四川某赤铁矿石选矿试验

裴晓东 钱有军

(中钢集团安徽天源科技股份有限公司，安徽 马鞍山 243000)

四川某赤铁矿石选矿试验

裴晓东 钱有军

(中钢集团安徽天源科技股份有限公司，安徽 马鞍山 243000)

四川某铁矿石属低硫磷高硅铝酸性弱磁性铁矿石，铁主要以赤铁矿的形式存在。为了给该赤铁矿石的开发利用提供依据，采用粗粒强磁干选—细粒高梯度强磁选—中矿再浮选工艺对其进行了选矿试验。结果表明：原矿破碎、筛分成40～15 mm和-15 mm两部分后，40～15 mm粒级经YCG-350×1000永磁辊式粗粒强磁选机干选，可获得产率为20.42%、铁品位为52.67%、铁回收率为22.47%的的合格块精矿；-15 mm粒级和干选尾矿磨至-0.074 mm占85%后经SLon高梯度强磁选机1次粗选、1次精选、1次扫选，可获得铁品位为60.35%、铁回收率为32.46%的高梯度强磁选铁精矿；高梯度强磁选中矿经脂肪酸类捕收剂NZ 1粗2精正浮选，又能获得铁品位为60.39%、铁回收率为13.11%的浮选铁精矿，从而使综合铁回收率达到68.04%。

赤铁矿石 粗粒干选 高梯度强磁选 正浮选

我国已探明铁矿资源储量380～410亿t，其中的97%需要进行选矿处理[1-3]。随着我国钢铁工业的快速发展，国内铁矿资源消耗速度加快，铁矿石进口量从1993年的0.33亿t增长到2010年的6.20亿t[4]。为了摆脱铁矿石对外依存度过高的不利局面，国内大量以往未能得到有效利用的赤铁矿资源的开发越来越引起人们的重视[5-7]。本研究对四川某赤铁矿石进行选矿试验，为该赤铁矿石的开发利用提供依据。

1 矿石性质

原矿化学多元素分析结果见表1，铁物相分析结果见表2。

从化学多元素分析结果和铁物相分析结果可知，矿石全铁含量为47.87%，硫含量为0.02%，磷含量为0.10%，碱比为0.04，铁有97.18%赋存于赤、褐铁矿中，属低硫磷高硅铝酸性弱磁性铁矿石。

表1 原矿化学多元素分析结果

Table 1 Main chemical composition analysis of the ore %

成 分TFeFeOPSSiO2Al2O3CaO含 量47.870.180.100.0220.945.280.46成 分MgOK2ONa2OMnTiO2灼减含 量0.481.340.030.320.291.53

表2 原矿铁物相分析结果

Table 2 Iron phase analysis of the ore %

铁赋存相铁含量铁分布率赤、褐铁矿46.5797.18磁铁矿0.100.21黄铁矿0.110.23碳酸盐0.300.63硅酸盐0.841.75合 计47.92100.00

矿石中铁矿物以赤铁矿为主，其次为褐铁矿、菱铁矿、假象赤铁矿、磁铁矿等；脉石矿物以石英为主，其次为绢云母、白云石、方解石等。

矿石结构以鳞片变晶结构、交代结构为主；构造以块状为主，其次为粉状、条带状等。有用矿物与脉石关系十分密切，多与石英、云母交代连生，或与脉石镶嵌、包裹组成致密的集合体，同时有用矿物嵌布粒度极细，为0.018～0.044 mm，易泥化，这些都对选矿不利。

2 选矿方案的选择

目前，对于赤铁矿石的选别方法主要有(高梯度)强磁选、浮选、直接还原—弱磁选、(高梯度)强磁选—(正)反浮选等[8-10]。直接还原—弱磁选工艺可以实现难选铁矿石的有效回收，但该工艺能耗高，流程复杂，建设投资大，因而一直未能在工业生产中大规模应用。强磁选是分选赤、褐铁矿石的有效方法，既可以抛除单体的脉石颗粒和贫连生体，又能使浮选的入选品位提高，同时具有较好的脱泥作用，为浮选创造良好的选别条件。

四川某赤铁矿石中含有一部分富块矿，因此可采用强磁干选优先分选出合格粒级及品位的块精矿，这样既能减少后续作业的给矿量，又能有效避免富矿过磨造成铁金属的损失。在合适的条件下，细粒高梯度强磁选可获得合格的铁精矿，但高梯度强磁选过程中所产生的中矿(精选尾矿、扫选精矿)一般铁含量较高，为减少铁金属的损失，可通过浮选法对高梯度强磁选中矿进行再处理。综上所述，本研究采用粗粒强磁干选—细粒高梯度强磁选—中矿再浮选工艺流程开展试验。

3 试验结果与讨论

3.1 块矿强磁干选试验

依据“能收早收”的原则，首先将原矿加工成40～15 mm和-15 mm两部分后，对40～15 mm部分进行了强磁干选试验，以期先行分选出一部分符合粒级要求及品位要求的块精矿(强磁干选尾矿和-15 mm粒级粉矿合并为混合样)。强磁干选采用YCG-350×1000型永磁辊式粗粒强磁选机，其永磁辊表面的磁感应强度为1.0 T。试验中通过调节永磁辊的转速来改变矿石所受离心力，以达到不同的分选效果。干选试验流程见图1，试验结果见图2。

图1 块矿强磁干选试验流程

图2 块矿强磁干选试验结果

图2表明：永磁辊式粗粒强磁选机能有效分选出合格的块精矿。随永磁辊转速的降低，块精矿的铁品位逐渐降低，铁回收率逐渐升高。综合考虑块精矿的品位及回收率，确定永磁辊的转速为28 r/min，此时可获得产率为20.44%、含铁52.62%、铁回收率为22.56%的合格块精矿。

3.2 混合样高梯度强磁选试验

将强磁干选尾矿和-15 mm粒级粉矿组成的混合样破碎到-2 mm，按图3流程在SLon-750型脉动高梯度强磁选机上进行高梯度强磁选。试验中采用2 mm直径棒介质，固定脉动冲程为4 mm、冲次为175 r/min，主要考察磨矿细度、背景磁感应强度对选别指标的影响。

图3 混合样高梯度强磁选试验流程

3.2.1 磨矿细度试验

磨矿细度对选别效果有决定性影响。磨矿细度太粗，有用矿物与脉石矿物没有充分解离，不能达到有效分选的目的；磨矿细度太细，容易造成矿物过磨和泥化，也难以获得好的分选指标。将-2 mm混合样磨至不同细度，在磁感应强度均为0.703 T条件下进行高梯度强磁粗选—精选，试验结果见图4。

图4 磨矿细度试验结果

从图4可知：随磨矿细度的提高，强磁选精矿的铁回收率逐渐下降，铁品位在60.60%～61.27%的小范围内有所上升；磨矿细度超过-0.074 mm占85%后，铁回收率下降较为显著。因此，选取磨矿细度为-0.074 mm占85%。

3.2.2 粗选磁感应强度试验

将-2 mm混合样磨至-0.074 mm占85%，固定精选磁感应强度为0.703 T，改变粗选磁感应强度为0.703、0.792 、0.872 、0.947 T进行高梯度强磁粗选—精选，试验结果见图5。

由图5可知，随粗选磁感应强度的下降，强磁选精矿品位逐渐升高，回收率逐渐下降，当粗选磁感应强度大于0.792 T时，强磁选精矿的品位小于60%。因此，确定高梯度强磁粗选的背景磁感应强度为0.792 T。

3.2.3 精选磁感应强度试验

将-2 mm混合样磨至-0.074 mm占85%，固定粗选磁感应强度为0.792 T，改变精选磁感应强度为0.792、0.703、0.626 T进行高梯度强磁粗选—精选，试验结果见表3。

图5 高梯度强磁粗选磁感应强度试验结果

表3 高梯度强磁精选磁感应强度试验结果

Table 3 Test results at different intensity for cleaning of high gradient high intensity magnetic separation %

精选磁感应强度/T产 品产 率对混合样对原矿铁品位铁回收率对混合样对原矿0.7920.7030.626精选精矿35.9028.5659.5445.7436.39精选尾矿10.068.0048.1110.368.24粗选尾矿54.0443.0037.9643.9034.93给 矿100.0079.5646.73100.0079.56精选精矿32.3225.7160.3641.8233.27精选尾矿13.7810.9649.2014.5311.56粗选尾矿53.9042.8937.7843.6534.73给 矿100.0079.5646.65100.0079.56精选精矿22.3917.8161.5029.6123.55精选尾矿23.8218.9552.3326.8021.32粗选尾矿53.7942.8037.6943.5934.68给 矿100.0079.5646.51100.0079.56

表3表明，随精选磁感应强度的减弱，强磁选精矿的品位逐渐升高，回收率逐渐下降。为保证强磁选精矿的品位达到60%并有尽可能高的回收率，确定高梯度强磁精选的背景磁感应强度为0.703 T。

3.2.4 扫选磁感应强度试验

将-2 mm混合样磨至-0.074 mm占85%，固定粗选磁感应强度为0.792 T，改变扫选磁感应强度为1.022、0.947、0.872、0.792 T进行高梯度强磁粗选—扫选，试验结果见表4。

表4表明，随扫选磁感应强度的减弱，扫选尾矿的品位及产率均逐渐升高。为了减少尾矿中铁金属的损失，确定高梯度强磁扫选的背景磁感应强度为1.022 T。

3.3 高梯度强磁选中矿再浮选试验

根据以上试验，将-2 mm混合样磨至-0.074 mm占85%后，经0.792 T高梯度强磁粗选、0.703 T高梯度强磁精选和1.022 T高梯度强磁扫选，可获得铁品位60.36%的合格铁精矿，但铁回收率偏低，为32.43%，而中矿(精选尾矿+扫选精矿)铁含量和铁分布率分别达48.79%和24.27%。为提高铁的回收率，采用浮选法对该中矿进行了再处理，结果表明，以碳酸钠作矿浆pH调整剂、脂肪酸类药剂NZ作铁矿物捕收剂，经1粗2精闭路正浮选，可获得含铁60.25%、铁回收率为13.09%的浮选铁精矿。

表4 高梯度强磁扫选磁感应强度试验结果

Table 4 Test results at different intensity for scavenging of high gradient magnetic separation %

扫选磁感应强度/T产 品产 率对混合样对原矿铁品位铁回收率对混合样对原矿1.0220.9470.8720.792粗选精矿46.1036.6757.0256.3544.82扫选精矿16.1512.8548.4516.7713.35扫选尾矿37.7530.0433.2126.8821.39给 矿100.0079.5646.65100.0079.56粗选精矿45.9636.5757.1556.2644.76扫选精矿15.6112.4248.5816.2412.92扫选尾矿38.4330.5733.4127.5021.87给 矿100.0079.5646.69100.0079.56粗选精矿46.2836.8257.0456.7845.17扫选精矿13.5410.7748.8414.2211.31扫选尾矿40.1831.9733.5529.0023.07给 矿100.0079.5646.49100.0079.56粗选精矿46.1536.7257.0956.6045.03扫选精矿12.509.9449.3013.2410.53扫选尾矿41.3532.9033.9630.1624.00给 矿100.0079.5646.55100.0079.56

3.4 全流程试验

在上述试验基础上，按图6所示流程及工艺参数进行了全流程试验，试验结果见表5。

图6 试验全流程

Table 5 Test result of the closed circuit operation %

由表5可知，原矿经粗粒强磁干选—细粒高梯度强磁选—中矿再浮选，可获得铁品位为52.67%、铁回收率为22.47%的块精矿，铁品位为60.35%、铁回收率为32.46%的高梯度强磁选铁精矿和铁品位为60.39%、铁回收率为13.11%的浮选铁精矿，综合铁回收率为68.04%。

4 结 论

(1)四川某铁矿石属低硫磷高硅铝酸性弱磁性铁矿石。矿石中有用矿物多与石英、云母交代连生、包裹组成致密的集合体，且嵌布粒度极细，易泥化，对选矿较为不利。

(2)采用辊表面磁感应强度为1.0 T的YCG-350×1000永磁辊式粗粒强磁选机，在永磁辊转速为28 r/min条件下，可从40～15 mm原矿中先干选出产率为20.42%、铁品位为52.67%、铁回收率为22.47%的的合格块精矿。

(3)干选尾矿和-15 mm原矿磨至-0.074 mm占85%后，经SLon高梯度强磁选机1次粗选、1次精选、1次扫选，可获得铁品位为60.35%、铁回收率为32.46%的高梯度强磁选铁精矿。

(4)以碳酸钠为pH调整剂、NZ为捕收剂再对高梯度强磁选中矿进行1粗2精正浮选，又能获得铁品位为60.39%、铁回收率为13.11%的浮选铁精矿，从而使综合铁回收率达到68.04%。

[1] 张泾生．我国铁矿资源开发利用现状及发展趋势[J]．中国冶金，2007，7(1)：1-5． Zhang Jingsheng．Status and trend of exploitation and utilization of iron ore resources in China[J]．China Metallurgy，2007，7(1)：1-5．

[2] 孔红杰，李国庭，李梅广．铁矿石资源产业的未来发展[J]．山东冶金，2012，34(4)：6-9． Kong Hongjie，Li Guoting，Li Meiguang．Future development of iron ore resources industry[J]．Shandong Metallurgy，2012，34(4)：6-9．

[3] 谢兴中，王毓华．褐铁矿选矿研究现状与思考[J]．金属矿山，2010(1)：6-10． Xie Xingzhong，Wang Yuhua．Situation and thinking of mineral processing technique on limonite ore[J]．Metal Mine，2010(1)：6-10．

[4] 朱德庆，邓秀兰，春铁军，等．某微细嵌布贫赤铁矿石直接还原—弱磁选试验[J]．金属矿山，2012(2)：60-62． Zhu Deqing，Deng Xiulan，Chun Tiejun，et al．Research of superfine low grade hematite by coal-based direct reduction-low intensity magnetic separation[J]．Metal Mine，2012(2)：60-62．

[5] 高雅巍，刘成松，李京社，等．新疆某高硅低品位赤铁矿石选矿试验[J]．金属矿山，2013(9)：72-75． Gao Yawei，Liu Chengsong，Li Jingshe，et al．Beneficiation experiment on a high-silica low-grade hematite ore in Xinjiang[J]．Metal Mine，2013(9)：72-75．

[6] 刘安荣，聂登攀，赵伟毅，等．贵州某高铝硅赤铁矿石选矿试验[J]．金属矿山，2014(1)：60-64． Liu Anrong，Nie Dengpan，Zhao Weiyi，et al．Beneficiation experiment of a high aluminum and silica hematite ore from Guizhou[J]．Metal Mine，2014(1)：60-64．

[7] 张丛香，刘双安，钟 刚．某地复杂难选贫赤铁矿石选别工艺研究[J]．矿冶工程，2013，33(5)：60-64． Zhang Congxiang，Liu Shuang'an，Zhong Gang．Research on beneficiation technology for refractory lean hematite[J]．Mining and Metallurgical Engineering，2014(1)：60-64．

[8] 韩跃新，孙永升，高 鹏，等．高磷鲕状赤铁矿开发利用现状及发展趋势[J]．金属矿山，2012(3)：1-5． Han Yuexin，Sun Yongsheng，Gao Peng，et al．Exploitation situation and development trend of high phosphorus oolitic hematite[J]．Metal Mine，2012(3)：1-5．

[9] 张锦瑞，胡力可，梁银英，等．难选鲕状赤铁矿的研究利用现状及展望[J]．中国矿业，2007，16(7)：74-76． Zhang Jinrui，Hu Like，Liang Yinying，et al．The research on refractory oolitic hematite and expectation[J]．China Mining Magazine，2007，16(7)：74-76．

[10] 张裕书，丁亚卓，龚文琪．宁乡式鲕状赤铁矿选矿研究进展[J]．金属矿山，2010(8)：92-96． Zhang Yushu，Ding Yazhuo，Gong Wenqi．Research progress on the beneficiation tests of Ningxiang-type oolitic hematite[J]．Metal Mine，2010(8)：92-96．

(责任编辑 孙 放)

Beneficiation Experiment of a Hematite Ore from Sichuan Province

Pei Xiaodong Qian Youjun

(SinosteelAnhuiTianyuanTechnologyCo.，Ltd.，Maanshan243000，China)

An iron ore from Sichuan province belongs to an acid，low-magnetic iron ore with low sulfur and phosphorus，high silicon and aluminium，and iron mainly exists in the form of hematite. In order to provide a basis for developing and utilizing the ore，beneficiation tests were carried out through the process of dry high intensity magnetic separation for coarse particles-high gradient high intensity magnetic separation for fine particles-middlings back into flotation process. The results showed that after crushing and screening，the ore was divided into two sections，namely 40～15 mm and -15 mm. Iron concentrate with yield of 20.42%，iron grade of 52.67%，iron recovery of 22.47% was obtained for dealing with 40～15 mm ores through dry high intensity magnetic separation by YCG-350×1000 permanent magnetic roller separator; Iron concentrate with iron grade of 60.35%，iron recovery of 32.46% was obtained for dealing with -15 mm fraction and tailings from dry separation through grinding at 85% passing 0.074 mm through the process of one roughing，one cleaning，one scavenging with SLon high gradient magnetic separator; Iron concentrate with iron grade of 60.39% and iron recovery of 13.11% was

by dealing with middlings of high gradient magnetic separation through the process of one roughing，two cleaning direct flotation，with fatty acid NZ as collector，which makes comprehensive iron recovery rate reach 68.04%.

Hematite，Separation at coarse particles，High gradient high intensity magnetic separation，Direct flotation

2013-12-16

裴晓东(1970—)，男，工程师。

TD951

A

1001-1250(2014)-04-082-05