铁矿石中磁性铁含量测定的标准化研究

李 娜，朱为民，付海涛

（新钢集团良矿公司，江西 新余 338000）

1 磁性铁测定分离新方法的开发研究

1.1 自制磁选仪器构成

自制磁选仪主要由漏斗、碱式滴定管、永久磁铁、铁架台、皮带轮、直流稳压电源、螺旋止水夹、万向轴组成。

其中磁选管为一根25ml碱式滴定管，它垂直通过有两块永久磁铁组成的磁极中，管子固定在一万向轴承上，并用一个12v的电机通过橡皮筋拖动滴定管做往返运动。在此过程中，试样随水冲入磁选管，磁性矿物被两块永久磁铁吸住，非磁性矿物通过磁极流出。并且，从理论上讲，磁性矿物进入磁选管后，随着磁选管的转动，会使得磁选更加充分。

1.2 自制磁选仪原理

试样与水混匀后，经过滴定管流经两块永久磁铁组成的磁极时，磁性矿物则被吸流于管内壁上，非磁性矿物则通过磁极从滴定管下部流出，反复加水冲洗并同时随着滴定管的匀速转动，磁性矿物与非磁性矿物即可很好的分离。

1.3 自制磁选仪器操作参数的确定试验

1.3.1 磁选时磁场强度的确定

冶金地质系统的工作人员为了使磁性铁含量分析方法更加可靠，并进行大量的实验研究工作，基本上倾向于在磁场强度为900±100GS。在实践中，磁场强度可通过高斯计在磁选管中实际测出，并可以通过调整两块永久磁铁间的距离，使磁选管中有效场强达到规定值900GS。

本化验室目前采用的是1800GS的磁场强度。主要是基于以下几个方面的考虑。一是目前我矿选矿生产工艺三磁排尾矿工艺，其磁场强度为1800GS。二是我矿开展的项目攻关，降低尾磁品位至1.00%以下，此项考核要与选矿工艺相对应。

1.3.2 磁选时试样通过磁极的速度

试样与水混匀后，通过磁选管流经磁极以及加水冲洗时，速度的快慢与结果有一定的影响。实验结果见下表1-1：

表1-1 试样通过磁极的速度对磁选分离的影响

速度太慢影响工作效率，速度太快,磁性铁矿粒来不及被吸引在磁极近处管壁上，而被冲走，磁性矿物有可能被流失。会使结果偏低，经实验以60ml/min为宜。

1.3.3 磁选管转速的影响

矿粒通过磁选管，磁性矿物在磁极堆积，必须使磁选管转动，才能有利于加速与非磁性矿物分离，其转动速度与磁性铁的测定速度有一定影响。

选择单次洗涤水量25ml，调节稳压器电源，使作为磁选管的酸式滴定管的转动速度30转/min、40转/min、50转/min，测定结果见表1-2：

表1-2 转速对磁选分离的影响

由表1-2可知，转动过快，磁性矿物掉入非磁性部分，测定结果偏低。过慢，影响分离程度和操作效率。为此我们选择磁选管转速40转/min。

同时，为了防止外部电压波动而影响电机转速，供给电机的12V电源应加装稳压器。

1.3.4 单次淋洗水量的影响

测定结果都在冶金矿山规定的分析误差范围之内，但在生产实践及实际操作中，为了防止各个化验员在操作过程中选择的单次淋洗水量不一致引起的偏差，为了更好的缩小各个化验员之间的对比化验偏差，我们在铁矿石中磁性铁的测定操作规程中规定，在磁选过程中，统一选择单次淋洗水量为30ml。

2 铁矿石中磁性铁测定的标准化

为配合选矿生产，降本增效。良矿公司开展三大项目攻关：提高原矿出矿品位、降低尾磁品位、提高选矿金属回收率。这三项考核均与相关岗位员工收入相挂钩，因此，铁矿石中磁性铁测定的标准化，不仅有利于本化验室更好的开展工作，更为开展良矿公司年度、月度绩效考核打下了坚实的基础。

1) 试料量

称取0.2000g烘干试样，精确至0.0002g。

2）将称取的试料置于100ml烧杯中，加水约20ml，摇匀。

3）调整好磁选管下部的止水夹，使水流速度为60ml/min，开启稳压器电源，控制磁选管转速为40转/min左右。

4）向磁选管中加水至两块永久磁铁的上平面上部，缓缓将烧杯中试样及水倾入磁选管中，在保持管中水面不低于两块永久磁铁的上平面，又不溢出管口的条件下，反复用水将试样从烧杯中冲入磁选管，直至管中两块永久磁铁的下平面以下的磁选管中无明显矿粒下落，也可判断为两块永久磁铁的下平面流出的洗涤磁性铁的水清澈为止。

5）停止加水，关闭电源，待管中水全部流出后，取下止水夹，用三角瓶承接管下，将磁选管移出磁极，用水将管内磁性铁矿物全部冲洗于三角烧杯中。

6）用二氯化锡-三氯化钛联合还原法测出磁性铁含量。

3 铁矿石中磁性铁测定新方法的应用效益

3.1 工作效率提高

单个磁性铁的磁选时间从原来的5分钟/个，降低为现在的1.2分钟/个，化验工作效率大大提高。据统计，2016年1月至2018年12月共化验磁性铁2500个，累计节约化验时间4500分钟。

3.2 化验成本降低

自从采用自制磁选仪法测定磁性铁含量以来，磁性铁的年度综合化验合格率均达到95%以上，大大超出了公司技术部门对本化验室的考核要求。并且随着化验合格率的提高，周边矿石收购质量异议减少，良矿公司开展的尾磁及原矿品位项目攻关异议减少。所以，复化的元素减少，经过核算，单元素磁性铁的化验成本从0.98元/个下降至0.74元/个.

3.3 原矿处理费用减少

良矿公司平均每天收购周边矿石1042吨，每年收购1042*365=380330吨矿石，前面已经提到周边矿石的收购是以磁性铁的含量来结算的。并且对磁性铁含量在10.00%以下的磁铁矿石进行质量否决。2016年1～10月对周边矿4252.25吨10.00%以下的磁铁矿石实行了质量否决，按目前30t/元的原矿收购价格，挽回了127567.5元的经济损失，同时按目前46t/元的原矿处理费用，节约了原矿处理费用195603.5元，累计节约费用323171余元。

4 结论

本文开发研究了应用自制磁选仪定量分析铁矿石中磁性铁含量的方法，并制定了铁矿石中磁性铁含量测定的标准。本标准适用于大批量试样中磁性铁的测定，操作简单、快速，分离结果重现性好。

自本标准应用以来，已为本企业选矿工艺生产，提供了数万个磁性铁化验数据。并且磁性铁累计化验合格率达96%以上。为企业选矿工艺研究及改进提供了可靠的依据，同时为提高选矿金属回收率、提高原矿出矿品位以及降低尾矿磁性铁含量做出了重大贡献。

更值得一提的是，应用此自制磁选仪也可准确测定出磁铁矿石中磁硫含量，为地质找矿提供准确的依据，并且此自制磁选仪设备操作简单，成本低，便于维护且磁选分离速度快，易于推广使用。