河北某鞍山式超貧磁鐵礦選礦工藝試驗(yàn)

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對鋼鐵需求量的增加和磁鐵礦富礦資源的減少，開發(fā)利用超貧鐵礦資源已受到鐵礦企業(yè)的普遍重視。為得到較好的經(jīng)濟(jì)效益，確定合理的破碎—干式預(yù)選流程，強(qiáng)化磨前拋廢，已成為超貧鐵礦開發(fā)利用的關(guān)鍵。當(dāng)前超貧磁鐵礦干式預(yù)選工藝中，粗粒干選一般選用磁滾筒，但細(xì)粒級別相對含量較大或細(xì)粒干選時，拋尾產(chǎn)率低、精礦品位提高幅度有限、磁性鐵損失大，粒度越細(xì)分選效果越不理想。近年來為解決這一問題，很多新工藝、新設(shè)備不斷涌現(xiàn)，在細(xì)粒物料預(yù)選機(jī)制上取得了很大進(jìn)展，例如北京雪域火磁電設(shè)備有限公司的CCXGY細(xì)粒干選機(jī)、馬鞍山天工科技有限公司的CTL系列永磁粉礦干式預(yù)選機(jī)、山東華特磁電的CTGY型永磁旋轉(zhuǎn)磁場干式預(yù)選機(jī)，已在多家鐵選廠獲得成功應(yīng)用，細(xì)碎干選拋尾均取得了理想的分選技術(shù)指標(biāo)。

河北省某鞍山式鐵礦經(jīng)詳細(xì)勘查，已查明鐵礦石資源量為7億多t，達(dá)大型鐵礦規(guī)模，礦區(qū)內(nèi)密布大小礦體數(shù)十個，規(guī)模較大的礦帶有2個，TFe平均品位在15%左右。礦石中有用組分為鐵，主要賦存于磁鐵礦中，其次在褐鐵礦、赤鐵礦、黃鐵礦及角閃石、黑云母等含鐵礦物中。為合理開發(fā)利用此超貧磁鐵礦石，委托單位要求干選尾礦磁性鐵品位≤0.60%，并盡可能提高干選精礦產(chǎn)品TFe、mFe含量，最終鐵精礦質(zhì)量達(dá)到工業(yè)利用要求，為其合理利用提供技術(shù)依據(jù)。為此，在工藝礦物學(xué)研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了干式預(yù)選條件和磨選流程試驗(yàn)研究，確定了合理的選別流程和工藝參數(shù)，最終取得較為理想的技術(shù)指標(biāo)。

1、礦石性質(zhì)

河北某超貧磁鐵礦石致密堅硬，風(fēng)化較弱，呈灰黑色。礦石結(jié)構(gòu)為自形-他形晶粒狀結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)和填隙結(jié)構(gòu)，構(gòu)造為條帶狀構(gòu)造、片麻狀構(gòu)造和星散浸染構(gòu)造。金屬礦物以磁鐵礦為主，其次為黃鐵礦，少見黃銅礦和磁黃鐵礦。非金屬礦物含量較多，以石英、斜長石及角閃石與黑云母組成的暗色礦物為主，少見斜輝石和石榴石。

對礦樣進(jìn)行化學(xué)多元素分析及鐵物相分析，其結(jié)果分別見表1、表2。

由表1、表2可知，礦石中主要有用礦物為磁鐵礦，全鐵品位不高，磁性鐵占有率為48.36%，屬超貧磁鐵礦石，硫、磷雜質(zhì)含量低。

礦石中的磁鐵礦有磁鐵礦石英巖型和片磨巖2種類型。磁鐵石英巖型中的磁鐵礦含量略高，半自形—他形晶粒狀居多，顆粒較大者（0.2~0.3mm）與暗色脈石礦物彼此鑲嵌，顆粒較小者（0.02~0.06mm）包于石英顆粒中或鑲嵌于石英粒間，整體定向分布呈條帶狀，條帶見彎曲。片磨巖中的磁鐵礦呈自形-他形晶粒狀，多鑲嵌于脈石礦物間，少見包于脈石礦物中，斷續(xù)定向排列，形成片磨狀構(gòu)造。磁鐵礦粒度相對較粗，為0.01~0.8mm，以0.1~0.5mm居多，基本無蝕變，多數(shù)磁鐵礦嵌布于脈石粒間，和脈石的接觸界限平直，因此較易于解離。

2、試驗(yàn)結(jié)果與討論

試驗(yàn)礦石磁鐵礦含量低，采用干式預(yù)選拋尾來減少入選礦石量，提高入磨品位，降低磨選成本。礦石中有用礦物為磁鐵礦且嵌布粒度較粗，選別工藝采用單一磁選流程。

2.1、干式預(yù)選試驗(yàn)

2.1.1、干選設(shè)備對比試驗(yàn)

按委托方要求，對破碎至-20mm和-12mm粒級礦石進(jìn)行干式預(yù)選，分別采用φ500mm×600mm磁滾筒和CCXGY-610型細(xì)粒干選設(shè)備對比試驗(yàn)，表面磁場強(qiáng)度均為199.04kA/m，試驗(yàn)流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

由表3可知，采用磁滾筒預(yù)選，-20mm粒級和-12mm粒級礦樣預(yù)選尾礦磁性鐵含量分別為1.04%和0.63%，說明破碎粒度越細(xì)，磁性鐵在尾礦中損失越少，但均未達(dá)到委托方要求。采用CCX-GY細(xì)粒干選機(jī)預(yù)選，-20mm和-12mm粒級礦樣預(yù)選尾礦中磁性鐵含量分別為0.29%~0.17%，損失于尾礦中的磁性鐵很少，其中-12mm粒度礦樣預(yù)選精礦產(chǎn)率為28.65%、TFe品位和mFe品位分別達(dá)到28.74%和23.87%，相比同粒度下使用磁滾筒預(yù)選，不但精礦品位和回收率提高了且產(chǎn)率減少了2.64個百分點(diǎn)。因此，確定礦石細(xì)碎到-12mm粒度后，采用CCXGY干選機(jī)進(jìn)行干式預(yù)選。

2.1.2、磁場強(qiáng)度預(yù)選試驗(yàn)

使用CCXGY-610型細(xì)粒干選機(jī)對-12mm粒級的礦樣按圖1流程進(jìn)行磁場強(qiáng)度預(yù)選試驗(yàn)，轉(zhuǎn)速為42r/min，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

由表4可知，磁場強(qiáng)度從199.04kA/m增加到318.47kA/m，預(yù)選精礦產(chǎn)率和回收率增加，但磁性鐵回收率則變化不大，說明單純的增加磁場強(qiáng)度，對提高磁性鐵回收率幫助不大，反而增加了干精產(chǎn)品的產(chǎn)率，加大了選礦廠磨礦處理量。

2.1.3、轉(zhuǎn)速預(yù)選試驗(yàn)

對-12mm粒級礦樣按圖1流程進(jìn)行不同轉(zhuǎn)速預(yù)選試驗(yàn)，試驗(yàn)設(shè)備為CCXGY-610型細(xì)粒干選機(jī)，磁場強(qiáng)度為199.04kA/m，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

由表5可知，隨著轉(zhuǎn)速升高，預(yù)選精礦產(chǎn)率增加，品位和回收率先升后高又降低，因此選擇干選機(jī)轉(zhuǎn)速為42r/min。

2.2、預(yù)選粗精礦磨選試驗(yàn)

將表5在轉(zhuǎn)速為42r/min條件下得到的預(yù)選精礦破碎至-2mm進(jìn)行濕式磨選試驗(yàn)。磨礦采用XMQ型φ240mm×90mm錐型球磨機(jī)，弱磁選采用φ350mm和×400mm濕式鼓式磁選機(jī)，在詳細(xì)的磨礦細(xì)度和磁場強(qiáng)度等條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行粗磨磁選-精礦再磨磁選（流程1）和1段磨礦-2次磁選（流程2）工藝流程對比試驗(yàn)，試驗(yàn)流程分別見圖2、圖3、試驗(yàn)結(jié)果見表6。

由表6可知，預(yù)選精礦在粗磨條件下，2種工藝流程鐵精礦的品位都達(dá)到了工業(yè)要求，屬于易選礦石。流程2得到的鐵精礦雖然品位較低，但在產(chǎn)率和回收率上都比流程1要高，并且在實(shí)際生產(chǎn)中生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)環(huán)節(jié)簡單、操作方便。因此，確定采用1段磨礦-2次磁選（流程2）的工藝流程方案。

2.3、工藝流程試驗(yàn)

通過干式預(yù)選和預(yù)選精礦濕式磨選試驗(yàn)研究，按圖4工藝流程和條件進(jìn)行工藝流程試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表7。

由表7可知，礦石細(xì)碎后經(jīng)過CCXGY干式預(yù)選機(jī)預(yù)選，可拋除產(chǎn)率71%以上的尾礦，且預(yù)選尾礦中磁性鐵品位只有0.20%，磁性鐵損失率只有2.06%，說明細(xì)碎預(yù)選拋尾工藝很適宜此礦石。 預(yù)選精礦在-0.074mm 48%的磨礦細(xì)度下，經(jīng)1次粗選1次精選，得到了品位為66.28%、回收率為46.93%的鐵精礦，其中磁性鐵回收率達(dá)到97.01%。

3、結(jié)語

（1）某鞍山式超貧磁鐵礦石中全鐵品位為14.52%，磁性鐵含量為6.94%，磁鐵礦嵌布粒度較粗，相對易選。原礦破碎到-12mm粒級后，經(jīng)CCXGY-610型干式預(yù)選機(jī)預(yù)選，拋尾率達(dá)到71.37%。預(yù)選粗精礦磨至-0.074mm 48%時，經(jīng)2次弱磁選得到合格鐵精礦。最終流程獲得的全鐵品位為66.28%、回收率為46.93%，磁性鐵品位為65.49%、回收率為97.01%。

（2）超貧磁鐵礦破碎粒度越細(xì)，礦物單體解離度越高，預(yù)選后可大幅度提高粗精礦磁性鐵品位和回收率，且拋尾率高，是超貧磁鐵礦山節(jié)能降耗、降低選礦成本的有效途徑。試驗(yàn)在細(xì)碎條件下干式預(yù)選拋尾，拋棄了71%以上的廢石，大大減少了磨礦作業(yè)負(fù)荷，降低了球磨機(jī)入磨粒度，提高了入選品位。

（3）預(yù)選設(shè)備磁場強(qiáng)度的選擇與礦石性質(zhì)、磁鐵礦嵌布特征及破碎粒度有直接關(guān)系，從試驗(yàn)結(jié)果可知，增加磁場強(qiáng)度，對提高磁性鐵回收率幫助不大，反而增加了預(yù)選精礦產(chǎn)率。

（4）預(yù)選是處理超貧鐵礦不可缺少的環(huán)節(jié)，選礦廠建設(shè)前應(yīng)通過試驗(yàn)確定合理的破碎-預(yù)選流程，以達(dá)到降低磨選成本的目的，預(yù)選精礦產(chǎn)率和磁性鐵回收率是評價超貧磁鐵礦預(yù)選效果好壞的2個重要指標(biāo)。

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