西北某难选铁矿石选矿试验

苗 梁 李国栋，2 姜永智 陈杜娟

(1.西北矿冶研究院;2.北京科技大学土木与环境工程学院)

随着我国经济建设的飞速发展，国内钢铁企业对高品质铁矿石的需求量迅速增加。在国内铁矿石对外依存度日益提高的情况下，与国外几大铁矿石供应商的矿石价格谈判必然处于被动地位。在这样的背景下，开展国内贫、细、杂、散铁矿石资源的开发利用研究就显得异常迫切。

西北某复杂难选铁矿石铁品位较高，但由于矿石难选，一直处于待开发状态。本试验在研究了其工艺矿物学特征后，对该矿石进行了选矿工艺技术条件研究，最终获得了较理想的试验指标。

1 矿石性质

该矿石中金属矿物主要为磁铁矿、镜铁矿，黄铁矿、磁赤铁矿、褐铁矿等含量很低;脉石矿物主要为石英，绿泥石、绿帘石、方解石、云母、锆石等少量。部分磁铁矿产出较集中，呈团块状富集;大部分较为分散，与镜铁矿嵌布关系复杂，有些磁铁矿交代镜铁矿，部分镜铁矿由于包含磁铁矿而磁性增强。镜铁矿多产出在铁碧玉岩中，具定向性，以微细粒为主，溶矿岩石极为坚硬致密，而且部分石英被铁染，很难单体解离，影响部分铁的回收。

矿石主要化学成分分析结果见表1，铁物相分析结果见表2。

表1 原矿主要化学成分分析结果 %

表2 原矿铁物相分析结果 %

从表1可以看出，矿石中有用元素只有铁，且品位较高，达41.23%，其他元素没有综合回收价值。

从表2可以看出，矿石中的铁主要以磁铁矿、镜铁矿形式存在，以这两种形式存在的铁占总铁的95.10%，硅酸铁等含量很低。

2 试验方法与试验设备

工艺矿物学研究结果表明，矿石中强磁性矿物磁铁矿和弱磁性矿物镜铁矿含量均较高，因此，对该矿石进行了适宜的磨矿细度和弱磁、强磁选条件研究。

磨矿设备为RK/ZQM(BM) 250 mm×100 mm型圆锥球磨机，弱磁选设备为 50 mm磁选管，强磁选设备为SLon－100周期式脉动高梯度磁选机。

3 试验结果与讨论

3.1 磨矿细度试验

磨矿细度试验流程见图1，弱磁选磁场强度为88 kA/m，脉动高梯度强磁选背景磁感应强度为0.8 T，脉动频率为300次/min，冲程为30 mm，磁介质为细聚磁网介质，试验结果见图2。

图2 磨矿细度试验结果

从图2可以看出，随着磨矿细度的提高，弱磁粗精矿铁品位小幅上升，铁回收率小幅下降;强磁粗精矿铁品位和铁回收率均有所提高。综合考虑，确定磨矿细度为－0.074 mm占85%。

3.2 弱磁选试验

3.2.1 弱磁粗选磁场强度试验

弱磁粗选磁场强度试验磨矿细度为－0.074 mm占85%，试验结果见图3。

图3 弱磁粗选磁场强度试验结果

从图3可以看出，随着磁场强度的提高，弱磁粗精矿铁品位下降，铁回收率先上升后维持在高位。综合考虑，确定弱磁粗选磁场强度为96 kA/m。

3.2.2 弱磁精选磁场强度试验

弱磁精选磁场强度试验流程见图4，试验结果见图5。

图5 弱磁精选磁场强度试验结果

从图5可以看出，提高弱磁精选磁场强度，精矿铁品位下降，铁回收率先上升后维持在高位。综合考虑，确定弱磁精选磁场强度为64 kA/m，对应的精矿铁品位为66.30%、作业回收率为96.72%。

3.3 强磁选试验

3.3.1 强磁粗选背景磁感应强度试验

强磁粗选背景磁感应强度试验流程见图1，磨矿细度为－0.074 mm占85%，弱磁粗选磁场强度为96 kA/m，高梯度强磁选机脉动频率为300次/min，冲程为30 mm，磁介质为细聚磁网介质，试验结果见图6。

图6 强磁粗选背景磁感应强度试验结果●—品位;○—回收率

从图6可以看出，提高背景磁感应强度，强磁粗精矿铁品位呈先慢后快的下降趋势，铁回收率呈上升趋势。综合考虑，确定强磁粗选背景磁感应强度为1.0 T。

3.3.2 强磁粗选脉动频率试验

强磁粗选脉动频率试验流程见图1，磨矿细度为－0.074 mm占85%，弱磁粗选磁场强度为96 kA/m，高梯度强磁选背景磁感应强度为1.0 T，冲程为30 mm，磁介质为细聚磁网介质，试验结果见图7。

图7 强磁粗选脉动频率试验结果

从图7可以看出，随着强磁粗选脉动次数的增加，强磁粗精矿铁品位呈先快后慢的上升趋势，铁回收率呈先快后慢的下降趋势。综合考虑，确定脉动高梯度强磁粗选的脉动频率为300次/min。

3.3.3 强磁粗精矿再磨细度试验

强磁粗精矿再磨细度试验流程见图8，强磁精选磁介质为细聚磁网介质，背景磁感应强度为0.8 T，脉动频率为350次/min，冲程为30 mm，试验结果见图9。

从图9可以看出，提高强磁粗精矿再磨细度，强磁精矿铁品位呈先快后慢的上升趋势，铁回收率呈下降趋势。综合考虑，确定强磁粗精矿再磨细度为－0.043 mm占95%。

图9 强磁粗精矿再磨细度试验结果●—品位;○—回收率

3.3.4 再磨产品强磁精选背景磁感应强度试验

再磨产品强磁精选背景磁感应强度试验流程见图8，强磁粗精矿再磨细度为－0.043 mm占95%，强磁精选磁介质为细聚磁网介质，脉动频率为350次/min，冲程为30 mm，试验结果见图10。

图10 再磨产品强磁精选背景磁感应强度试验结果●—品位;○—回收率

从图10可以看出，提高再磨产品强磁精选背景磁感应强度，精矿铁品位呈先慢后快的下降趋势，铁回收率呈上升趋势。综合考虑，确定强磁精选背景磁感应强度为0.8 T。

3.3.5 再磨产品强磁精选脉动频率试验

再磨产品强磁精选脉动频率试验流程见图8，强磁粗精矿再磨细度为－0.043 mm占95%，强磁精选磁介质为细聚磁网介质，背景磁感应强度为0.8 T，冲程为30 mm，试验结果见图11。

从图11可以看出，增加强磁精选脉动次数，强磁精矿铁品位先明显上升后升幅趋缓，铁回收率则呈下降趋势。综合考虑，确定强磁精选脉动频率为350次/min，对应的精矿铁品位为63.52%、作业回收率为83.50%。

图11 再磨产品强磁精选脉动频率试验结果●—品位;○—回收率

4 全流程试验

在完成了该矿石磨选工艺技术条件研究后，按图12流程进行了全流程试验，试验结果见表3。

图12 试验全流程

表3 全流程试验结果 %

从表3可以看出，该矿石采用磨矿—1粗1精弱磁选—强磁粗选—强磁粗精矿再磨—强磁精选流程处理，可以获得铁品位为66.39%、回收率为40.94%的弱磁选精矿和铁品位为63.41%、回收率为37.27%的强磁选精矿，综合精矿铁品位为64.95%、回收率为78.21%。

5 结论

(1)西北某难选铁矿石含铁41.23%，金属矿物主要为磁铁矿、镜铁矿，其他铁矿物含铁仅占总铁的4.90%;脉石矿物主要为石英，绿泥石等含量较少。

(2)矿石中少量磁铁矿集聚呈团块状，大部分与镜铁矿嵌布关系密切，甚至部分被镜铁矿包裹，镜铁矿多产出在铁碧玉岩中，具定向性，以微细粒为主，溶矿岩石极为坚硬致密，而且部分石英被铁染，很难单体解离，影响部分铁的回收。

(3)试验采用弱磁选—强磁选工艺对该矿石进行了工艺技术条件研究。结果表明，采用磨矿—1粗1精弱磁选—强磁粗选—强磁粗精矿再磨—强磁精选流程处理该矿石，可以获得铁品位为64.95%、回收率为78.21%的综合精矿。

(4)该矿石的选矿工艺流程较简单、工艺指标较理想。

［1］ 《黑色金属矿石选矿试验》编写组.黑色金属矿石选矿试验［M］.北京:冶金工业出版社，1978.

［2］ 王运敏，田嘉印，王化军，等.中国黑色金属矿选矿实践［M］.北京:科技出版社，2008.

［3］ 王常任.磁电选矿［M］.北京:冶金工业出版社，1986.

［4］ 张炳泉.近年我国复杂难选铁矿石选矿技术进展［J］.金属矿山，2006(3):11-13.