阶段磨矿-阶段磁选工艺在乌腊德铁矿选矿中应用

郭玮鹏，王振琦，廖怡

阶段磨矿-阶段磁选工艺在乌腊德铁矿选矿中应用

郭玮鹏，王振琦，廖怡

（四川省核工业地质局二八二大队，四川 德阳 618000）

乌腊德矿区磁铁矿石中磁铁矿粒度相对较粗，以+0.074mm为主，约占60.74%。磁铁矿粒度虽较粗，但多包裹有非金属矿物，因此要获得高品质铁精矿，需使磁铁矿中包裹的非金属矿物基本解离。通过实验研究，采用阶段磨矿（一段磨矿细度-0.074mm55%，二段磨矿细度-0.074mm85%）-阶段磁选（一次精选）工艺处理该矿区铁矿石在当前钢铁市场低迷时期具有较好的经济效益，可获得了含TFe 62.70%、铁回收率93.31%的铁精矿。

选矿工艺；磁铁矿；精选；乌腊德

表1 原矿多元素分析结果

注： *单位为×10－6

青海省乌腊德磁铁矿床全铁平均品位30.08%[1]，矿石矿物以磁铁矿为主，磁铁矿粒度较粗， +0.074mm约占60.74%。-0.074mm粒级以0.04～0.08mm和0.02～0.04mm为主，约占21.90%和12.81%。这一特征决定了对磁铁矿回收率的提高十分有利，但磁铁矿中多包裹非金属矿物，其中被磁铁矿包裹的非金属矿物粒度多<0.06mm，要获得高品质的铁精矿，需对原矿进行细磨，使之充分解离，才能够有效回收磁铁矿[2]。

表2 原矿铁物相分析结果

1 矿石性质研究

1.1 矿物组成

表3 矿石矿物成分分析结果

铁矿石中矿石矿物主要为磁铁矿，其次褐铁矿、黄铁矿。脉石矿物以透辉石、石榴子石、石英为主，另含少量单斜辉石、绿帘石、透闪石、蛇纹石、方解石[1]。

1.2 矿石结构构造

矿石结构主要为粒状结构、交代结构、包含结构，矿石构造主要有块状、团块状、条带状、浸染状、星散状-稀疏浸染状构造。块状、条带状磁铁矿中包裹有透辉石[1]。

1.3 矿石化学成分分析及筛析

矿石样品取自乌腊德矿区磁铁矿，原矿化学多元素分析见表1，物相分析结果见表2，粒度筛析结果见表3。

由表1、表3知，该铁矿石属低磷、低硫原生磁铁矿石，有害元素硫、磷、砷含量低，硫元素以黄铁矿形式存在。由表2、表3知，矿石中可供利用的元素只有铁元素，其赋存状态简单，主要以磁铁矿形式存在，少量以褐铁矿、黄铁矿形式存在。矿石中脉石矿物主要为透辉石，其次为蛇纹石、方解石、绿泥石[1]。由表4知，-0.019mm粒级产率较低，铁品位及铁分布率也较低，说明回收矿石中的铁时其回收率较高。

表4 原矿筛析试验结果

2 工艺试验

根据矿石性质研究结果，针对该矿石采用球磨-磁选工艺回收富集铁元素。

2.1 矿石可磨度试验

表5 矿石可磨度测定结果表(-0.074mm含量%)

磨机采用XMB-67型200*240筒形球磨机，用大孤山铁矿石为标准矿石和格尔木腊德地区铁矿石进行可磨度测定。两种矿石的入磨粒度均在-2mm+0.15mm范围，根据不同磨矿时间和相应新生-0.074mm粒级含量，绘制可磨度曲线，并计算可磨度系数。磨矿条件为给矿量1000g，加水1000mL。

表6 粗选磁场强度实验结果

表7 二段磨矿磁场强度实验结果

2.2 磁场强度试验

为了解粗选及精选磁场强度对铁精矿质量的影响，进行了磁场强度试验，考虑铁精矿品位和产品回收率的因素，确定粗选磁场强度0.15T。

图1 矿石可磨度曲线图

表7 二段磨矿磁场强度实验结果

3 阶段磨矿-阶段磁选(一次精选)流程试验

3.1 一段磨矿-一段磁选流程

一段磨矿-一段磁选的目的是在充分保证铁回收率的前提下，尽可能的降低后续二段磨矿作业的矿量，从而节约选别成本，基于此思路，根据前述磨矿细度试验结果，确定一段磨矿细度-0.074mm 55%、磁场强度0.15T进行阶段磨矿阶段磁选，为二段磨矿-磁选准备原料。经一段磨矿一段磁选，获得产率60.67%，TFe品位54%，TFe或收率95.42%的铁粗精矿，流程如图2所示。

图2 一段磨矿-一段磁选试验流程

图3 二段磨矿磁场强度试验流程

图4 二段磨矿细度试验流程

3.2 二段磨矿磁场强度的选择

将一段磨矿-一段磁选生产的铁粗精矿磨至-0.074mm占85%时，在不同磁场强度变化下，对比其产率、TFe品位及回收率，随着磁场强度增加，铁回收率呈上升趋势，而铁品位则呈降低趋势，综合考虑，确定精选磁场强度0.06T为宜，试验流程如图3所示，试验结果见表6。

图5 阶段磨矿-阶段磁选试验全流程图

3.3 二段磨矿细度试验

将一段磨矿-一段磁选生产的铁粗精矿在0.06T的磁场强度下，在不同磨矿细度条件下对比其产率、TFe品位及回收率。随二段磨矿细度增加，在铁回收率变化不大的情况下，铁精矿品位逐渐升高，但当二段磨矿细度达-0.074mm85%时，铁精矿品位62.00%以上，且回收率达97.65%。考虑选矿过程中磨矿成本，确定二段磨矿细度-0.074mm85%进行下步试验，二段磨矿细度流程如图4所示，实验结果见表7。

3.4 阶段磨矿-阶段磁选(一次精选)全流程试验

表8 阶段磨矿-阶段磁选全流程试验结果

由试验可知，阶段磨矿-阶段磁选全流程试验获得了含TFe 62.70%、铁回收率93.31%的铁精矿。该流程的特点是在有用矿物与脉石矿物基本解离的条件下，首先得到回收率较高的铁粗精矿，减少了二段磨矿的矿石量，利于降低生产成本，在目前钢铁市场不景气时其效果尤为突出。

4 结论

乌腊德矿区铁矿石中磁铁矿约有25%~30%与非金属矿物呈包裹连生体，一段磨矿细度-0.074mm55%时，包裹连生体中磁铁矿物与分金属矿物不能完全解离，需在再磨阶段使之解离；当磨矿细度达到-0.074mm85%时，包裹连生体中磁铁矿与非金属矿物较完全解离。利用阶段磨矿-阶段磁选(一次精选)工艺可有效地回收矿石中铁元素、降低成产成本。

[1] 郭玮鹏, 刘恒轩, 刘鑫, 等. 青海省格尔木市乌腊德铁铜矿区详查报告[R]. 德阳：四川省核工业地质局二八二大队，2017.

[2] 甄逢生, 刘长淼, 郭珍旭, 等. 山东某钛铁矿阶段磨矿—弱磁选选铁试验[J]. 现代矿业，2017，597(7):209-214.

[3]刘全轩.阶段磨选流程中一段磁选分选浓度的控制[J]. 金属矿山，1996,239(5) :46-47.

The Application of Stage Grinding-Stage Magnetic Separation Process to the Ore Concentration in the Wulade Fe Mine

GUO Wei-peng WANG Zhen-qi LIAO Yi

(No. 282 Geological Party, Sichuan Bureau of Uranium Geology, Deyang, Sichuan 618000)

Grain size of magnetite in Fe ore from the Wulade Fe Mine is coarser. Most of the magnetite are +0.074 mm in grain size. The magnetite is associated with nonmetallic minerals. Therefore, stage grinding (the first stage of grinding to 55% ‒0.074 mm and the second stage of grinding to 85% ‒0.074 mm) and stage separation process is necessary to obtain ore concentrate. The obtained Fe ore concentrate contains 62.7% TFe with the recovery rate of iron of 93.31%.

mineral processing process; magnetite; ore concentrate; Wulade

2018-07-19

郭玮鹏(1982-)，男，陕西咸阳人，工程师，从事固体矿产成矿规律与开发利用研究工作

TD92

A

1006-0995（2019）02-0339-03

10.3969/j.issn.1006-0995.2019.02.033