安徽某镜铁矿石生产云母氧化铁的新工艺

许金越 李 婷 胡 俊

(赣州金环磁选设备有限公司)

安徽某镜铁矿石生产云母氧化铁的新工艺

许金越 李 婷 胡 俊

(赣州金环磁选设备有限公司)

安徽某铁矿石铁矿物主要为镜铁矿，Fe2O3含量为82.79%，结晶程度高，呈板状或鳞片状的云母结构，适合生产云母氧化铁。传统工艺多采用分级—摇床重选分选，流程长、分选效率低。在磨矿细度为-0.074 mm占80%，强磁选磁场强度为800 kA/m、离心选矿机转速800 r/min的最佳条件下，采用强磁选—强磁精矿再磨—离心分离新工艺流程处理该矿石。生产结果表明，最终获得的红云铁和灰云铁各项质量指标达到或超过国家标准。该工艺流程操作简单、灰云铁产率和镜铁矿利用率高、易于大型化生产，可实现该矿石的高附加值利用。

镜铁矿 云母氧化铁 强磁选 离心分离

云母氧化铁颜料是一种化学性质稳定的片状颜料，主要用作钢构件防护涂料。以云母氧化铁颜料为原料制造的云母氧化铁油漆(国外称盔甲油漆)，广泛用于铁路桥梁、车辆、铁塔、船舶、集装箱、高炉烟囱等大型钢结构的防护上。天然云母氧化铁资源有限，从镜铁矿中回收云母氧化铁成为其工业生产的重要途径，但用以生产云母氧化铁的镜铁矿较少。只有Fe2O3含量合适、结晶程度高，矿物晶体结构呈板状或鳞片状、具有云母结构的镜铁矿才适宜来制取云母氧化铁。选矿工艺多采用旋流器分级—摇床重选流程，但存在着工艺流程较长、分选效率低等缺点。

安徽某镜铁矿石Fe2O3含量和矿石结构适合生产云母氧化铁，为分选出合格的灰色云母氧化铁(灰云铁)和红色云母氧化铁(红云铁)，提出了强磁选—强磁精矿再磨—离心分离的选矿新工艺。生产实践结果显示，最终红云铁和灰云铁质量指标达到或高于国家标准。

1 矿石性质

安徽某镜铁矿石为沉积变质型氧化铁矿石，铁矿物主要为镜铁矿，阳光下闪光性好，呈钢灰色。镜铁矿晶体片状大小适中，晶面为镜状完好，反光性佳。脉石矿物以石英为主，含镁、铝和钙的矿物较少。铁矿物与脉石矿物嵌布关系简单，易单体解理，是较好的天然云母氧化铁生产原料。该矿石化学多元素分析结果见表l。

表1 矿石化学多元素分析结果 %

成分TFeFe2O3SiO2Al2O3MgOCaO含量60.4782.7913.521.030.670.97

表1表明，该镜铁矿石全铁品位较高，达60.47%，其中Fe2O3含量82.79%，SiO2是主要的杂质成分。按云母氧化铁产品标准要求，回收该矿石中云母氧化铁重点考虑除去石英等脉石矿物。

2 工艺流程与参数的确定

2.1 破碎作业

原矿进入到方形原料仓，经倾斜放置于仓内的筛孔直径100 mm的条形筛预选筛分。+100 mm粒级的块矿沿倾斜的筛面滚落至一台PE-250×400颚式锤式破碎机进行破碎，破碎机和原料仓底同平面安装；-100 mm粒级产品在料仓中通过一台振动给料机给入输送皮带并输送到一台直径5 mm的振动筛进行筛分。+5 mm的筛上产品进入PC-600×600环锤式破碎机，破碎产品和-5 mm筛下产品一起下落至呈倒圆锥形的粉料仓中，作为磨选给矿。

2.2 阶段磨矿—分选作业

2.2.1 磨矿—分级—强磁选

一段磨选作业采用磨矿—分级—强磁选流程。磨矿设备为一台φ1 830 mm×2 100 mm球磨机和一台φ1 500 mm高堰式分级机构成闭路，分级机溢流泵送进入SLon-1500立环脉动高梯度磁选机分选进行强磁分选。尾矿可继续用来选铁，强磁精矿则进入二段磨选作业。

在条件试验确定的一段磨矿最佳磨矿细度为 -0.074 mm 80%条件下，采用SLon-100周期式磁选机进行强磁选条件试验。为尽量提高最终产品灰云铁的产率，确定强磁选介质棒直径为1.5 mm、脉动冲次为120 r/min.。该条件下的磁场强度条件试验结果见表2。

表2 强磁选磁场强度试验结果

表2表明，随着磁场强度的增加，强磁精矿TFe下降幅度较低，回收率则逐渐上升。考虑到铁的回收率，确定磁场强度为800 kA/m，可获得TFe品位为64.70%的强磁精矿，作为二段磨选作业给矿。强磁尾矿全铁品位降低至42.98%，石英和泥含量较多。

2.2.2 强磁精矿再磨—离心分选

探索试验表明二段再磨最佳磨矿细度为 -0.044 mm 100%，采用φ1 000 mm超细立磨机进行磨矿，并和FX125长锥旋流器(溢流口直径30 mm)构成闭路，再磨产品泵送至φ6 000 mm浓缩机进行浓缩脱水。立磨机是以磨机中的小球与小球之间的互相摩擦碰撞产生的摩擦力使矿物粒度变细，很好地使云母氧化铁片层解理，提高云母氧化铁片状结构的含量。浓缩机底流经砂泵输送到SLon-2400离心选矿机，分选出精矿灰云铁和尾矿红云铁。SLon离心选矿机利用离心力强化流膜选矿，实现矿粒群的选择性分离，大幅度降低了粒度的回收下限。探索试验表明，离心机分选浓度为5%、不加漂洗水时效果最好，并在该条件下进行转速条件试验，结果见表3。

表3 离心机条件试验结果

由表3可知，随着离心选矿机转速的增加，精矿TFe品位逐渐降低，但降低幅度较小，而回收率呈升高趋势。综合考虑，确定转速为800 r/min，此时 SLon-2400离心机精矿即灰云铁TFe品位为67.20%，回收率为88.55%。尾矿TFe品位为52.54%，和浓缩机溢流合并成为红云铁。

2.3 浓缩过滤烘干作业

灰云铁和红云铁分别送至对应的浓缩机中进行浓缩后过滤。过滤产品分别采用陶瓷过滤机和带式过滤机脱水。再分别进入φ160 mm×1 400 mm回转窑烘干机进料口，进入烘干作业。烘干后即为最终灰云铁和红云铁产品。

3 生产实践结果

工业生产流程见图1。最终产品颜料指标检测结果与国家标准(GB 6755—86)对比见表4。

图1 云母氧化铁生产工艺流程

表4 产品检验结果与国家标准(GB 6755—86)对比结果

表4结果表明，采用新工艺流程处理该镜铁矿石，最终红云铁和灰云铁产品指标均达到或超过国家标准，性能达到同类产品的技术要求。

4 结 论

(1)安徽某镜铁矿石Fe2O3含量合适、结晶程度高，矿物晶体结构呈板状或鳞片状、呈云母结构构造，适合生产云母氧化铁。采用强磁选—强磁精矿再磨—离心分离新工艺流程处理该矿石，可获得红云铁和灰云铁，过滤烘干后最终产品满足市场需求，可作为油漆原料。

(2)经条件试验确定SLon-1500立环脉动高梯度强磁选机磁场强度为800 kA/m、SLon-2400离心选矿机分选转速为800 r/min，产品指标最好；一段磨矿后强磁选抛尾能减少二段磨矿入磨量；红云铁粒度较细用带式过滤脱水，灰云铁粒度较粗用陶瓷过滤机脱水，提高过滤脱水效率。

(3)与采用传统旋流器分级—摇床重选工艺相比，新工艺流程简单、易于现场操作控制、无环境污染、生产成本低廉，并提高了灰云铁铁产率，降低过粉碎和变红现象，经济效益显著。

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2015-06-10)

许金越(1984—)，男，工程师，341000 江西省赣州市章贡区沙河工业园。