研山鐵礦原生礦提鐵降硅工藝流程優化研究

鄧玉芬 田彥純 梁艷濤 陳思典

（河北鋼鐵集團司家營研山鐵礦有限公司）

鐵礦石是鋼鐵工業的主要原材料，被列為我國戰略性礦產資源，對我國國防安全和戰略新興產業發展具有重要的意義［1-2］。

我國鐵礦石儲量豐富，但具有品位低、結晶粒度細、復雜難選等典型特征，因而開采利用率較低、開發利用成本較高［3-4］。隨著選礦工藝技術及設備的進步，鐵礦石資源的綜合利用率得到了一定程度的提高［5］。

目前，研山鐵礦開采的鐵礦石以原生礦為主，處理量750萬t/a，磨選工藝流程為階段磨礦階段單一磁選流程，入磨鐵品位26.57%，精礦鐵品位66%～67%。根據鋼廠對鐵精粉品質的新要求（精礦鐵品位≥67%、SiO2含量≤5%），研山鐵礦開展了技術攻關，對現場生產工藝進行了優化研究。

1 原礦性質

有代表性入磨礦石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 可知，入磨礦石TFe 品位為26.57%，FeO含量為9.85%，SiO2含量高達50.10%，MgO 和CaO 含量分別為3.56%、2.08%，有害成分P、S 含量較低。因此，該礦石為高硅低鐵少硫磷貧磁鐵礦石。

由表2可知，入磨礦石中的鐵主要以磁性鐵的形式賦存，分布率為82.01%，其次為赤褐鐵和硅酸鐵，碳酸鐵、硫化鐵少量。因此，入磨礦石中主要的回收對象為磁性鐵。

2 現場流程與生產指標

研山鐵礦原生礦生產工藝流程歷經近10 a 的生產優化，目前的階段磨礦階段單一磁選工藝流程的一段磨礦細度-0.074 mm 占25%，高頻細篩篩孔寬0.12 mm，二段磨礦-0.074 mm 占53%，具體工藝流程見圖1，磨選流程現場生產指標見表3，精礦粒度篩析結果見表4。

由表3 可知，原生礦石采用圖1 所示的流程處理，磁選鐵精礦品位為66.02%、鐵回收率為83.70%、SiO2含量為6.78%。

由表4 可知，現場鐵精礦粒度較細，+200 目僅占16.15%；鐵在細粒級有明顯的富集現象，270～325、325～400、400～500、-500 目粒級鐵品位均高于67%，+100、100～150、150～200 目粒級鐵品位均較低，特別是+100 目，鐵品位甚至不到30%。粒度篩析結果表明，鐵精礦中粗粒連生體的存在是影響精礦品位的主要原因。因此，要提高鐵精礦品位，必須解決粗粒級的單體解離問題。

3 試驗結果與討論

3.1 調整高頻細篩篩孔尺寸

根據表4數據可知，有效隔出粗粒級可提高精礦鐵品位。因此，現場結合篩分效率和隔粗效果雙重因素，將高頻細篩篩孔寬由0.12 mm 變更為0.10 mm，從而使精礦-200目含量提高到90%以上。生產流程運行穩定后進行了考察，磨選流程現場生產指標見表5，最終精礦（淘洗機精礦）篩析結果見表6。

由表5可知，原生礦石在高頻細篩篩孔寬調整為0.10 mm 情況下，采用圖1所示的流程處理，磁選鐵精礦品位為67.62%、鐵回收率為80.88%、SiO2含量為5.17%，雖然精礦鐵品位達標，但SiO2含量仍然超標0.17個百分點。

由表6及現場分析與調試可知，調整高頻細篩篩孔寬情況下的現場鐵精礦粒度明顯變細，+200 目產率僅占6.73%，但該粒級鐵品位仍然較低，進一步的研究表明，SiO2在該較粗粒級明顯富集是造成鐵精礦含硅偏高的主要原因。

3.2 淘洗機產品考察與問題解決建議

前期的研究表明，適度降低現場淘洗機的磁場強度有利于更好地剔除精礦中的中低品位連生體，進而達到提高精礦鐵品位、降低精礦SiO2含量的目的。現場在調整淘洗機磁場強度的情況下，可以穩定地將精礦SiO2含量降至5%以下，但出現淘洗機溢流量增大、溢流鐵品位升高、淘洗機掃選精礦返回再磨系統，再磨負荷過大進而惡化再磨效果的情況。高頻細篩篩孔寬調整后淘洗機生產情況見表7，淘洗機掃選精礦粒度篩析結果見表8。

由表7、表8 可知，淘洗機掃選精礦不僅量大（98.90 t/h），并且各粒級鐵品位均較低，表明主要為連生體，需要進一步提高單體解離度才能獲得合格精礦。掃選精礦若返回原流程會增加球磨機負荷，惡化磨礦效果。

結合之前對淘洗機掃選精礦的處理工藝研究可知，對淘洗機掃選精礦進行單獨再磨—弱磁選—浮選，可得到合格鐵精礦，因此，建議將淘洗機掃選精礦給入單獨處理系統進行再磨—弱磁選—浮選。這樣既減輕了原再磨系統的負荷、改善其再磨效果，還使難處理的連生體得到充分的細磨深選，確保了組成最終精礦的2個分支精礦的品質。

4 結論

（1）入磨礦石為高硅低鐵少硫磷貧磁鐵礦石，TFe 品位為26.57%，FeO 含量為9.85%，SiO2含量高達50.10%；鐵主要以磁性鐵的形式賦存，分布率為82.01%，也是生產工藝回收的主要對象。

（2）現場鐵精礦品位為66.02%，+200目粒級產率僅16.15%；鐵在細粒級有明顯的富集現象，+100、100～150、150～200 目粒級鐵品位較低，特別是+100目粒級，這是導致精礦品位不高的主要原因。

（3）將現場高頻細篩篩孔寬從0.12 mm 調整為0.10 mm 的情況下，磁選鐵精礦品位可提高至67.62%，但SiO2含量仍高出目標0.17 個百分點，這與SiO2明顯富集在粗粒級有關。

（4）用適度降低現場精選淘洗機磁場強度的方法能較好地剔除精礦中的高硅中低鐵品位連生體，確保淘洗機精選精礦質量合格，但會顯著增大淘洗機溢流量，溢流鐵品位也明顯升高。基于淘洗機掃選精礦返回再磨系統，再磨系統負荷過大會惡化再磨效果，進而影響精選效果問題，提出了將淘洗機掃選精礦給入單獨處理系統進行再磨—弱磁選—浮選的建議，這樣既減輕了原再磨系統的負荷、改善其再磨效果，還使難處理的連生體得到充分的細磨深選，確保了組成最終精礦的2個分支精礦的品質。