白云鄂博西矿低品位铁矿石选矿试验

杨大兵 李 然 曹 飞 甘 杰 李乾坤 张 攀

(1.武汉科技大学资源与环境工程学院；2.冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室)

白云鄂博西矿低品位铁矿石选矿试验

杨大兵1,2李 然1,2曹 飞1,2甘 杰1,2李乾坤1,2张 攀1,2

(1.武汉科技大学资源与环境工程学院；2.冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室)

白云鄂博西矿铁矿石属于低品位磁铁矿石，矿石中铁矿物主要以磁铁矿为主，并与脉石矿物共生关系密切、嵌布粒度较细。针对此矿物的特性，对该矿进行了破碎—磨矿弱磁选、破碎产品大块预抛尾—阶段磨矿弱磁选试验。结果表明：按第二种流程经过2次大块干式抛尾和1次粗磨湿式抛尾，抛出的尾矿产率为38.05%和43.62%，所得粗精矿在磨矿细度为-0.074 mm占90.2%、 磁场强度为135.35 kA/m的条件下进行湿式弱磁选，可得到铁品位为66.27%、回收率为44.68%的铁精矿。2种流程的精矿指标虽然差不多，但第2种流程可以抛掉大量的尾矿，明显减少了磨矿处理量，可见大块预抛尾—阶段磨矿弱磁选流程有明显的优势。

低品位磁铁矿 预抛尾 弱磁选

白云鄂博西矿区铁矿石储量大，目前已探明储量约9亿t，但属于低品位磁铁矿，具有低氟、低磷、低稀土等特点，矿物成分较复杂，共生关系密切，嵌布粒度较细且不均匀，导致开发利用成本高、资源利用率低。

为进一步降低选矿成本，针对此类矿石特点，试验采用磁选工艺进行2种不同选矿流程的对比。

1 矿石性质

1.1 矿石主要化学成分分析

矿区内巴润矿业公司提供的矿石为条带状构造，脉石矿物主要为碳酸盐矿物(白云石、方解石等)及硅酸盐矿物；金属矿物呈条带状、浸染状分布，主要为磁铁矿，其次为钛铁矿、磁黄铁矿，闪锌矿、黄铁矿、方铅矿及黄铜矿等微量。矿石主要化学成分分析结果见表1。

表1 矿石主要化学成分分析结果 %

成分TFeFeOCaOMgOP含量14.527.1821.0910.850.50成分SSiO2Al2O3FReO含量0.612.770.295.401.87

从表1可看出，该矿石铁品位为14.52%，CaO、MgO和SiO2含量分别为21.09%、10.85%、2.77%，有害元素S、F含量较高，分别为0.61%、5.40%，其他成分含量均较低。四元碱度(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)=10.44，因此，该矿石属碱性氧化铁矿石。

1.2 矿石的矿相分析

矿石的显微结构见图1、图2。

图1 矿样磁铁矿与钛铁矿矿相照片

图2 矿样中磁铁矿与微量金属矿物矿相照片

从图1、图2可看出，磁铁矿呈半自形—他形粒状结构分布于其他矿物中，钛铁矿与其接触边缘平直舒缓呈共结边结构(图1)，局部黄铁矿、闪锌矿及磁黄铁矿沿磁铁矿颗粒边缘及裂隙交代呈尖角状结构，局部黄铁矿交代磁铁矿较为强烈呈残余结构，粒径范围为0.005～3.0mm。

2 试验结果及讨论

由于矿石铁品位低、嵌布粒度较细，如果要得到较高品位的铁精矿，就必须细磨深选。基于矿石中的主要铁矿物为磁铁矿，因此采用磁选方法探讨了矿石破碎—磨矿—弱磁选以及破碎产品大块预抛尾—阶段磨矿、阶段弱磁选流程对比试验。

2.1 直接破碎—磨矿—弱磁选试验

2.1.1 磨矿细度试验

磨矿细度试验的弱磁选磁场强度为111.46kA/m，试验结果见表2。

表2 磨矿细度试验弱磁选精矿指标 %

磨矿细度(-0.074mm含量)铁品位铁回收率75.949.4754.9486.555.9852.8292.859.3751.3495.863.2151.1996.466.3248.3298.067.5743.48

从表2可知，随着磨矿细度的增加，弱磁选精矿铁品位上升，铁回收率下降。综合考虑，确定磨矿细度为-0.074mm占96.4%。

2.1.2 磁场强度试验

弱磁选磁场强度试验的磨矿细度为-0.074mm占96.4%，试验结果见表3。

表3 磁场强度试验弱磁选精矿指标

从表3可看出，磁场强度从63.69kA/m提高到159.24kA/m，弱磁选精矿铁品位从67.54%下降到65.49%，降低了2.05个百分点；而铁回收率从40.92%升高到53.03%，升高了12.11个百分点。综合考虑，确定弱磁选磁场强度为135.35kA/m，对应的精矿铁品位为66.20%、铁回收率为52.53%。

2.2 干抛—阶段磨选试验

2.2.1 干抛试验

大块干抛试验采用干式磁辊筒(φ400 mm)对200～0 mm矿石进行干式磁选，磁场强度为135.35 kA/m、筒体的表面线速度为2.65 m/s，试验结果见表4。

表4 大块干抛试验结果 %

产品产率Fe品位Fe回收率干选精矿Ⅰ79.2515.5185.00干选尾矿Ⅰ20.7510.4415.00原矿100.0014.46100.00

从表4可看出，原矿经过1次大块干抛，可抛出产率为20.75%的尾矿，但大块干抛精矿铁品位升幅不大，于是将干选精矿Ⅰ碎至75～0mm再进行第2次干抛，试验结果见表5。

表5 粗粒干抛试验结果 %

产品Fe品位作业回收率干选精矿Ⅱ16.9785.53干选尾矿Ⅱ10.2914.47干选精矿Ⅰ15.51100.00

从表5并结合表4可看出，经过第2次干抛，干选精矿Ⅱ的铁品位和铁回收率分别达到了16.97%、72.70%。

2.2.2 干选精矿Ⅱ的磨矿细度试验

干选精矿Ⅱ的粗磨矿细度试验的弱磁选磁场强度为135.35kA/m，试验结果见表6。

表6 粗磨矿细度试验精矿指标 %

粗磨矿细度(-0.074mm含量)品位作业回收率41.432.0374.6347.234.5570.3453.138.0269.9861.041.9464.4170.043.9157.07

从表6可看出，随着磨矿细度的提高，粗精矿铁品位升高、回收率下降。综合考虑，确定粗磨矿细度为-0.074mm占53.1%。

2.2.3 粗精矿再磨细度试验

粗精矿再磨细度试验的弱磁选磁场强度为135.35kA/m，试验结果见表7。

表7 粗精矿再磨细度试验精矿指标 %

粗精矿再磨细度(-0.074mm含量)品位作业回收率78.660.8490.1285.664.2288.6090.266.2787.3092.566.8583.5993.667.3579.93

从表7可看出，当磨矿细度从-0.074mm含量占78.6%提高到93.6%时，精矿铁品位升高，铁回收率下降。综合考虑，确定磨矿细度为-0.074mm占90.2%。

2.2.4 粗精矿再磨产品弱磁选磁场强度试验

粗精矿再磨产品弱磁选磁场强度试验的再磨细度为-0.074mm含量占90.2%，试验结果见表8。

表8 粗精矿再磨产品弱磁选磁场强度试验精矿指标

从表8可看出，随着磁场强度的提高，弱磁选精矿铁品位下降，铁回收率上升。综合考虑，确定粗精矿再磨产品弱磁选磁场强度为135.35kA/m。

2.2.5 干抛—阶段磨选全流程试验

干抛—阶段磨选全流程试验结果见图3。

从图3可看出，原矿经过2次大块预抛尾—2阶段磨矿弱磁选流程处理，可获得铁品位为66.27%、铁回收率为44.68%的铁精矿。

图3 干抛—阶段磨选试验流程及结果

3 结 论

(1)白云鄂博西矿铁品位较低，主要铁矿物磁铁矿呈条带状、浸染状、半自形—他形粒状结构分布，且嵌布粒度较细，这给磁铁矿的高效低耗回收带来了较大困难。

(2)破碎产品采用直接磨矿—弱磁选流程处理，在磨矿细度为-0.074mm占96.4%、磁场强度为135.35kA/m的条件下，可获得铁品位为66.20%、回收率为52.53%的铁精矿。

(3)矿石采用2段不同块度(200～0、75～0mm)的干抛、2阶段磨矿、2阶段弱磁选流程处理，在粗磨细度为-0.074mm占53.1%、细磨细度为-0.074mm占90.2%、弱磁选磁场强度均为135.35kA/m的条件下，可获得铁品位为66.27%、回收率为44.68%的铁精矿。

(4)2段干式抛尾可以预先抛出产率为38.05%的块状尾矿，可大大降低后续磨选处理量。因此，该工艺是处理此类磁铁矿石的高效低耗开发工艺。

[1] 袁致涛，高 太，印万忠，等.我国难选铁矿石资源利用的现状及发展方向[J].金属矿山，2007(1)：1-6．

[2] 孙炳泉.近年我国复杂难选铁矿石选矿技术进展[J].金属矿山，2006(3)：11-13．

[3] 魏 茜.某低品位铁矿选矿试验研究[J].矿冶工程，2013(6)：46-47．

[4] 韩跃新，高 鹏，李艳军.白云鄂博氧化矿直接还原综合利用前景[J].金属矿山，2009(5)：1-5．

Beneficiation Experiment on a Low Grade Iron Ore in Western Bayan Obo

Yang Dabing1,2Li Ran1,2Cao Fei1,2Gan Jie1,2Li Qiankun1,2Zhang Pan1,2

(1. School of Resources and Environmental Engineering, Wuhan University of Science and Technology；2.Hubei Key Laboratory for Efficient Utilization and Agglomeration of Metallurgic Mineral Resources)

Iron mineral mainly exists in form of magnetite in an iron ore from Western Bayan Obo and belong to low grade magnetic iron ore. Magnetite closely associated with the gangue and is finely disseminated. Directly crushing-grinding-low intensity magnetic separation and discarding by preconcentration at block sizes-stage grinding stage low intensity magnetic separation were conducted based on the ore properties. By the latter process, discarding through magnetic separation at block sizes and once discarding after primary grinding, tailings yield rate is 38.05% and 43.62% respectively. Rough concentrate ground at 90.2% -0.074 mm, and via wet low intensity magnetic separation at magnetic field intensity of 135.35 kA/m, iron concentrate with iron grade of 66.72% and recovery of 44.68% is obtained. By comparison the two flowsheet, index of iron concentrate obtained is similar, while the later process can discarding large amounts of tailings early and thus reduce the grinding capacity. The discarding by preconcentration at block sizes-stage grinding stage low intensity magnetic separation has significant advantages.

Low grade magnetite， Discarding on preconcentration， Low intensity magnetic separation

2015-05-12)

杨大兵(1965—)，男，副教授，硕士研究生导师，430081 湖北省武汉市青山区和平大道947号。