巴西某鐵礦石選礦試驗研究

曹鵬飛 王 帥 劉 軍 陳 洲

（1.中鋼設備有限公司；2.中鋼集團馬鞍山礦山研究總院股份有限公司）

鋼鐵產業對于國民經濟的健康穩定發展具有重大意義［1-4］。我國鐵礦儲量巨大，但礦石鐵品位低、共生關系復雜，處理難度高，成本大，國產鐵礦石已無法滿足市場需求。在此背景下，從國外進口鐵礦石已成為解決國內鐵礦石供應不足的主要方法之一［5-10］。

國內某選礦廠進口巴西某鐵礦石進行加工并出售，要求精礦鐵品位須達到67%以上。為此，針對該鐵礦石開展選礦試驗研究，根據其礦石性質，對試驗中的影響因素進行系統研究，為該礦石的生產提供技術及理論支撐。

1 礦樣性質

對礦樣進行化學成分、鐵物相及粒度分析，結果見表1～表3。

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由表1、表2 可知，該礦樣全鐵品位48.93%，主要雜質為SiO2和Al2O3，含量分別為24.04%和1.24%，有害元素硫和磷的含量分別為0.054%和0.229%，其余雜質含量較低；礦樣中的鐵主要存在于赤褐鐵礦中，含量35.75%，分布率73.06%，其次存在于磁鐵礦中，含量9.19%，分布率18.78%，剩余鐵元素賦存于碳酸鐵、硅酸鐵和硫化鐵中。

由表3 可知，原礦中-1.00mm 粒級含量64.81%，-0.15 mm 粒 級 含 量48.18%，-0.074 mm 粒 級 含 量27.44%，說明原礦中細粒級含量較高。

為研究該礦石結構和有用礦物的嵌布特征，采用偏光顯微鏡對礦石進行鏡下觀察，結果見圖1。

由圖1可見，赤鐵礦主要呈片狀、粒狀（圖1（a））和斑狀（圖1（b））集合體嵌布，集合體中常包裹細粒、微細粒脈石礦物，微細粒脈石包裹體粒度分布在20 μm以下，兩者很難完全解離；其次赤鐵礦呈不規則粒狀嵌布，并與褐鐵礦、脈石礦物緊密共生（圖1（c））；部分赤鐵礦呈細粒浸染狀嵌于脈石礦物中，粒度主要分布在40 μm以下（圖1（d））；另外少部分赤鐵礦交代磁鐵礦形成假象赤鐵礦，多數假象赤鐵礦呈細脈狀、不規則細粒狀沿磁鐵礦的裂隙或邊緣交代，粒度主要分布在20 μm以下（圖1（e）），雖然此類假象赤鐵礦粒度較細，但與磁鐵礦緊密共生，在弱磁選過程中會與磁鐵礦一起進入弱磁精礦，相對易回收；少量假象赤鐵礦嵌布粒度較粗，可達0.1 mm以上（圖1（f））。

2 試驗結果與分析

2.1 一段磨礦磁選試驗

2.1.1 一段磨礦細度試驗

固定弱磁選磁場強度198.94 kA/m，強磁選磁場強度477.46 kA/m，對原礦進行不同磨礦細度磁選試驗，試驗流程見圖2，試驗結果見圖3。

由圖3 可見，隨著磨礦細度的增加，弱磁精礦和強磁精礦的全鐵品位升高，精礦鐵回收率降低；為最大限度地保證鐵回收率，選擇磨礦細度-0.074 mm55%，此時弱磁精礦和強磁精礦的全鐵品位分別為68.27%，63.96%，鐵回收率分別為18.56%，63.21%。

2.1.2 強磁選磁場強度試驗

固定一段磨礦細度-0.074 mm55%，弱磁選磁場強度198.94 kA/m，進行強磁選不同磁場強度試驗，試驗流程見圖2，試驗結果見圖4。

由圖4可見，強磁選磁場強度的變化對強磁精礦鐵品位和回收率影響較大，隨著磁場強度的增加，強磁精礦全鐵品位降低，鐵回收率升高；當磁場強度達795.77 kA/m 以上時，鐵回收率趨于穩定，全鐵品位明顯降低；為保證全鐵品位，強磁選磁場強度選擇954.93 kA/m。

2.1.3 一段磨礦磁選開路試驗

將弱磁精礦和強磁精礦合并為精礦產品，進行一段磨礦磁選開路試驗，數質量流程見圖5。

由圖5 可見，一段粗磨磁選最終可獲得鐵品位65.18%、回收率87.17%的鐵精礦；說明在一段粗磨的情況下較難獲得全鐵品位大于67%的鐵精礦，需采用二段磨礦使鐵礦物與脈石礦物進一步解離。

2.2 二段磨礦磁選試驗

二段磨礦磁選試驗流程見圖6。

2.2.1 二段磨礦細度試驗

固定弱磁選磁場強度198.94 kA/m，強磁選磁場強度954.93 kA/m，對一段強磁精礦進行二段磨礦細度試驗，試驗流程見圖6，試驗結果見圖7。

由圖7 可見，隨著磨礦細度的增加，弱磁精礦全鐵品位和回收率升高，強磁精礦鐵品位升高，鐵回收率降低；綜合考慮，選擇二段磨礦細度為-0.074 mm85%，此時弱磁精礦和強磁精礦全鐵品位分別為69.49%和65.90%，回收率分別為21.86%和67.78%。

2.2.2 二段磨礦強磁選磁場強度試驗

固定二段磨礦細度-0.074 mm85%，弱磁選磁場強度198.94 kA/m，對弱磁尾礦進行不同磁場強度強磁選試驗，試驗流程見圖6，試驗結果見圖8。

由圖8 可見，隨著強磁選磁場強度的增加，強磁精礦全鐵品位降低，鐵回收率升高；當磁場強度為477.46 kA/m 時，鐵精礦品位和鐵回收率分別為66.89%，82.64%；磁場強度繼續增加，強磁精礦全鐵品位大幅降低，因此二段強磁選磁場強度選擇477.46 kA/m。

2.2.3 全流程試驗

采用階段磨礦階段磁選流程對礦石進行回收，全流程試驗數質量流程見圖9。

由圖9可見，采用階段磨礦階段磁選可獲得全鐵品位67.21%、鐵回收率75.35%的鐵精礦，全鐵品位54.68%、鐵回收率11.82%的強磁尾礦；分選效果較好，達到了精礦鐵品位67%以上的指標要求。

3 結 語

（1）巴西某鐵礦石鐵品位48.93%，原礦中的鐵礦物主要為赤（褐）鐵礦和磁鐵礦，分布率分別為73.06%，18.78%，有害雜質SiO2含量較高，為24.02%。原礦中-0.15 mm粒級含量48.18%，-0.074 mm粒級含量27.44%，說明原礦中細粒級含量較高。

（2）通過磨礦—弱磁選—強磁選流程，可得到鐵品位65.18%、鐵回收率87.17%的鐵精礦，鐵精礦未達到品位大于67%的產品要求，需要采用二段磨礦使鐵礦物與脈石礦物進一步解離。

（3）采用階段磨礦階段磁選流程，可獲得全鐵品位67.21%、鐵回收率75.35%的鐵精礦，全鐵品位54.68%、鐵回收率11.82%的強磁尾礦，分選效果較好，達到了精礦鐵品位67%以上的指標要求。