白象山选矿厂工艺流程改造探索试验

王荣林

(马钢(集团)控股有限公司姑山矿业公司)

马钢姑山矿业公司白象山铁矿是新建的以磁铁矿为主的大型铁矿山，自2013年建成投产以来，采选工艺不断调整，生产环节不断理顺，至2015年底，铁精矿产量、质量均达到设计指标，但精矿硫、磷等杂质仍存在超标问题，用户满意度不高。

为满足马钢股份公司“精料入炉”的要求，从2016年元月份开始，通过组织开展大量的工艺优化和技术攻关工作，在二段磨矿细度-0.076 mm含量不小于95%时，铁精矿品位由原不小于63.5%提高到目前的不小于64.5%，硫、磷等有害杂质均有一定下降，但也带来了磨矿—分级作业成本高、高频细筛容易堵塞、精矿过滤困难等问题。因此，对白象山一段、二段磨选工艺流程改造进行探索试验，以期能实现在磨矿细度-0.076 mm 85%时铁精矿品位不小于65.0%的目标，同时硫、磷等杂质含量合格，为进一步降低能耗、提高生产效率提供技术支持。

1 矿石性质

1.1 矿石组成

白象山铁矿属长石、黏土型混合矿石，主要结构为粒状结构、斑状(团块)状结构、交代残余结构、共晶结构、脉状结构、胶结结构、鳞片状结构、包含结构和浸染状结构，金属矿物主要为磁铁矿、赤铁矿(含假象、半假象矿)，少量褐铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿，脉石矿物主要为斜长石、钾长石、碳酸盐(方解石、白云石)、黏土(高岭石、水云母)、黑云母、绢云母、白云母、石英，蛋白石、绿泥石、角闪石、磷灰石、绿帘石少量。矿石化学多元素分析和铁物相分析结果分别见表1、表2。

表1 矿石化学多元素分析结果 %

表2 矿石铁物相分析结果 %

表1、表2表明，矿石铁品位34.82%，硫、磷含量分别为0.84%、0.65%，铁主要以磁性铁的形式存在，占总铁的81.21%。

1.2 嵌布特征

矿石主要有用矿物磁铁矿属细粒嵌布，约50%粒度为-0.076 mm；次要矿物赤铁矿结晶粒度更为细小，约91%粒度为-0.076 mm。主要脉石矿物长石、黏土矿物粒度较粗，分布于-0.076 mm粒级的仅占27.22%、25.99%，白象山铁矿一段和二段磨矿不同细度下产品单体解离度分析结果分别见表3、表4。

表3 一段磨矿不同细度下产品单体解离度分析结果 %

表4 二段磨矿不同细度下产品单体解离度分析结果 %

从矿石组成和嵌布粒度来看，矿石属单一磁铁矿，有用矿物和脉石矿物的粒度差异适于采用分段磨选、粗粒抛尾选矿工艺进行分选。磨矿细度达到-0.076 mm 85%时，理论上精矿品位有达到65%以上的可能，关键是选择高精度的选别设备。

2 现场生产指标

白象山选矿厂磨选厂房现有工艺为阶段磨矿—筒式磁选机阶段弱磁选—高频细筛分级—淘洗机精选流程，铁精矿品位64.3%，回收率92%，P含量0.14%，S含量0.238%，尾矿含铁8.49%。铁精矿粒度筛析结果见表5。

表5 铁精矿粒度筛析结果

生产过程中由于磨矿细度较大、筒式磁选机分选精度不高，且浓缩大井时有跑混，最终造成铁精矿质量不高，且容易堵塞高频细筛、过滤困难。

3 一段弱磁选精矿再选试验

2017年5月对白象山铁矿选矿厂生产现场一段弱磁选精矿进行细筛分级(0.076 mm)—筛下磁选柱选别试验，结果见表6～表8。

表6 一段弱磁选精矿细筛筛析结果

表7 一段弱磁选精矿分级—磁选柱试验结果 %

表8 一段弱磁选精矿分级—磁选柱试验精矿粒度筛析结果

表6～表8表明，一段弱磁选精矿细筛分级(分级粒度0.076 mm)—筛下磁选柱选别后，可以提前获得部分合格粒级的铁品位65%以上的铁精矿，避免进入二段磨矿再磨，最终铁精矿粒度较生产现场要粗，有利于高频细筛分级和过滤作业的顺利进行，同时可降低磨矿成本。

4 二段分级溢流磁选柱连选试验

2017年9月对选矿厂生产现场粒度-0.076 mm 87%、TFe品位55.77%的二段分级溢流进行以小型grade磁选柱和精选磁选柱为组合的连选—中矿再磨—磁选管再选试验，并与仅使用磁选管(114.4 kA/m)分选进行对比，结果见图1、表9。

表9 磁选管单独选别试验结果

从图1和表9可以看出，grade磁选柱铁精矿品位62.92%、作业回收率92.74%，磁选管单一选别铁精矿品位61.96%、作业回收率94.07%，说明磁选柱分选精度优于常规磁选机。连选—中矿再磨磁选管再选试验铁精矿S、P指标见表10。

表10 最终铁精矿S、P指标化验结果 %

图1 二段分级溢流grade柱和磁选柱连选中矿再磨再选试验数质量流程

二段分级溢流经grade磁选柱和磁选柱—中矿再磨磁选管再选可得到作业产率81.10%、铁品位65.43%的合格铁精矿，比生产现场铁精矿细度-0.076 mm 95%放粗了8个百分点，同时可提高磨矿效率。

5 结 论

(1)白象山铁矿选矿厂原矿铁品位38.42%，铁主要以磁性铁的形式存在，主要铁矿物磁铁矿、赤铁矿嵌布粒度细微。在磨矿细度为-0.076 mm 85%时进行充分选别，铁精矿理论品位可达65.0%以上。

(2)生产现场一段弱磁选精矿中铁主要分布在-0.076 mm的细粒级中，经高频细筛分级(0.076 mm)—筛下磁选柱选别后，可获得品位65.28%的铁精矿，能提前分选出部分合格粒级的铁精矿。

(3)二段分级溢流在细度-0.076 mm 87%的条件下，经grade磁选柱和精选磁选柱选别—中矿再磨—磁选管再选后，可获得作业产率81.10%、品位65.43%的铁精矿，硫、磷含量分别为0.22%、0.114%。多级磁选柱选别工艺能有效分离出脉石和含连生体的脉石，相比原选矿流程，适当放粗磨矿细度和缩短工艺流程，仍可取得较高的铁精矿品位，能促进高频细筛分级和精矿过滤工序顺利进行。

(4)磁选柱选别效果比常规筒式磁选机要好，可提高后续精选作业的选别精度，从而达到节能降耗、提高铁精矿品位的目的，符合“精料入炉”对铁精矿产品质量的要求。探索试验的结果可为选矿厂工艺流程的优化改造试验提供借鉴。