某铁矿石高效节能选矿工艺试验

杨秋明 伍红强

(1.航宇救生装备有限公司；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)

某铁矿石高效节能选矿工艺试验

杨秋明1伍红强2，3

(1.航宇救生装备有限公司；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)

针对某矿山铁矿石现场工艺流程不合理，生产能耗高、经济效益差等情况，通过试验研究确定采用干选抛尾—阶段磨矿—弱磁选的高效节能选矿工艺流程。使用该工艺后，矿山铁矿石资源得到了综合高效的利用，最终获得了铁精矿品位达67%以上、铁回收率达86%以上的满意指标，且经济效益显著。

铁矿石 干选抛尾 阶段磨矿 磁选 高效节能

某矿山铁矿石储量较大，但现场选矿工艺采用连续磨矿后2段磁选的工艺流程，该工艺流程不但生产能耗高，而且经济效益差，同时制约现场产能的提高。为此，针对现场实际情况对矿石进行了磨前预选试验和阶段磨矿阶段选别试验，最终确定采用干选抛尾—阶段磨矿—弱磁选的选矿流程。矿石经干式磁选抛尾可抛除产率为11.33%、铁品位为7.88%的矿石，粗精矿铁回收率达97.40%，原矿铁品位从34.22%提高到了37.59%，抛尾效果较好。阶段磨矿阶段选矿后可获得铁品位为67.18%，铁回收率为86.42%的合格铁精矿，该工艺流程在获得合格铁精矿的同时降低了生产能耗，且经济效益显著[1-2]。

1 矿石性质

对原矿进行化学多元素及铁物相分析，其结果见表1、表2。

表1 原矿化学多元素分析结果 %

元素TFeSFeFeOCaOMgO含量34.2532.3016.336.268.22元素SiO2Al2O3SP烧失含量25.302.800.4470.0684.32

由表1可知，原矿样中杂质硫、磷含量较低，且经选别后应能继续降低磷、硫指标；其w(CaO+MgO)/w(SiO2+Al2O3)=0.52，属半自熔性矿石。

由表2可知，铁矿物以磁铁矿为主，占全铁的87.26%，赤褐铁矿和硅酸铁矿物次之。

表2 原矿铁物相分析结果 %

铁物相铁含量铁分布率磁铁矿29.4587.26赤褐铁矿1.303.85黄铁矿0.020.06硅酸铁2.086.16碳酸铁0.902.67全铁33.75100.00

根据光、薄片鉴定结果可知，该矿金属矿物以磁铁矿为主，次为赤铁矿、黄铁矿、少量菱铁矿、微量黄铜矿；脉石矿物以阳起石、透闪石为主，其次为黑云母、方解石、绿泥石、石英，少量斜长石；微量绢云母、白云母、磷灰石、榍石及黏土矿物。

矿石结构种类较多，有自形晶结构、半自形晶结构、他形晶结构、嵌晶结构、柱状变晶结构、纤维状变晶结构、他形粒状变晶结构、叶片状变晶结构、反应边结构、交代残余、交代假象结构等；矿石构造有次块状构造、稠密浸染构造、斑杂状构造、条带状构造等，以次块状构造、稠密浸染状构造为主。

2 试验研究

根据铁矿石的原矿性质和生产现场实际情况，试验拟对该矿石先进行干式磁选预选抛尾，将混入的废石在入磨机前先抛除，以达到减少入磨量从而达到节能降耗的目的[3]。

2.1 原矿干式磁选试验

由于试验矿样为岩芯样，块度约为0～45mm，考虑到矿石形状对抛尾性质的影响，将干式磁选粒度选择细碎产品矿石粒度(-25mm左右)，试验设备为电磁φ500 mm×500 mm干式磁选机。

2.1.1 磁场强度试验

磁场强度是磁选机最主要的性能参数，为了选择最合适的磁场强度进行了磁场强度试验。在磁选机排矿分隔板距离为12 cm、筒表面线速度为 1.10 m/s、磁场强度分别为119.37，127.32，135.28 kA/m的条件下进行磁场强度试验，试验结果见表3。

表3 干式磁选磁场强度试验结果

由表3可知，干式磁选磁场强度对原矿干式磁选预先抛尾的效率影响不明显，在磁场强度为119.37～135.28 kA/m时，均能抛除产率为16.07%～16.36%、铁品位为8.25%～8.71%的废石，抛尾效果较好，故选择磁场强度119.37 kA/m为宜。

2.1.2 分离隔板距离试验

固定磁场强度为119.37 kA/m、筒表面线速度为1.10 m/s、分离隔板距离分别为12.0，13.5， 15.0 cm进行分离隔板距离试验，试验结果见表4。

表4 干式磁选分离隔板距离试验结果

由表4可知，干式磁选中分离隔板距离对原矿干式磁选预先抛尾的影响较大，隔板距离缩小，抛出的废石量就大，精矿品位有所提高，同时废石品位也高，所以综合考虑选择分离隔板距离为13.5 cm为宜，抛出废石量占给矿量的11.40%，废石品位小于8%，抛尾效果较好。

2.2 阶段磨矿—磁选试验

2.2.1 1段磨矿细度试验

将干抛精矿磨至不同细度，固定磁场强度为143.24 kA/m进行弱磁选试验，试验结果见表5。

由表5可知，随着磨矿细度的增加，铁精矿产率减小，铁品位增加明显，铁回收率略为下降，说明磨矿细度是影响铁矿石精矿品位的主要因素；在粗磨至-0.074mm45%～65%时，经磁选可抛除产率为40.55%～46.04%，铁品位为7.90%～ 7.98%的合格尾矿，粗精矿品位从37%左右富集到57.33%～61.82%，说明该矿石采用阶段磨选效果较好；根据阶段磨矿的特点，国内阶段磨选厂1段磨矿细度一般选择-0.076mm50%～60%，故该试验1段磨矿细度选择-0.076mm55%为宜。

表5 1段磨矿细度试验结果 %

磨矿细度(-0.076mm)产品名称产率铁品位铁回收率45精矿59.4557.3391.32尾矿40.557.988.68原矿100.0037.32100.0055精矿55.9260.5390.63尾矿44.087.939.37原矿100.0037.35100.0065精矿53.9661.8290.16尾矿46.047.909.84原矿100.0037.00100.0075精矿53.0563.4890.03尾矿46.957.959.97原矿100.0037.41100.0080精矿51.8165.0189.79尾矿48.197.9510.21原矿100.0037.51100.0085精矿50.2066.4289.58尾矿49.807.8010.42原矿100.0037.22100.0090精矿49.4467.8789.18尾矿50.568.0510.82原矿100.0037.62100.00

2.2.2 1段磁选磁场强度试验

固定1段磨矿细度为-0.076mm55%、在磁场强度分别为127.32，143.24，159.15，175.07kA/m的条件下进行1段磁场强度试验，试验结果见表6。

表6 1段磁场强度试验结果

由表6可知，磁场强度的变化对精矿影响不大，随着磁场强度的升高，精矿产率略有升高，铁品位略有下降，铁回收率变化不大，故选择1段磁场强度为143.24kA/m。

2.2.3 2段磨矿细度试验

将经过1段磨矿磁选的粗精矿进行2段磨选试验，在2段磁场强度为143.24kA/m的条件下，2段磨矿细度分别选择-0.076mm粒级含量为75%，80%，85%，90%进行磨矿细度试验，试验结果见表7。

表7 2段磨矿细度试验结果 %

磨矿细度(-0.076mm)产品名称产率铁品位铁回收率75精矿90.2465.4198.27尾矿9.7610.691.73原矿100.0060.07100.0080精矿89.2566.6798.09尾矿10.7510.821.91原矿100.0060.66100.0085精矿88.0566.9597.84尾矿11.9510.882.16原矿100.0060.25100.0090精矿87.0667.3897.15尾矿12.9413.292.85原矿100.0060.38100.00

由表7可知，粗精矿经2段磨选铁品位提高幅度较大，随2段磨矿细度的增加，精矿产率下降，铁品位升高，铁回收率下降；当2段磨矿细度达 -0.076mm80%时，铁精矿品位已达66.67%，作业回收率达98%以上，而对1段-0.076mm55%的细度来说球磨机配置也较为合理，故2段磨矿细度选择-0.076mm80%为宜。

2.2.4 2段磨矿磁选磁场强度组合试验

将2段磨矿细度定为-0.076mm80%进行2段磁选磁场强度组合试验，磁场强度组合分别为159.15和127.32kA/m，143.24和111.41kA/m，127.32和95.49kA/m，试验结果见表8。

表8 2段磨矿磁选组合试验结果

由表8可知，经过2段磨矿2次磁选，磁场强度的变化对铁品位及铁回收率影响不大，上述组合均能使铁精矿品位达到67%以上，铁作业回收率在97%以上；故选择2段磨矿后磁场强度组合为143.24和111.41kA/m。

2.3 原矿干抛—阶段磨选流程试验

按上述各试验选择的最佳工艺条件，对原矿进行干抛—阶段磨选全流程试验，其试验数质量流程见图1。

图1 原矿干抛—阶段磨矿—弱磁选数质量流程

3 结 语

(1)某矿山铁矿石以磁铁矿为主，含有少量赤、褐铁矿、碳酸铁及硅酸铁矿物，及微量黄铁矿，矿石中硫含量较低，回收利用价值不大，所以试验研究以选铁为主。

(2)从试验结果可以看出，磨矿细度是影响该原矿矿石选别指标的重要因素，采用原矿干抛—阶段磨选的工艺流程能尽早抛掉废石，减少入磨量，从而很好的达到节能降耗的目的。

(3)采用原矿干抛—阶段磨选选别工艺流程，可使铁精矿品位达到67%以上，铁精矿回收率达到86%以上，同时降低了磨矿能耗，提高了生产产能，经济效益显著提高。

[1] 葛新建.马钢和尚桥铁矿石选矿试验研究[J].金属矿山，2009(9)：64-69.

[2] 杨任新.应用高压辊磨机的红格钒钛磁铁矿选矿工艺研究[J].金属矿山，2011(2):47-50.

[3] 余永富，祁超英，麦笑宇，等.铁矿石选矿技术进步对炼铁节能减排增效的显著影响[J].矿冶工程，2010(4):27-32.

2015-01-08)

杨秋明(1960—)，男，部长，工程师，241000 安徽省芜湖市雍镇乡。