南芬选矿厂北山尾矿再选试验

李 英 刘 军 胡义明 张 永

(1.本钢集团南芬选矿厂；2.中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司;3.华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司)

·矿物加工工程·

南芬选矿厂北山尾矿再选试验

李 英1刘 军2,3胡义明2,3张 永2,3

(1.本钢集团南芬选矿厂；2.中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司;3.华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司)

为提高本钢南芬选矿厂大选系统处理北山过渡类型矿的回收率，减少金属流失，对南芬选矿厂大选车间处理北山过渡类型矿的尾矿进行了再选选矿试验研究，采用中磁—强磁预富集—再磨—弱磁得精—强磁精矿阴离子反浮选工艺，可获得铁精矿品位为57.94%、铁回收率为59.70%(其中弱磁精矿品位66.84%，回收率39.83%)的选别指标，说明北山尾矿中流失了相当比例的磁铁矿，有必要对现场工艺流程进行技术改造。

尾矿 弱磁选 强磁选 阴离子 反浮选

本钢南芬选矿厂拟开发利用北山过渡类型矿，直接采用大选流程(阶段磨矿—弱磁—细筛再磨—磁选柱)处理北山过渡类型矿时，尾矿品位高，回收率低。为了进一步回收北山尾矿中的有用铁矿物，提高金属回收率，对北山尾矿进行了再选选矿试验研究，对其进行中磁—强磁预富集—再磨—弱磁得精—强磁精矿阴离子反浮选流程选矿试验研究，以确定适宜北山尾矿回收的选矿工艺流程及工艺参数，为技术改造提供参考依据。

1 北山尾矿性质

北山尾矿化学多元素分析、铁物相分析结果见表1、表2，粒度分析结果见表3。

表1 北山尾矿化学多元素分析结果 %

成分TFeSFeFeOSiO2Al2O3CaO含量18.5415.156.9062.161.761.52成分MgOSPK2ONa2O烧失含量2.500.260.0730.420.286.91

由表1～表3可知，北山尾矿中主要可回收的为铁矿物，杂质主要为SiO2，有害元素S、P含量较低；北山尾矿中磁铁矿含量较高，说明现有流程处理北山过渡类型矿运行不畅，另外主要可回收的为赤褐铁矿，还有部分碳酸铁、硅酸铁，会影响浮选指标；北山尾矿粒度为-0.076 mm 64.33%，可直接入选，抛除部分尾矿，降低再磨矿量。

表2 北山尾矿铁物相分析结果 %

铁物相铁含量铁分布率磁铁矿7.8241.40赤(褐)铁矿6.8736.37碳酸铁2.5113.29硅酸铁1.437.57硫化铁0.261.37全铁18.89100.00

表3 北山尾矿粒度分析结果

2 中磁—强磁预富集—再磨—弱磁得精—强磁—浮选流程试验

根据北山尾矿性质，初步拟定试验流程如下：①对北山尾矿进行中磁—强磁预富集，抛出部分合格尾矿，减少再磨矿量；②粗精矿再磨后弱磁先得精矿，以期“能收早收”；③强磁精矿进浮选，以尽可能提高精矿品位。

2.1 预富集试验

试验矿样属磁-赤混合矿石，且来样铁品位很低，仅为18.73%。南芬选矿厂大选车间的流程为单一弱磁选流程，因此其尾矿有必要进行中磁—强磁预富集，以提高入磨入选品位。预富集试验流程见图1，试验结果见表4。

图1 北山尾矿预富集试验流程

由表4可知，中磁精矿产率达23.82%，所以在强磁选前设置中磁选作业尽量回收磁铁矿很有必要；另外随着强磁选磁场强度提高，强磁尾矿品位降低，强磁精矿回收率大幅提高；当强磁选磁场强度增加到637 kA/m时，强磁尾矿品位为6.20%，可作为合格尾矿丢弃，强磁选磁场强度为637 kA/m为宜。

表4 北山尾矿预富集强磁选不同磁场强度试验结果

根据预富集条件试验确定的选矿试验条件，进行预富集精矿生产试验，为后续试验准备矿样，试验结果见表5。

表5 南芬选矿厂北山尾矿预富集生产试验结果

2.2 不同磨矿细度弱磁—强磁选试验

将预富集精矿磨至不同细度，进行弱磁—强磁选试验。弱、强磁选设备分别为φ400 mm×300 mm湿式电磁筒式磁选机、SLon750型脉动高梯度磁选机，磁介质为4 mm棒介质，转环转速为2 r/min、脉动冲次为200次/min、冲洗水量为6 L/min。试验流程及试验参数见图2，试验结见表6。

图2 预富集精矿不同磨矿细度弱磁—强磁选试验流程

由表6可知，随着磨矿细度增加，弱磁精矿、强磁精矿品位皆提高，强磁尾矿品位亦提高。当磨矿细度达到-0.043 mm 90%时，此时弱磁精矿品位为67.03%，达到了一般磁铁矿选矿厂要求铁精矿品位大于66%的要求，可认为在此磨矿细度条件下，磁铁矿解离已较为充分，继续增加磨矿细度，弱磁精矿、强磁精矿品位提高幅度很小，但磨矿能耗会大幅增加。另外，分别计算弱磁选、强磁选作业的分选效率，磨矿细度为-0.043 mm 90%时分选效率较为理想，继续增加磨矿细度，分选效率反而降低，因此确定磨矿细度为-0.043 mm 90%进行后续试验。

表6 预富集精矿不同磨矿细度弱磁—强磁选试验结果 %

磨矿细度产品名称产率铁品位铁回收率作业分选效率95(-0.076mm)弱磁精矿20.7462.6946.4325.32强磁精矿39.9826.9738.506.80强磁尾矿39.2810.7515.07给矿100.0028.01100.0080(-0.043mm)弱磁精矿20.6564.2847.1627.28强磁精矿39.0826.9537.426.80强磁尾矿40.2710.7815.42给矿100.0028.15100.0085(-0.043mm)弱磁精矿20.6465.0547.5928.30强磁精矿35.8828.0935.717.70强磁尾矿43.4810.8416.70给矿100.0028.22100.0090(-0.043mm)弱磁精矿19.7467.0346.4529.21强磁精矿33.6030.7736.3010.29强磁尾矿46.6610.5317.25给矿100.0028.48100.0095(-0.043mm)弱磁精矿19.2967.5046.1129.55强磁精矿31.0730.8133.919.29强磁尾矿49.6411.3619.98给矿100.0028.23100.00

2.3 弱磁选不同磁场强度试验

将预富集精矿磨矿至-0.043 mm 90%进行弱磁选不同磁场强度试验，弱磁选试验设备为φ400 mm×300 mm湿式电磁筒式磁选机，试验流程为弱磁选1粗1精，磁场强度变化。试验流程见图3，试验结果见表7。

图3 弱磁选不同磁场强度试验流程

由表7可知，弱磁选磁场强度对弱磁选选别指标影响较小，确定弱磁选1粗1精磁场强度分别为159和143 kA/m进行后续试验。

2.4 弱磁选验证试验

将预富集精矿磨至-0.043 mm 90%进行弱磁选验证试验，并为后续强磁选条件试验准备矿样。弱磁选试验设备为φ400 mm×300 mm湿式电磁筒式磁选机，试验流程同图3，磁场强度按上节确定为159、143 kA/m。试验结果见表8。

表7 弱磁选不同磁场强度试验结果

表8 预富集精矿弱磁选验证试验结果

2.5 强磁选不同磁场强度试验

将弱磁选验证试验中的弱磁尾矿进行强磁选磁场强度试验，试验设备为SLon750型脉动高梯度磁选机，磁介质为4 mm棒介质，转环转速、脉动冲次、冲洗水量均选用常规大小，分别为2 r/min、 200次/min、 6 L/min。试验结果见表9。

表9 强磁选不同磁场强度试验结果

由表9可知，随着磁场强度提高，强磁精矿、尾矿品位均降低，铁回收率提高。在高磁场强度条件下，可丢弃合格尾矿，当磁场强度达637 kA/m时，继续提高磁场强度，效果不明显，故选择磁场强度为637 kA/m时的强磁精矿进行后续浮选试验。

2.6 强磁选验证试验

由表9可知，强磁选抛尾合适的磁场强度为637 kA/m，将弱磁选验证试验中的弱磁选尾矿进行强磁选抛尾验证试验，并为后续浮选试验准备矿样。试验结果见表10。

表10 弱磁尾矿强磁选验证试验结果

2.7 阴离子反浮选试验研究

将强磁选验证试验的强磁粗精矿进行阴离子反浮选正交试验，以NaOH、淀粉、石灰、捕收剂用量为考察因素(依次为因素A、B、C、D)，每个因素取3个水平进行四因素三水平正交试验，正交试验流程见图4，试验因素安排见表11、试验结果见表12。

图4 阴离子反浮选四因素三水平正交试验流程

表11 阴离子反浮选正交试验水平安排

表12 阴离子反浮选正交试验结果 %

试验序号各因素水平ABCD试验结果βε1111144.0058.812122244.3663.923133343.4467.454212352.7138.205223142.3869.906231243.1368.337313248.2737.908321345.3457.799332140.8272.53

注：β为精矿铁品位；ε为精矿铁回收率。

将试验结果进行处理，得到各项指标的平均值与因素、水平的关系，极差分析结果见表13。

由表13综合比较各因素各水平的选别指标，最终确定NaOH用量为1 000 g/t；淀粉用量为1 200 g/t；石灰用量为500 g/t；捕收剂用量为400 g/t。

2.8 北山尾矿预富集—磨矿—弱磁得精—强磁精矿阴离子反浮选流程试验

根据上述条件试验确定的工艺参数，进行北山尾矿预富集—磨矿—弱磁得精—强磁精矿阴离子反浮选全流程试验，数质量流程见图5。

表13 阴离子反浮选正交试验极差分析结果 %

因素指标各水平下指标的平均值水平1水平2水平3极差较优水平Aβ(TFe)43.9346.0744.812.14ε(TFe)63.3958.8156.087.312Bβ(TFe)48.3344.0342.465.87ε(TFe)44.9763.8769.4424.472Cβ(TFe)44.1645.9644.701.80ε(TFe)61.6458.2258.423.422Dβ(TFe)42.4045.2547.164.76ε(TFe)67.0856.7254.4812.603

图5 北山尾矿预富集—磨矿—弱磁得精—强磁精矿阴离子反浮选1粗1精3扫数质量流程

3 结 语

(1)对北山尾矿进行中磁—强磁预富集试验，可抛除产率为43.33%、铁品位为6.24%的尾矿，大幅提高了入磨入选品位。弱磁选可获得高品位的弱磁精矿，实现了“早收多收”。

(2)北山尾矿中磁铁矿占比较大，说明现有流程运行不畅，应考虑对大选流程处理北山过渡类型矿时进行流程考查，或对北山过渡类型矿原矿进行详尽选矿试验研究。

Reconcentration on Tailings of Beishan from Nanfen Plant

Li Ying1Liu Jun2,3Hu Yiming2,3Zhang Yong2,3

(1. Nafen Plant, Benxi Steel Group; 2. Sinosteel Maanshan Institute of Mining Research Co., Ltd.;3. National Engineering Research Center of Huawei High Efficiency Recyclic >Utilization of Metal Mineral Resources Co., Ltd.)

In order to improve iron recovery rate of middles type ore from Beishan Nanfen Plant Daxuan System, reduce metal loss, reselection experiments was conducted on the tailings of middles from Beishan Nanfen Plant Daxuan Workshop. Iron concentrate with iron grade of 57.94% and recovery of 59.70%(iron grade and recovery of low intensity magnetic separation concentrate is 66.84% and 39.83% respectively) was obtained through middle magnetic separation-pre concentration by high intensity magnetic separation-regrinding-concentrate obtained via low intensity magnetic separation-anionic reverse flotation on concentrate of high intensity magnetic separation process. The results indicated that large amounts of magnetite were lost in Beishan Tailings, and technical transformation is necessary for on-site process.

Tailings, Low intensity magnetic separation, High intensity magnetic separation, Anionic, Reverse flotation

2015-04-10)

李 英(1967—)，男，工程师，117014 辽宁省本溪市。