内蒙某极贫铁矿选矿试验研究

李 琳，吕宪俊，邱 俊

(山东科技大学化学与环境工程学院，山东 青岛 266590)

随着我国经济的高速发展，钢铁工业也迅速发展，国内各钢铁企业对矿石的需求量增长迅猛，国内的矿山生产已不能满足需求，因此不得不依靠国外的优质铁矿石资源[1-4]。目前，我国铁矿石对国际市场的依赖程度已超50%，虽然进口铁矿石品位高，但价格的暴涨及海运费的大幅攀升也给国内的钢铁企业带来了很大的压力，已成为我国钢铁工业经济安全的重大隐患。但目前部分老矿山因开采多年资源接近枯竭或相继闭坑，因此极贫铁矿资源化利用已迫在眉睫，这对于挖掘我国铁矿资源的潜力，提高国内铁矿资源保障安全程度等均具有重要意义[5-7]。

极贫铁矿大致分两类：一类是大多数现有铁矿山在开采过程中剥离出的大量极贫表外矿和贫杂矿石被堆置而未利用；另一方面还有大量极贫铁矿石至今尚未开发利用。本文针对内蒙某极贫铁矿开展了选矿试验研究，为未来该铁矿石开发利用的可行性提供参考[8-9]。

1 矿石性质

本文所研究矿石为内蒙某极贫铁矿，原矿经过破碎后，首先采用磁滑轮(场强0.35T)预选抛弃部分尾矿，预选试验结果见表1。

表1 磁滑轮预选试验结果

试验结果表明，通过磁滑轮预选，品位可以从10.15%提高至13.58%，抛废率达到35.88%。

本论文所用试验样品为磁滑轮预选获得的粗精矿，将该样品混匀、缩分，制成化学分析样和若干份(1kg/份)试验样，对分析样进行了铁品位和铁物相分析，分析结果见表2。

表2 铁品位和铁物相分析结果

从表2中可以看出，矿样的全铁品位为13.58%，含铁矿物以磁性铁为主，其分布率为59.13%;其次为硅酸铁和氧化铁，分布率分别为28.71%和9.93%；碳酸铁、硫化铁含量很少，分布率分别为0.54%和1.69%。

2 试验研究及结果讨论

2.1 磨矿磁选试验

2.1.1 磨矿试验

利用XMQ-Ф240×90型球磨机对制备的试验样进行磨矿试验。磨矿试验每次使用矿样质量为1kg，加水650ml，磨矿浓度为60.61%。不同磨矿时间的磨矿产品利用200目标准筛进行筛分，测定产品的磨矿细度(-200目含量)，不同磨矿时间对应的磨矿试验结果见表3。

表3 不同磨矿时间下产品细度测定结果

磨矿试验结果表明，随着磨矿时间的延长，磨矿细度逐渐增加，磨矿时间较短时，随着磨矿时间的延长，产物的磨矿细度增加较快，此后增加的趋势变缓。

2.1.2 不同磨矿细度的磁选试验

为了考察不同磨矿细度的磁选效果，采用XCGS型Ф50磁选管，控制磁场强度为0.15T，对不同细度的磨矿样品进行了磁选试验，试验结果见表4。

表4 不同磨矿细度磁选试验结果

不同磨矿细度磁选试验结果表明，随着磨矿细度的增加，磁选精矿的品位逐渐提高，回收率逐渐降低。磨矿细度达到-200目含量94.17%时，精矿品位仍然较低，只能达到40.01%。说明该矿样需要较高的磨矿细度才能获得理想的精矿品位，因此，适合采用粗磨抛尾-粗精矿再磨再选工艺[10-13]。

2.1.3 不同磁场强度的磁选试验

为了确定磁场强度对磁选效果的影响，采用XCGS型Ф50磁选管调整不同磁场强度进行磁选试验，控制磁场强度为0.12 T、0.15 T、0.18 T、0.2T，取磨矿细度为-200目含量为73.84%的磨矿样品进行磁选试验。试验结果见表5。

从表5的试验结果可以看出，随着磁场强度的增加，精矿品位逐渐降低，回收率逐渐提高，对于磨矿细度达到73.48%的磨矿产品，当磁场强度达到0.18T时，磁选精矿品位为32.68%，回收率为66.58%，当磁场强度达到0.2T时，磁选精矿品位为31.34%，回收率为67.47%。考虑到该矿样适宜采用的粗磨抛尾-粗精矿再磨再选工艺，粗磨粗选阶段的磁场强度应适当高一些，以保证回收率为主要目标，推荐粗磨粗选段适宜的磁场强度为0.18～0.2T[14-15]。

表5 不同磁场强度磁选试验结果

2.2 阶段磨矿阶段选别试验

2.2.1 粗精矿的制备

上述试验结果表明，该矿样采用粗磨抛尾、粗精矿再磨的阶段选别流程较为有利。因此，首先分别对矿样进行了粗精矿制备试验。

根据不同细度的磁选试验结果，确定一段磨矿细度为-200目含量52.88%。采用XCRS-Ф400×400电磁湿法多用鼓形磁选机进行磁选连选试验，磁场强度控制在0.18T。试验结果见表6。

表6 一段粗选试验结果

试验结果表明，采用一段鼓形磁选机磁选，能够获得产率36.91%、品位26.62%、回收率72.46%的粗精矿，磁选尾矿产率可达到63.09%、尾矿品位5.92%，取得了良好的粗选效果。

2.2.2 粗精矿再磨细度试验

将制备的粗精矿分别烘干、缩分，进行磨矿时间为3min、5min、7min、9min的磨矿试验，不同磨矿时间下磨矿产品-200目、-325目含量测定结果见表7。

表7 不同再磨时间磨矿细度结果

2.2.3 粗精矿不同再磨细度磁选试验

对不同磨矿细度的粗精矿再磨产品进行了磁选管试验，磁场强度控制为0.15T，试验结果见表8。

表8 粗精矿不同再磨细度磁选试验结果

试验结果表明，随着粗精矿再磨细度的增加，精矿品位逐渐提高，回收率逐渐降低，当再磨细度达到-325目含量90.57%时，可以得到品位58.75%的精矿,精矿产率35.86%,回收率79.06%。

2.3 推荐选矿指标

图1为该矿样选矿试验数质量流程图。从图1可以看出，采用粗磨磁选-粗精矿再磨磁选工艺，该矿样在品位13.58%，粗磨细度-200目含量73.84%，再磨细度-325目含量90.57%的条件下，可以获得精矿产率13.25%、品位58.75%、回收率12.25%的指标。

图1 选矿数质量流程

由于该矿样再磨细度达到-325目含量86.37%～90.57%时，仍不能获得高于60%的铁精矿，说明此矿石在现有技术条件下属于极难选铁矿石。

3 结论

1)矿石经预选后得到的试验矿样全铁品位为13.58%，其中磁性铁为主要含铁矿物，分布率为59.13%。

2)该矿石采用磁滑轮预选-粗磨磁选-粗精矿再磨磁选工艺，在粗磨细度-200目含量73.84%，再磨细度-325目含量90.57%的条件下，可以获得精矿产率8.49%，品位58.75%,回收率49.14%的指标。

3)试验结果表明，该矿石在现有技术条件下属于极难选铁矿石，可为未来开发利用提供参考。

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