公厂磁铁矿选矿工艺流程研究

李昌存，代　浩

（1.华北理工大学矿业工程学院，河北唐山063009；2.河北省矿业开发与安全技术实验室，河北唐山063009；3.河北省地矿局第五地质大队，河北唐山063000）

公厂磁铁矿选矿工艺流程研究

李昌存*1,2，代浩1,3

（1.华北理工大学矿业工程学院，河北唐山063009；2.河北省矿业开发与安全技术实验室，河北唐山063009；3.河北省地矿局第五地质大队，河北唐山063000）

从光谱分析、多元素分析、铁物相分析几方面对公厂铁矿矿石性质进行了研究。得出，除铁元素外，尚无其它已达到工业品位的可利用元素，原矿中硫、磷含量不超标；矿石中主要含铁矿物以磁铁矿为主，弱磁性及非磁性铁矿物含量很少。对公厂铁矿矿石先后进行了原矿干选试验、干选精矿不同磨矿细度条件下的磁选管试验、不同磁场强度试验、阶段磨矿磁选试验以及流程试验。试验结果表明：原矿破碎至-15mm后经过干选，经第一段磨矿后，干选精矿中细度为-200目占35%；经一次磁选后，精矿再经第二段磨矿，磨矿细度为-200目占到85%，再经2次磁选后可获得产率为37.29%、品位为60.54%、回收率为83.62%的铁精矿。当磨矿细度达-200目超过95%时，可获得品位在62%以上的铁精矿。对最终的精矿进行检测，酸碱度测定表明精矿为酸性，多元素分析显示S、P含量未超标。

矿石性质；磁铁矿；磁选

全球铁矿石总量超过8000×108t，铁含量在2300× 108t以上[1]。在现今工业社会中，铁在所有用于工业生产的金属中占95%左右的比例[2]。各国铁矿石品位差异较大，澳大利亚、南非、加拿大等国家的铁矿石品位达60%，而我国铁矿石品位平均为30%左右[3-4]。目前国内铁矿石远远不能满足我国钢铁工业发展的需要，致使我国对进口铁矿石的依存度不断加大[5]。所以优化选矿工艺流程，提高选矿效率对我国矿业发展有非常重要的意义。姚志明对广西某超贫磁铁矿进行了流程优化，采用预先湿式粗粒抛尾，使铁精矿品位提高了1.02%[6]。张永坤通过对司家营矿区磁铁矿矿石性质的分析,结合选矿试验提出适合司家营矿区磁铁矿选矿的磁重联选流程,该流程可以实现“早抛早收”的目的[7]。

1　矿石性质分析

本次试验矿样共约250kg，大部分粒度小于150mm，少量矿块粒度达200mm。先从矿样中随机选取十几块矿样，作为岩矿鉴定用矿样，然后进行了干选试验及化验样、试验样的制备及加工，其中干选尾矿取化验样后废弃。

1.1矿石多元素分析

对矿石进行了多元素分析，结果见表1。

表1　矿石多元素分析结果

矿石多元素分析结果表明：

（1）该矿石中铁矿物以磁铁矿为主；

（2）原矿中硫、磷含量不不超标。

1.2矿石铁物相分析

对矿石进行了铁物相分析，结果见表2。

由分析结果可以看出，该矿石中铁矿物以磁铁矿为主；弱磁性及非磁性铁矿物含量较少。系统研究了公厂铁矿矿石的性质，磁铁矿的嵌布特征是从理论上对选矿较为有利的粒间接触嵌布特征。但是磁铁矿呈碎裂结构，小于0.01mm的可达35%，有的磁铁矿颗粒只有几微米左右，磨矿很难达到该粒级，这些微细粒磁铁矿磨矿后将永远呈连生体存在，因此碎裂结构是精矿品位不能达标的主要因素。

表2　矿石铁物相分析结果

2　干选试验

考虑到在矿石开采中难免混入一定量的围岩及废石，为此，进行了入磨前的干选试验，目的是在入磨前抛掉混入的围岩及废石。将原矿破碎至-15mm后进行干式磁选（干选）试验，干选试验采用磁滑轮，磁场强度为3500奥斯特。试验结果见表3。

表3　原矿干选试验结果

从试验结果可知，干选尾矿磁性铁含量只有0.2%，磁性铁损失率只有0.04%，干选效果非常理想。尽管干选尾矿抛掉的围岩及废石产率较低，只有5%左右，但在实际生产的采矿过程中难免混入一定量的围岩及废石。因此建议选矿流程中应设置干选作业。

2.1干选精矿不同磨矿细度磁选试验

取干选精矿样6份，每份1kg，用XMB-68型240× 300湿式棒磨机分别磨至不同的细度。磨矿时间成等差数列，分别为1分、2分、3分、4分、5分、6分，磨矿产品烘干后，各自缩分出50g，用200目筛子湿筛，筛上部分烘干称重，计算出-200目含量分别为31.98%、47.62%、58.64%、70.66%、84.52%、89.44%。

图1　不同磨矿细度下干选精矿磁选管试验流程

由试验结果可知，整体上看，精矿品位随着磨矿细度的增加而逐渐升高，精矿产率和回收率逐渐下降。当磨矿细度-200目占84.52%时，精矿品位为59.00%，再增加磨矿细度，精矿品位不再上升。根据干选精矿不同磨矿细度磁选试验，确定第一段磨矿细度为-200目占35%。

2.2第一段磨矿磁场强度试验

为考察磁场强度对第一段磨矿后磁选选别指标的影响程度，从磨矿细度为-200目占35%的磨矿产物中缩取若干份20g的相同试样，用磁选管在不同磁场强度下进行磁选。流程见图2，结果见表5。

图2　磁场强度试验流程

相同条件下，对不同磨矿细度的试样分别缩分取样20g，用强度为1000奥斯特（79.577kA/m）的磁场通过XCS－73型Ø50mm的磁选管进行磁选管试验。试验流程见图1，试验结果见表4。

从实验结果上看，随磁场强度的加大，精矿产率有所增加，回收率也略有增高但品位稍微降低。

2.3一磁精矿不同磨矿细度磁选管试验

将一磁粗精矿均匀缩分出6份，每份500g，采用XMQ-67型240×90锥形球磨机分别磨至不同的细度，磨矿时间分别为2分、3分、4分、5分、6分及7分。磨矿产品烘干后，各自缩分出50g，用200目筛子湿筛，筛上部分烘干称重，计算出-200目含量分别为62.26%、76.92%、85.88%、92.54%、95.34%、95.92%。

表4　不同磨矿细度下干选精矿磁选管试验结果

表5　磁场强度试验结果

对不同磨矿细度的一磁精矿试样分别缩分取样10g，在相同条件下进行磁选管试验。磁选管为XCS－ 73型Ø50mm的磁选管，磁场强度为1000奥斯特（79.577kA/m）。流程如图3所示，试验结果见表6。

根据结果可知，随着磨矿细度的增加，精矿品位上升，但精矿产率和回收率下降。为获得品位为60%左右的精矿，确定第二段磨细度-200目占85%。

2.4第二段磨矿磁场强度试验

图3　一磁粗精矿不同磨矿细度下磁选管试验流程

表6　一磁粗精矿不同磨矿细度下磁选管试验结果

为检验磁场强度对磁选选别指标的影响程度，从磨矿细度为-200目占85%的一磁粗精矿磨矿产物中缩取若干份相同试样，用磁选管在不同磁场强度下进行磁选。试验流程见图4，试验结果见表7。

图4　磁场强度试验流程

表7　磁场强度试验结果

从实验结果看，随磁场强度的加大，精矿产率略有升高，品位略有降低，回收率略有增加。总体来看，在试验范围内磁场强度对选别效果影响不大。

2.5流程试验

各段试验已在前文分段叙述，现总结于图5。试验指标见表8。

图5　试验流程图

表8　流程试验结果

最终尾矿（包括干选尾矿）产率为62.71%，品位为7.05%。

2.6精矿多元素分析

精矿多元素分析结果见表9。

由分析结果知S、P含量不超标；

判断精矿为酸性。

表9　精矿多元素分析验结果

3　结论

试验结果表明：原矿破碎至-15mm经干选后，干选精矿在第一段磨矿细度为-200目占35%，经一次磁选后，精矿再经第二段磨矿，磨矿细度为-200目占85%，再经2次磁选后可获得产率为37.29%，品位为60.54%，回收率为83.62%的铁精矿。当磨矿细度达-200目占95%以上时，可获得品位为62%以上的铁精矿。

[1]U.S.Geological Survey.Mineral Commodity Summaries.Janu⁃ary.2010.

[2]GSA.PIRSA Minerals.Government of South Australia（GSA）, Primary Industries and Minerals SA,2009.

[3]IBIS World Industry Report.Iron Ore Mining in Australia: B1311.IBIS World Pty Ltd;2009：50-51.

[4]张敏.云南禄劝细粒超贫赤铁—磁铁矿选矿工艺研究[D].昆明理工大学,2013.

[5]张宏伟.东南亚某铁矿选矿工艺的试验研究[D].昆明理工大学,2009.

[6]姚志明,宋传兵.某超贫磁铁矿选矿工艺流程优化[J].云南冶金,2014（6）:17-21.

[7]张永坤,魏建民,景巍.司家营矿区磁铁矿选矿工艺流程探讨[J].现代矿业,2011（11）:75-76.

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1004-5716(2016)11-0152-05

2016-01-11

2016-01-11

李昌存（1965-），男（汉族），河北丰南人，教授，现从事学校行政管理工作。