鞍本地区某贫磁铁矿阶段弱磁选试验

2021-06-30王占郊韩成昊王大千

现代矿业 2021年5期

王锦王占郊韩成昊王大千

（鞍钢集团矿业有限公司装备制造分公司）

我国磁铁矿资源丰富，约占铁矿资源总量的50%以上，普遍具有铁品位低，铁矿物嵌布粒度粗细不均、矿物组成复杂等特点，必须经过多段磨矿和多段磁选分离才能获得合格铁精矿［1］。

目前，磁铁矿矿石的典型选别流程主要包括两种：一种是以鞍钢集团矿业公司大孤山选矿厂为代表的阶段磨矿—阶段磁选—细筛—再磨工艺，原矿全铁品位27%～30%，采用三段磨矿、三段筒式磁选、三段脱泥槽和两段高频振动细筛，最终可获得全铁品位68.5%以上的铁精矿；另一种是以首钢通钢矿业公司板石选矿厂为代表的阶段磨矿—阶段磁选—细筛自循环—磁选柱精选工艺，原矿全铁品位25%～27%，采用两段磨矿、两段筒式磁选、高频振动细筛和磁选柱，最终可获得全铁品位67.5%以上的铁精矿。目前，磁铁矿的选矿技术存在工艺复杂、选别流程长、磁选设备选别效率低等问题［2-3］。研究结果表明［4-5］，在磁铁矿的磁选过程中，一段粗选精矿中即存在产率10%以上的全铁品位大于62%的合格铁精矿，如果采用弱磁选的方法提前分离出来，能够大幅降低后续磨选作业负荷，提高生产效率。为此，本文采用阶段弱磁选工艺对某鞍山式贫磁铁矿进行试验研究，旨在实现磁铁矿精矿的“能收早收”，对实现该贫磁铁矿资源的高效利用具有重要意义。

1 矿石性质分析

矿样中的主要金属矿物为磁铁矿和少量赤铁矿，脉石矿物为石英，其多元素分析结果见表1。

由表1可知，该磁铁矿的全铁品位为27.48%FeO含量16.21%，Fe2O3含量为7.01%，SiO2含量38.87%，属于低硫磷的鞍山式贫磁铁矿。

采用偏光显微镜对不同磨矿细度下的各矿样的单体解离度进行测定，结果见表2。，

由表2可知，该矿石具有不均匀粗粒嵌部的构造特征，在磨矿细度为-0.074 mm40%时，磁铁矿和石英的单体解离度已达到35.02%；当磨矿细度为-0.074 mm60%时，磁铁矿和石英的单体解离度可达到79.56%。

2 试验结果与讨论

磨矿细度和磁选作业的磁场强度是磁铁矿选矿过程中的关键参数［6-9］。试验采用ϕ50 mm×900 mm磁选管和ϕ80 mm×260 mm数字脉冲脱磁器进行阶段弱磁选别。

2.1 磁场强度对一段磁选结果的影响

在磨矿细度为-0.074 mm40%的情况下，选择一段磁选的磁场强度分别为31.8，47.7，63.6，79.5 kA/m进行磁选试验，试验结果见图1。

由图1可见，随着磁场强度的升高，精矿全铁品位降低，铁回收率升高；当磁场强度大于47.7 kA/m时，精矿品位下降速度加快，但回收率增加速度先减缓后加快，所以选择磁场强度为47.7kA/m时进行一段磁选试验。试验中还发现，由于强磁性磁铁矿的剩磁较高，在较低的磁场强度下依然能够产生强烈的磁团聚夹杂，使磁选精矿的铁品位降低。

2.2 磁场强度对二段磁选结果的影响

使用脱磁器对一段磁选尾矿进行脱磁分散，在不同的磁场强度下进行一段湿式粗粒磁选试验，试验结果见图2、图3。

由图2、图3可见，通过一段弱磁选获得部分精矿后，二段磁选的给矿中主要磁铁矿和石英的连生体以及部分石英颗粒随着二段磁选磁场强度的升高，尾矿品位及回收率均降低；最终选择磁场强度198.80 kA/m进行二段磁选试验，精矿全铁品位达23.25%，回收率达94.05%，尾矿全铁品位为9.62%。

2.3 二段磁选粗精矿再磨再选试验

通过两段磁选选别提取了产率14.72%和13.27%的磁铁矿单体和石英单体，基本达到了“能收早收”和“能抛早抛”的目标。将二段磁选获得的粗精矿球磨至-0.074 mm60%，分别在磁场强度47.7 kA/m和198.8kA/m下进行阶段磁选，试验结果见表3。

由表3可知，在与一段磨矿后相同的磁选条件下，将二段磁选的粗精矿再磨再选后，可获得全铁品位65.53%的铁精矿和全铁品位7.02%的尾矿；再选中矿的全铁品位为27.33%，作业回收率为38.92%，需要返回再磨系统进行循环。

研究表明［10-12］，随着粒度的变细，磁铁矿的比磁化系数逐渐降低，剩磁和矫顽力却逐渐增大，较粗的粒度更适于磁铁矿单体与连生体的弱磁选分离。在原矿全铁品位为27.48%时，采用阶段磨矿和阶段弱磁选工艺，在较粗的磨矿粒度条件下，可提前分离出产率27.99%的合格精矿和尾矿，将单体解离的矿物颗粒提前分离出来，可有效降低中矿再磨再选的负荷，提高磨矿作业的效率。