某铁锰矿磁化焙烧—磁选试验

李长顺

(昆钢集团设计院有限公司)

随着生产锰铁合金的优质铁锰矿资源越来越少，开展低品位铁锰矿选矿工艺研究意义重大。某铁锰矿风化严重，较为疏松易碎，铁品位21.89%、锰品位19.45%,主要有用矿物为褐铁矿、软锰矿，属难选铁锰矿石。由于该矿含泥量较低、磁性极弱，为实现矿石中铁、锰的有效回收利用，采用焙烧—磁选工艺流程进行选矿试验[1]。

1 矿石性质

某铁锰矿铁、锰均主要赋存于氧化矿中，主要矿物为褐铁矿、软锰矿、石英，分别占40%、30%、25%，嵌布粒度相对较粗。矿石化学多元素分析结果见表1。

表1 矿石化学元素分析结果 %

表1表明，该铁锰矿铁品位21.89%，锰品位19.45%，是可回收利用的主要元素。

2 试验结果与讨论

2.1 探索试验

依次对原矿进行洗选试验、强磁选(640 kA/m)试验、干式磁选(106.56 kA/m)试验等探索试验，发现：

(1)矿石细泥含量较低；相比原矿，洗选难以将精矿铁、锰品位提高1个百分点，不能达到提质降杂的目的。

(2)强磁选工艺也仅能将铁、锰品位提高到1～2个百分点，说明强磁选工艺不能有效分离有用矿物与脉石矿物。

(3)干式磁选试验没有获得精矿，说明矿石磁性极弱。

2.2 磁化焙烧—磁选试验

2.2.1 配煤试验

原矿破碎至-2 mm，在焙烧温度800 ℃、焙烧时间15 min、磁选管磁场强度100 kA/m的条件下，按图1流程进行磁化焙烧配煤量试验[2]，结果见表2。

图1 磁化焙烧—磁选配煤条件试验流程

由表2可知，随着磁化焙烧配煤量的增加，磁精矿铁、锰回收率呈先增大后减小趋势，铁、锰品位呈先快后慢的下降趋势，因此配煤量选择8%，此时磁精矿铁品位25.84%、锰品位22.14%，达到较高水平，铁回收率69.49%、锰回收率67.65%，达到最大值。

表2 磁化焙烧配煤量试验结果 %

2.2.2 磁化焙烧试样制备

取原矿试样20 kg，配煤1.6 kg(8%)、焙烧温度800 ℃，为进一步提高磁化焙烧效果，经条件试验确定，将焙烧时间由15 min调至25 min，使用φ0.5 m×1.0 m回转窑进行磁化焙烧试样制备[3]。磁化焙烧试样产率75.10%，TFe、Mn、SiO2分别为25.24%、22.42%、15.81%，P含量0.80%，主要矿物组成见表3。

表3 磁化焙烧试样主要矿物组成 %

表3表明，磁化焙烧试样磁铁矿含量55.0%，褐铁矿已基本转化为磁铁矿，软锰矿也向方锰矿转变，总体磁化焙烧效果较好。

2.2.3 磨矿细度试验

为加强对焙烧产品中铁、锰金属的回收，采用弱磁选—强磁选流程在弱磁选磁场强度76 kA/m、强磁选磁场强度640 kA/m条件下，对磁化焙烧试样按图2流程进行磨矿细度试验[4]，结果见表4，强磁精矿和弱磁精矿主要化学成分分析结果见表5。

图2 磁选磨矿细度试验流程

由表4、表5可知，相比磨矿细度-0.076 mm 80%和90%，磨矿细度为-0.076 mm 70%时，磁化焙烧试样弱磁选—强磁选流程精矿产品综合指标较优，可获得铁品位32.52%、锰品位19.39%的弱磁精矿，铁、锰回收率分别为81.30%、58.80%；铁品位15.44%、锰品位25.36%的强磁精矿，铁、锰回收率分别为17.18%、34.24%。

表4 磨矿细度试验结果 %

表5 精矿产品主要化学成分分析结果%

磨矿细度为-0.076 mm 70%时，磁选产品矿物组成见表6。

表6 产品矿物组成 %

从表6可以看出，该铁锰矿经磁化焙烧—弱磁选—强磁选流程选别后，磁铁矿在弱磁精矿和强磁精矿中得到富集，强磁尾矿磁铁矿含量仅5.00%，磁选回收效果较好。

3 结 论

(1)某铁锰矿铁品位21.89%，锰品位19.45%，硫、磷含量较低，褐铁矿含量40%。矿石含泥量较低，磁性极弱，洗选、磁选直接分选效果很差。

(2)矿石磁化焙烧后，磁铁矿含量达到55%。考虑到磨矿成本和选别指标，选择在磨矿细度-0.076 mm 70%条件下进行磁选回收。

(3)原矿在配煤量8%、焙烧温度800℃、焙烧时间25min的条件磁化焙烧，磨矿至-0.076mm70%，经弱磁选—强磁选流程选别，可获得铁品位32.52%、锰品位19.39%、磷含量0.983%、铁回收率81.30%、锰回收率58.80%的弱磁精矿和铁品位15.44%、锰品位25.36%、磷含量0.517%、铁回收率17.18%、锰回收率34.24%的强磁精矿。

(4)磁化焙烧—磁选过程中，部分磷在弱磁精矿中富集，因此在使用弱磁精矿进行铁合金生产时，应采取适当的脱磷措施。实际生产应用中，应根据弱磁精矿和强磁精矿成分特点，与其他低磷铁锰矿资源配合使用，从而提高资源综合利用价值。