白云鄂博低品位含铁围岩磨前预选工艺试验

孙 盛 张 凛 高春庆

(1.包钢(集团)公司白云鄂博铁矿；2.中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司；3.华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司)

我国对于铁矿石的需求量巨大，随着优质铁矿石被不断开发利用而减少，研究开发利用低品位铁矿石是延长矿山服务年限的有效手段，也是国家铁矿资源可持续发展的必然选择[1-3]。预选抛废技术在矿山企业的节能降耗、降低选矿成本、增加企业效益等方面效果显著，目前预选抛废主要采用磁选技术来实现[4-5]。本文所用低品位含铁围岩取自包钢集团白云鄂博铁矿，进行了预选抛尾工艺试验，以期为后续选矿研究工作提供参考依据。

1 试样性质

将试样依次进行缩分取样、破碎、研磨、制样后进行多元素分析和铁物相分析，结果见表1、表2。

表1 原矿化学多元素分析结果 %

表2 铁物相分析结果 %

由表1、表2可知，该矿石中铁含量为11.29%，以磁性铁形式存在的铁占比35.08%，为主要回收矿物；主要杂质为CaO、MgO和SiO2，含量分别为26.79%、10.32%和15.29%；主要有害元素S、P含量较高，分别为1.06%和0.84%。

2 干式预选抛尾工艺试验

将试样破碎至350～0 mm，进行粗碎产品干式磁选试验。试验设备为CTDGφ1 200 mm×1 000 mm干式磁选机，固定磁场强度为199.04 kA/m，圆筒线速度2.0 m/s，考察磁选机分隔板距离对各指标的影响，结果见图1。

图1 350～0 mm试样干式磁选不同分隔板距离试验结果

由图1可见，随着分隔板距离的增大，粗碎抛尾铁精矿产率、TFe和mFe作业回收率均增大，TFe和mFe品位则降低；当分隔板距离为1 040～1 260 mm时，粗碎抛尾铁精矿TFe和mFe含量分别为15.23%～12.63%、7.38%～4.68%，TFe和mFe作业回收率分别为28.00%～88.85%、39.58%～94.97%；综合考虑确定粗碎抛尾分隔板距离为1 220 mm，此时铁精矿TFe、mFe作业回收率和品位分别为77.73%、87.74%和13.64%、5.11%。

以上述350～0 mm粗碎抛尾铁精矿作为试验样品，破碎到60～0 mm进行中碎产品磁选抛尾试验。试验设备为φ350 mm×370 mm干式磁选机，固定磁场强度278.67 kA/m，皮带速度为1.75 m/s，考察分隔板距离对分选指标的影响，试验结果见图2。

图2 60～0 mm试样干式磁选不同分隔板距离试验结果

由图2可见，随着分隔板距离的增大，中碎抛尾铁精矿产率、TFe和mFe回收率均增大，TFe和mFe品位则降低；当分隔板距离为125～146 mm时，中碎抛尾铁精矿TFe和mFe含量为15.98%～14.02%、8.01%～5.48%，TFe和mFe作业回收率为59.13%～94.67%、79.32%～98.44%；综合考虑确定中碎抛尾分隔板距离为140 mm，此时铁精矿TFe、mFe作业回收率和品位分别为93.00%、97.82%、14.15%和5.54%。

将上述60～0 mm中碎抛尾铁精矿破碎至12～0 mm，进行细碎产品磁选抛尾试验。试验设备为φ350 mm×370 mm干式磁选机，固体磁场强度278.67 kA/m，皮带速度为1.75 m/s，考察分隔板距离对分选指标的影响，试验结果见图3。

图3 12～0 mm试样干式磁选不同分隔板距离试验结果

由图3可见，当分隔板距离为120～136 mm时，细碎抛尾铁精矿TFe和mFe含量为24.96%～19.02%、12.87%～8.04%，TFe和mFe作业回收率为56.16%～85.33%、71.51%～91.02%；综合考虑确定细碎抛尾分隔板距离为130 mm，此时铁精矿TFe、mFe作业回收率和品位分别为81.30%、88.75%、20.49%和8.80%。

3 高压辊磨—磁选试验

将上述12～0 mm细碎干选抛尾铁精矿利用高压辊磨机分别辊磨至3～0 mm、5～0 mm，并对两种辊磨样分别进行干式磁选和湿式磁选试验。干式磁选试验设备为φ350 mm×370 mm磁选机，磁场强度为278.67 kA/m，皮带速度为1.75 m/s，分隔板距离为110 mm；湿式磁选设备为CCTS-0503型磁选机，磁场强度为398.09 kA/m。试验结果见表3。

由表3可知，在相同粒度条件下，湿式磁选比干式磁选所得铁精矿TFe、mFe含量和回收率都更高；3～0 mm辊磨样在相同磁选条件下比5～0 mm辊磨样分选效果更好；3～0 mm辊磨样通过湿式磁选可获得最佳分选指标，TFe和mFe作业回收率为71.64%、94.52%，含量为28.32%、16.19%。

表3 不同粒级辊磨样干、湿磁选试验结果

4 全流程试验数质量流程

根据试验流程和数据指标，得出原矿全流程预选抛尾试验数质量流程，见图4。

图4 原矿粗碎、中碎、细碎分段干式磁选—高压辊磨(3～0 mm)—湿式磁选数质量流程

由图4可见，原矿经粗碎、中碎、细碎分段干式磁选—高压辊磨湿式磁选，可获得产率16.72%，TFe和mFe含量分别为28.32%、16.19%，TFe和mFe回收率分别为42.02%、72.77%的预选铁精矿。相比原矿，预选铁精矿TFe、mFe含量分别提高了17.05、12.47个百分点。

5 结 论

(1)白云铁矿含铁围岩TFe含量11.29%，mFe含量3.72%，铁主要以碳酸铁、磁性铁形式存在，占比分别为42.43%和35.08%，磁性铁为主要富集对象，有害元素S、P含量分别为1.06%、0.84%。

(2)经粗碎350～0 mm、中碎60～0 mm、细碎12～0 mm分段干式磁选—高压辊磨至3～0 mm湿式磁选工艺处理白云铁矿含铁围岩，抛废率83.28%，获得产率16.72%、TFe含量28.32%、mFe含量16.19%、TFe回收率42.02%、mFe回收率72.77%的预选铁精矿，相比原矿TFe含量提高17.05个百分点。

(3)预先磁选抛尾减少了矿石入磨量，提高了下阶段选矿铁品位，有利于提质降耗。