某贫赤铁矿选厂合理工艺流程的试验研究

陈中航,于克旭

(1.辽宁科技大学矿业学院,辽宁 鞍山 114051;2.鞍钢矿研所,辽宁 鞍山 114021)

某贫赤铁矿选厂合理工艺流程的试验研究

陈中航1,于克旭2

(1.辽宁科技大学矿业学院,辽宁 鞍山114051;2.鞍钢矿研所,辽宁 鞍山114021)

在分析了某贫赤铁矿矿石性质的基础上，进行了两种工艺流程的选别试验。通过连选试验指标的对比，确定了阶段磨矿、粗细分级、螺旋溜槽-强磁-离心机流程为处理该贫赤铁矿的合理流程。试验结果表明：该流程具有结构合理、运行成本低、铁回收率高、工艺可靠等优点。

贫赤铁矿；离心机；螺旋溜槽

某赤铁矿中的铁矿物主要为赤、褐铁矿和磁铁矿,及少量的碳酸铁和硅酸铁。该矿样中,铁矿物及脉石的嵌布粒度均偏细，且不均匀，选厂现生产流程为连续磨矿、弱磁-强磁-离心机工艺，选别指标一般，而且由于离心机的数量较多、作业率较低，生产不稳定。为此,在详细研究原矿性质的基础上，结合鞍钢调军台选矿厂和凌钢保国铁矿赤铁矿选厂的生产工艺,进行了阶段磨矿、粗细分选，螺旋溜槽-强磁-离心机工艺和连续磨矿、弱磁-强磁-离心机工艺两种选别流程的对比试验[1-4]。从两种工艺连选试验结果来看，采用阶段磨矿、粗细分选，螺旋溜槽-强磁-离心机工艺，具有明显的先进性，为该选厂在目前技术经济条件下确定合理的选别工艺流程、工艺指标提供了技术依据[5]。

1 矿石性质

1.1 矿石的化学成分

对原矿进行了化学多元素分析和物相分析，结果见表1、表2。

表1 原矿物相分析结果(单位：%)

表2 原矿化学多元素分析结果(单位：%)

分析表1及表2可以看出，原矿品位41.16%，亚铁含量7.63%，硅酸铁、碳酸铁含量占全铁含量的5.47%，赤铁矿、褐铁矿占全铁含量的84.09%，该矿石为含有少量磁铁矿的赤、褐铁矿石。

1.2 矿石性质、类型及结构构造

矿样岩相鉴定结果表明，矿样中有用铁矿物为赤铁矿、镜铁矿、磁铁矿、针铁矿、褐铁矿及含铁方解石，非工业用铁矿物为镁铁闪石，有害铁矿物为黄铁矿及黄钾铁矾。各矿物结晶粒度较细且分布状态较复杂。脉石矿物有石英、直闪石、蓝闪石、方解石等。

结构较复杂，以半自形或它形细粒变晶结构、包裹体结构为主，有少量的氧化结构、风化结构和浸染结构。矿石构造多为紧密块状构造及和少量的条带状构造。

1.3 矿石的嵌布粒度

利用显微图像分析仪测定该矿样铁矿物和脉石矿物的嵌布粒度。结果表明,该矿石铁矿物的平均粒度为20.46μm，且小于15μm铁矿含量为20.25%，铁矿物在磨矿过程中难以单体解离；脉石矿物嵌布粒度42.86μm，矿物嵌布粒度均偏细。

2 试验研究

2.1 条件实验

2.1.1 不同磨矿细度下矿石的磁选管分选试验

将原矿磨至不同粒度，(-200目含量)含量分别为61%、70%、81.5%、92%、96.5%，进行了磁选管选别试验，磁选管中心场强为96kA/m ，试验结果见表3。

表3 不同磨矿粒度产品磁选管选别试验结果(单位：%)

从原矿磨矿细度-200目含量占61%、70%、81.5%、92%、96.5%的磁选选别试验结果看，随着磨矿细度的增加，精矿品位明显提高，而尾矿品位基本不变。磨矿产品粒度61%(-200目含量)时，磁选管精矿品位53.49%，产率为8.90%；磨矿产品粒度96.5%(-200目含量)时，磁选管精矿品位可达62.27%，但产率仅有5.5%。说明该矿样在细磨条件下，可以获得品位60%以上的磁性矿，但产率较低。因此可以看出，要想取得较高的精矿指标，必须进行细磨。同时也可以看出，由于该贫赤铁矿的嵌布粒度较细，无论采取阶段磨选流程还是采用连续磨矿流程，都没有太明显的优势。

2.1.2 不同磨矿细度下矿石的单体解离度测定

对该贫磁铁矿在不同磨矿细度下进行了单体解离度的测定，测定结果如表4所示。

表4 不同磨矿细度单体解离度测定结果(单位：%)

从表4可见，原矿不同磨矿粒度解离度测定结果表明：原矿在磨矿粒度较粗(-200目含量占70%)时，铁矿物的解离度已在60%以上，但要使铁矿物解离度达到80%以上，则必需磨至-200含量92.27%以上，其解离度低于鞍山地区矿石在相同磨矿粒度下脉石的解离度。特别是脉石的解离度，在-200目含量占96.5%时只有56.83%，要确保精矿品位，将有大量连生体进入尾矿，这将造成降低尾矿品位高、回收率低。

2.1.3 粗磨条件下采用两段螺旋溜槽工艺的选别试验

将粒度为2～0mm的原矿用实验室Φ420×450mm湿式球磨机与Φ150mm螺旋分级机构成的闭路磨矿系统磨至粒度(-200目含量)70%，经搅拌槽搅拌，调整浓度在30%～40%，给入Φ400mm螺旋溜槽进行粗选，粗螺精由泵给入Φ300mm螺旋溜槽进行精选，精螺中矿自循环，试验结果详见图1。

图1 两段螺旋溜槽选别实验流程图

从试验结果看，在原矿品位40.86%、磨矿粒度-200目含量占70%的条件下，经两段螺旋溜槽选别，可获得品位62.13%、产率9.29%的重选精矿。这说明原矿在粗磨的条件下，可提前获得部分品位62%的粗粒精矿，但粗选螺旋溜槽的分选效果不明显，这主要是原矿中矿泥的存在影响了螺旋溜槽的选别效果。因此，应先进行粗细分级后再用螺旋溜槽进行选别。另外，粗螺尾的品位较高，因此应对其进行扫选。

2.1.3 混磁精离心机选别条件试验

以原矿经粗细分级、重-磁联合流程选别得到的品位50.48%、-200目粒度98.40%(-200目含量)混磁精矿样为离心机给矿，进行不同转数的离心机粗选和精选试验，结果见表5、表6。试验所用的设备为试验室用Φ400×300mm离心机，其中一段离心机给矿浓度在15%左右，二段离心机给矿浓度在10%左右，二段离心机给矿为不同转数条件下获得的一离精的混合样，给矿品位59.07%[6-7]。

表5 一段离心机条件试验(给矿品位50.48%)结果

表6 二段离心机条件试验(给矿品位59.07%)结果

从离心机条件试验结果可见，随着离心机转数提高，离心机的精矿品位和尾矿品位均降低，回收率提高，混磁精经两段离心机选别可获得品位较高的精矿。

2.2 试验流程的选择

根据该矿石细粒不均匀嵌布的原矿性质和选厂现有工艺，确定采用单一磁重选流程处理。对该赤铁矿石的单一磁重磁选试验,拟采用以下两种工艺流程进行对比。

1) 连续磨矿、弱磁-强磁-离心机工艺。以鞍钢调军台选矿厂2007年改造前的连续磨矿流程为借鉴，同时混磁精部分的处理由原来的一粗一精三扫浮选工艺改为一粗一精两段离心机重选工艺。

2) 阶段磨矿、粗细分选、螺旋溜槽-强磁-离心机工艺。以鞍钢调军台选矿厂2007年改造后的阶段磨矿流程为借鉴，同时混磁精部分的处理由原来的一粗一精三扫浮选工艺改为一粗一精两段离心机重选工艺。

2.3 连选试验

根据所确定的两种工艺流程，分别进行了连选试验。试验数质量流程分别如图2、图3所示。

图2 两段连续磨矿、弱磁-强磁-离心机工艺

2.4 连选试验结果分析

2.4.1 工艺参数及选别指标对比

给矿品位40.86% 的原矿，经“连续磨矿、弱磁-强磁扫选-离心机工艺”、 “ 阶段磨矿、粗细分选、螺旋溜槽-强磁-离心机工艺”两种工艺流程选别，获得的指标及工艺参数见表7。

从两种流程指标对比看：两种流程的精矿品位基本相当，但“阶段磨矿、粗细分选、螺旋溜槽-强磁-离心机工艺”的精矿产率稍高，金属回收率稍高。综合来看， “阶段磨矿、粗细分选、螺旋溜槽-强磁-离心机工艺”的选别指标,略优于“连续磨矿、弱磁-强磁扫选-离心机再磨再选工艺”的选别指标。

图3 阶段磨矿、粗细分选、螺旋溜槽-强磁-离心机工艺

表7 两种流程选别指标及工艺参对比表

2.4.2 流程结构对比

“连续磨矿、弱磁-强磁扫选-离心机工艺”流程，与“阶段磨矿、粗细分选、螺旋溜槽-强磁-离心机工艺”流程相比流程简单，没有中矿返回，对生产操作控制有益。不足之处是二次磨矿粒度要求96%(-200目含量)，这一方面降低了二次磨机的处理能力，另一方面会增加-10μm级别产品的含量。

阶段磨矿、粗细分选、螺旋溜槽-强磁-离心机工艺”流程相对于“连续磨矿、弱磁-强磁扫选-离心机工艺”流程的最大好处，是给入离心机的矿量明显减少，产率由原来的77.26%减少到46.93%，这极大地减少了离心机的台数，能较大的提高设备的作业率。

“阶段磨矿、粗细分选、螺旋溜槽-强磁-离心机工艺”流程，采用粗细分选工艺，能有效地发挥螺旋溜槽和离心机各自的优势，解决了不同作业对给矿粒度的不同要求。螺旋溜槽作业对矿量和浓度的变化适应性强，指标稳定，运行成本低，能够取得合格的粗粒精矿；而离心机工艺适宜处理细粒级产品，粗细分级后，实现了窄级别入选的合理选矿过程，有利于提高选矿技术指标[8-9]。

3 “阶段磨矿、粗细分选，螺旋溜槽-强磁-离心机工艺” 流程分析

根据试验结果和对比分析，确定采用“阶段磨矿、粗细分选、螺旋溜槽-强磁-离心机工艺” 流程，该流程有如下特点：

1) 粗细分选工艺能有效的发挥螺旋溜槽和离心机的各自的优势，解决了两种设备对给矿粒度的不同要求。螺旋溜槽作业对矿量和浓度的变化适应性强，指标稳定，运行成本低，作业率较高，能够取得合格的粗粒精矿。而离心机工艺适宜处理细粒级产品，粗细分级后，实现了窄级别入选的合理选别过程，有利与提高选矿技术指标。

2) 应用螺旋溜槽处理粗级别产品，减少了原来的“连续磨矿、弱磁-强磁扫选-离心机工艺”流程中由离心机所处理的矿量，有效克服了离心机处理量小、作业率低的缺点，使生产更加稳定。

3) 应用离心机处理细粒级物料，可以有效剔除单体脉石和贫连生体，其品位可以从46.93%提高到64.84%，精矿品位提高幅度较大，保证了产品的质量要求。

4 结语

1) “阶段磨矿、粗细分选、螺旋溜槽-强磁-离心机工艺”流程，是处理该贫赤铁矿的合理流程。试验室连选试验取得了原矿品位40.86%、精矿品位64.35%、尾矿品位23.77%、金属回收率66.33%的较好指标。

2) “阶段磨矿、粗细分选、螺旋溜槽-强磁-离心机工艺”流程适合原矿性质，充分发挥了螺旋溜槽和离心机各自的优势，能够获得良好指标，提高了生产的稳定性。

3) 整个流程为磁重选流程，工艺可靠，选矿指标较好，生产成本低。

[1] 张国庆，李维兵，白晓鸣.调军台选矿厂工艺流程研究及实践[J].金属矿山，2006(3)：37-41.

[2] 周伟,金成宽，李维兵.鞍钢矿山选矿工艺技术发展综述[J].中国矿业(增刊)，2008(7)：61-69，70.

[3] 苏兴强,李维兵.鞍山地区红铁矿选矿技术研究[J].金属矿山，2006(11)：35-40.

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[5] 于克旭，苏兴强,李维兵.鞍山地区红铁矿选矿技术研究[J].金属矿山，2006(11)：35-40.

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[7] 陈禄政，任南琪，熊大和，等.采用连续离心分离技术回收细铁尾矿中铁[J].中南大学学报：自然科学版，2008(12)：1257-1261.

[8] 熊大和.Slon磁选机与离心机组合技术分选氧化铁矿[J].金属矿山(增刊),2009(11)：95-98.

[9] 狄家莲，陈荣.强磁-离心分离工艺分选海钢贫铁矿试验研究[J].矿冶工程，2008(1)：43-45.

Experimentalresearchonthereasonableflowsheetonsomeleanhematiteprocessingplant

CHEN Zhong-hang1,YU Ke-xu2

(1.School of mining engineering,University of Science and Technology Liaoning,Anshan114051,China;2.Anshan Mining Research Institute,Anshan114021,China)

Based on the study on the properties of the lean hematite,successive separating experiment with two different flowsheets was made.Through the comparison of the separating index,conclusion was made that the flowsheet consisting of stage grinding,classification of coarse and fine size ,spiral cute-high intensity magnetic separation-centrifugal separator flowsheet was the rational one in treating the lean hematite.The results show:this processing flowsheet is reasonable in strucrure,reliable and applicable in practice ,meanwhile the operation cost is low and a high recovery can be achieved.

lean hematite；centrifugal separator；spiral cute

TD951.1

B

1004-4051(2013)02-0081-05

2012-06-05

陈中航，讲师，主要从事磁、重选的研究和教学工作。

青海发现首例岩浆熔离型铜镍硫化物矿床

夏日哈木铜镍钴矿是青海东昆仑地区发现的首例具有一定规模的岩浆熔离型铜镍硫化物矿床，该矿床的发现昭示区内该类型矿床具有巨大的成矿潜力，对区域上乃至整个东昆仑地区和全国寻找该类型矿床都具有重大指导意义，是个标杆型的发现。在日前召开的青海夏日哈木铜镍钴矿勘查研讨会上，中国工程院院士汤中立及其他与会专家高度评价这一矿床的发现。

据了解，青海省地矿局第五地质矿产勘查院经过两年的勘查，在格尔木市乌图美仁乡地区发现1处高富品位的大型铜镍钴矿，已探获资源量镍44万t以上、钴1.8万t、铜9.1万t，潜在经济价值600亿元以上。通过进一步工作，该矿区资源量有望超过50万t以上，达超大型规模。目前，海西夏日哈木大型铜镍钴矿已成为我国第四大镍矿床。该矿的发现，实现了东昆仑地区及青海地质找矿矿种和类型上的重大突破，改写了青海无大型镍矿的历史，并将进一步带动东昆仑地区乃至青海省镍矿找矿工作。

夏日哈木铜镍钴矿具有小岩体成大矿类似特征，以前成功的类似矿床有超大型金川、喀拉通克、黄山等镍矿，大型的有红旗岭、多宝山等镍矿床。目前夏日哈木铜镍钴矿已经发现异常处有10余处，成带分布的化探异常显示了巨大的找矿潜力。