低品位磁铁矿选矿试验分析

2021-01-06杜文平

中国金属通报 2020年10期

杜文平

（江铜集团德兴铜矿尾矿回收厂，江西德兴 334200）

我国拥有大量的低品位磁铁矿，此类资源普遍满足露天开采的要求，但是，伴随较低开采成本出现的，通常是较高的选矿比及较低的回收率，研究表明，只有对弱磁预选引起重视，以节能降耗、早收早丢为原则，完成选矿试验，才能达到低成本利用的目的，本文所讨论课题的价值不言而喻。

1 设备选用

本文所研究铁矿拥有较大规模，矿体密度较高，对其进行开发很有必要。本次试验所使用设备较多，包括：摇床，脱磁器，粒度检查筛，球磨机等。要想使设备优势得到发挥，在前期准备阶段，有关人员应前往现场，对地质等情况进行勘察，综合考虑多方因素，对设备型号加以确定，避免由于设备不适配等问题存在，导致试验流程、结论有效性受到影响。

2 选矿试验

原矿为低品位矿，其中，TFe 的品味约为22%，磁性铁的品味约为14%，选矿比大，成为原矿经济效益难以达到预期的主要原因。下文以选矿试验为主要内容，从预选、介选等流程出发，对试验所采用工艺进行了分析，供有关人员参考。

2.1 矿石预选

2.1.1 试验流程

近几年，节能降耗成为多国共识，如何将选矿成本降低，自然成为研究重点。在此背景下，多国对预选工艺进行了引入，对尚未进入磨矿环节的矿石进行预选，以便及时发现并剔除岩石，避免不必要问题出现。若磁场强度满足120kA/m，有关人员可借助磁滑轮，分别预选粒度不同的原矿，将LiLo 经由湿预选所得出结论，视为对照组，通过对二者所涉及各项参数进行对照，可得出以下结论：第一，以磁性铁拥有98%及以上回收率为前提，干预选所对应产率约为18%，若入选粒度不断变细，则尾矿所对应抛出产率显著增加。第二，在粒度相同的情况下，干式抛尾所得效果，通常与湿式抛尾有较大差距，其中，湿式抛尾所得出效果更加理想，磁性铁所对应品味，通常也会因此而得到显著提升。

2.1.2 结果分析

以预选工艺充分结合破磨流程为前提，以粒度预选所得结论为依据，对缺水等矿山常见问题加以考虑，最终选定破碎工艺为三段破碎，第一步，对原矿闭路做破碎处理，确保破碎后闭路密度均为-15mm，第二步，在120kA/m 强度的磁场中，将线速度调整为1.2m/s，通过磁滑轮预选的方式，对后续试验所需矿样进行生产[1]。

2.2 干预选试验

2.2.1 细度试验

一段试验所得结论为：有关人员出于对精矿铁品味、磨矿细度关系加以明确的考虑，以及对阶段磨矿选别是否适用加以明确的考虑，在146kA/m 强度的磁场中，选定了磨矿细度不同的磁选管，并完成了分选试验，试验流程如图1 所示。试验所得结论表明，若磨矿细度有较为明显的变细趋势，伴随其出现的情况，通常有品味提高和精矿的产率降低，若所产出精矿的50%及以上为细度可达-0.075mm 的矿石，有关人员可酌情考虑是否需要对合格尾矿进行抛出，若所产出精矿的93%及以上为-0.075mm 粒级的矿石，且TFe 品味为64%，有关人员应再次对矿石进行打磨。综上，若以阶磨阶选所给定原则为依据，应对所产出精矿的50%及以上为细度可达-0.075mm 的矿石加以选择，详细来说，就是以粗磨条件为前提，对低品位尾矿进行大量抛除，通过再磨磁选的方式，对精矿品味进行提升，确保所获得产品均满足行业要求。在磨矿细度不断增加的前提下，磁铁矿品味的上升速度，所呈现出上升趋势较为明显，回收率自然有所下降。

二段试验所得结论为：以磁场拥有146kA/m 为背景，再次对所产出精矿的50%及以上为细度可达-0.075mm 的矿石进行试验，所选用弱磁为一精一粗，其中，精矿磁对应118kA/m，粗矿磁对应146kA/m。试验表明，在磨矿细度持续增加的前提下，TFe 所对应品味的提升速度较快。

图1 细度试验流程

2.2.2 环境磁场强度

以85%及以上为细度可达-0.075mm 的矿石为前提，对磁场强度进行试验，所得出结论为：磁铁矿品味与磁场强度的联系较为密切，若磁场强度不断降低，磁铁矿品味便会呈现出明显的提高趋势，与此同时，回收率持续下降。若以强度不同磁场为背景，对磁铁矿品味进行比对，则可得出“96kA/m 强度的磁场，通常对比品味最高的磁铁矿”的结论。

2.3 联合分选试验

首先，以146kA/m 强度的磁场为背景，利用螺旋溜槽，对所产出精矿的50%及以上为细度可达-0.075mm 的矿石进行试验，可得出“TFe 所对应品味高达67%，作业产率高达33%的精矿进行早收”的结论。其次，对重选早收所得尾矿进行再磨及弱磁选处理，其中，精选磁场拥有118kA/m 的强度，粗选磁场拥有146kA/m 的强度。结合试验所得结论可知，要想使TFe 所对应品味达到66%及以上，最有效的方法是以重选早收尾矿为主体，通过再磨、再选的方式，使其拥有-0.045mm 左右的粒度，及77.8%以上的占比[2]。

2.4 回收探索

由工艺矿物学所得结论可知，原矿所对应赤褐铁，通常拥有25%的分布率，出于对弱磁尾矿所对应铁矿物拥有可回收性加以掌握的考虑，有关人员决定以强磁选机为依托，针对弱磁尾矿开展相关试验。XRD 试验所得结论表明，本文所研究强磁精矿的构成元素以云母、石英和绿泥石为主，作为金属矿物而存在的褐铁矿，并不具有较高含量。待上述环节告一段落，有关人员应以现有参数为依据，对流程指标进行调整，对比试验所得结论可知，虽然试验流程和指标不存在显著差异，但所对应磨矿能耗的差异极为明显，其中，磨矿能耗最为理想的流程为：磨矿——弱磁——重选——磨矿——弱磁选。在日后对此类作业进行展开时，有关人员可对上述流程进行借鉴。

3 结论分析

3.1 矿石元素

对连选试验所获得化学元素进行分析，可得出如下结论：精矿所对应含铁品味的数值为66%，0.024%为磷，0.010%为硫，碱度系数为0.20，此精矿满足酸性、低硫且低磷的铁精矿的条件。另外，尾矿所对应含铁品味的数值为7.2%，0.55%为磷，由此可见，在磁选作业中，原矿所含磷的去向以尾矿为主，对磁选法加以应用，可使矿石所含磷得到有效脱除。

3.2 密度及沉降速度

一方面，以容量瓶法为依托，结合堆密度测定仪，对尾矿、精矿和原矿所对应堆积密度、表观密度的真实数据进行测定，所得出结论见表1（单位：t/m3）。

表1 产品密度试验结论

另一方面，以量筒法为依托，对扩大连选所得尾矿与精矿进行沉降试验，在此基础上，以尾矿所得试验结论为依据，对添加不同凝絮剂的试验进行补充，可得出以下结论：若以自然沉降为前提，精矿沉降速度极快，而尾矿的沉降速度相对较慢，澄清层相对浑浊，对少量絮凝剂进行添加，可使尾矿拥有更快的沉降速度，自然沉降导致澄清层相对浑浊等问题，往往也会因此而得到解决。由此可见，在条件允许的前提下，有关人员可对精矿做自然沉降处理，尾矿则可酌情对絮凝剂进行添加，一般以10g/t为最佳。

3.3 其他分析

首先，本文所研究矿石满足低品位矿石的条件，原矿所对应含铁品味约为17%，而磁性铁的占有率为64%，其含量约为11%。综合显微镜鉴定、X 射线分析所得结论可知，矿石的构成元素相对复杂，其中，金属矿物的代表为本文所研究磁铁矿，对其进行细分，则可分为云母、石英等，且磁铁矿所对应颗粒的粒度相差较大，占据较大比重的为细粒。其次，由基于磁铁矿所开展元素分析结果可知，在精矿中磷、硫元素所占比重较小，非铁矿物的去处以尾矿为主，结合沉降试验所得结论可知，符合自然沉降条件的为精矿，若利用此法对尾矿进行沉淀，有关人员应酌情对絮凝剂进行添加，这样做可使沉降速度得到提升，澄清层自然更为清澈。最后，无论是针对磁感应强度展开的试验，还是针对磨矿细度展开的试验，均表明粗选阶段是抛尾的主要阶段，只有在粗选阶段完成抛尾作业，才能确保所获得精矿拥有理想质量。