選+強磁選選別，可得作業(yè)產(chǎn)率19.98%、品位59.45%、作業(yè)回收率29.44%的二段弱磁選精礦，以及作業(yè)產(chǎn)率61.63%、品位42.81%、作業(yè)回收率65.39%的二段強磁選精礦，可以拋出作業(yè)產(chǎn)率18.39%、品位11.35%的二段磁選尾礦。

3.2.2 二段弱磁選精礦分析

對品位為59.45%的二段弱磁選精礦進行了篩析，結果見表8，顯微鏡下照片見圖1、圖2。

表8 表明，二段弱磁選精礦-0.019 mm 粒級產(chǎn)率47.98%、鐵品位高達67.61%，-0.038 mm 粒級產(chǎn)率75.96%、鐵品位達65.65%，達到合格磁鐵精礦品位要求。

圖1、圖2表明，二段弱磁選精礦鐵礦物解離情況較好，單體達90%以上，僅少數(shù)與石英連生。因此，后續(xù)采用提質(zhì)淘洗磁選機對二段弱磁選精礦進行精選可獲得合格精礦。

3.3 二段弱磁選精礦淘洗試驗結果

采用淘洗磁選機在上升水速3.05 cm/s 條件下選別，結果見表9。

表9表明，二段弱磁選精礦采用淘洗機精選可獲得作業(yè)產(chǎn)率77.87%、品位65.02%、作業(yè)回收率85.17%的淘洗精礦，淘洗機尾礦品位39.85%。

3.4 反浮選試驗結果

將淘洗機尾礦和二段強磁選精礦合并進行陰離子反浮選試驗，試驗采用1 粗1 精3 掃閉路流程，反浮選溫度20 ℃，粗選NaOH 用量600 g/t、SD 用量600 g/t、CaO 用量450 g/t、CY-57#用量1 200 g/t，精選CY-57#用量300 g/t，試驗結果見表10。

表10 表明，淘洗機尾礦和二段強磁選精礦合并進行陰離子反浮選，反浮選精礦品位65.81%、作業(yè)回收率72.83%，反浮選尾礦品位21.88%。

4 全流程試驗

原礦階段磨礦階段弱磁選+強磁選、淘洗機精選、反浮選全流程試驗數(shù)質(zhì)量流程見圖3。

圖3 表明，原礦在一段磨礦細度-0.075 mm55%、二段磨礦細度-0.045 mm80%條件下，采用階段磨礦階段弱磁選+強磁選、淘洗機精選、常溫（20 ℃）反浮選流程處理，可以獲得產(chǎn)率9.76%、品位65.02%的淘洗精礦，以及產(chǎn)率19.53%、品位65.81%的反浮選精礦，最終精礦產(chǎn)率29.29%、品位65.55%、回收率69.26%，尾礦品位12.05%。

5 結語

（1）原礦Fe 品位為27.72%，SiO2含量為55.27%，有害組分P 和S 含量均較低；礦石中的鐵礦物主要是赤（褐）鐵礦，其次為磁鐵礦、半假象赤鐵礦，以赤（褐）鐵礦、磁鐵礦和半假象赤鐵礦形式存在的鐵合計分布率為89.17%；鐵礦物呈不均勻中細粒嵌布。

（2）原礦在一段磨礦細度-0.075 mm55%、二段磨礦細度-0.045 mm80%條件下，采用階段磨礦階段弱磁選+強磁選、淘洗機精選、常溫（20 ℃）反浮選流程處理，可以獲得產(chǎn)率9.76%、品位65.02%的淘洗精礦，以及產(chǎn)率19.53%、品位65.81%的反浮選精礦，最終精礦產(chǎn)率29.29%、品位65.55%、回收率69.26%，尾礦品位12.05%。

（3）針對鐵礦物不均勻中細粒嵌布的赤磁混合鐵礦石，采用階段磨礦階段弱磁選+強磁選、淘洗機精選、常溫（20 ℃）反浮選流程處理，避免了采用階段（或連續(xù)）磨礦、粗細分級、中礦再磨、重磁浮聯(lián)合工藝流程處理，存在重選精礦品位較低的問題；采用階段（或連續(xù)）磨礦弱磁選+強磁選、浮選工藝流程處理，存在浮選作業(yè)處理礦量較大，藥劑用量及選礦成本較高，浮選尾礦品位高，金屬回收率較低等問題。試驗確定的流程簡單、能耗低、環(huán)境污染小、選別指標好，具有很高的實際生產(chǎn)應用價值。