梅山降磷弱磁尾矿高梯度强磁选试验

欧张文 张祖刚

（南京宝地梅山产城发展有限公司矿业分公司）

梅山铁矿为岩浆后期陆相火山—热液侵入型铁矿床，赋存于辉石闪长玢岩和安山岩侵入接触带中，矿物组成复杂，结构构造多样，矿石中含有硫、磷等对钢铁冶炼有害的杂质。原矿中主要铁矿物为磁铁矿、假象半假象赤铁矿、赤铁矿和菱铁矿，含有少量的黄铁矿、褐铁矿和含铁硅酸盐矿物，菱铁矿与菱镁矿存在完全类质同象，属于复杂难选混合铁矿石［1-3］。

梅山铁矿选矿工艺流程为原矿经二段中碎、磁重预选抛尾，获得粗精矿经细碎后给入两段闭路连续磨矿，磨矿细度-0.074mm 65%，再经浮选脱硫、弱磁选—强磁选降磷，将弱磁粗选、弱磁扫选、强磁粗选、强磁扫选4种精矿合并为最终精矿，过滤脱水后为铁精矿产品［4-5］。目前，精矿铁品位大于57%，SiO2含量在5%～6%，硫含量低于0.5%，磷含量低于0.15%。本研究针对磁选降磷选别中弱磁尾矿的性质变化，在保证铁精矿产品质量的前提下，开展强磁选别试验，提高金属回收率，减少精矿夹杂，为生产提供有价值的试验数据。

1 现状分析

梅山降磷磁选处理的是浮选脱硫后的尾矿，采用二段弱磁、二段强磁进行选别，弱磁粗选、扫选精矿混合为弱磁精矿，强磁粗选、扫选精矿混合为强磁精矿，弱磁精矿与强磁精矿汇总为全铁品位约57%、SiO2含量小于6.0%的铁精矿产品。梅山降磷磁选工艺流程见图1。梅山铁矿2020年降磷磁选生产技术指标见表1。

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由表1可知，降磷磁选给矿全铁品位45.39%，SiO2含量14.18%；降磷选别系统两段弱磁选后，弱磁综合精矿全铁品位62.64%，SiO2含量3.68%，精矿产率48.18%；强磁给矿全铁品位29.35%，强磁综合精矿全铁品位36.83%，SiO2含量13.91%，精矿产率21.55%；从铁精矿产品质量对SiO2指标要求来分析，目前生产选别系统的强磁综合精矿的SiO2含量偏高，对铁精矿产品质量影响较大，其中强磁扫选为兜底选别，防止金属资源流失，因此对强磁粗选精矿的SiO2指标（达10.32%）开展试验，提高强磁粗选指标。

2 试验研究

2.1 弱磁尾矿性质

取生产现场弱磁尾矿进行铁物相分析，分析结果见表2。

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由表2可知，弱磁尾矿的全铁品位为29.86%，Fe3O4含量1.67%，占有率5.59%，主要弱磁性矿物为Fe2CO3和Fe2O3，其含量分别为11.98%和14.21%，占有率分别为40.12%和47.59%。

2.2 条件试验

试验室采用SLon-100周期式高梯度磁选机和SLon-500高梯度磁选机进行磁选试验。先开展SLon-100周期式高梯度磁选机磁选试验，分别进行磁场强度、冲次、棒介质条件试验。

2.2.1 磁感应强度条件试验

在矿浆浓度25%，脉动冲程24 mm，冲次粗选150 r/min、扫选200 r/min，2 mm棒介质的条件下，进行磁场强度条件试验。试验结果见表3。

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由表3可知，强磁粗选磁场强度从0.3 T调整到0.4 T，粗选精矿全铁品位从50.01%下降到45.60%，下降了4.41个百分点；全铁回收率从49.74%上升到56.37%，上升了6.63个百分点。精矿夹杂SiO2含量从6.00%上升到7.82%，上升了1.82个百分点；说明随着磁场强度的提高，精矿全铁品位呈下降趋势，精矿回收率上升，精矿夹杂SiO2含量上升。

2.2.2 脉动冲次条件试验

在粗选磁场强度0.3 T、扫选磁场强度0.5 T、棒介质2 mm、扫选冲次200 r/min的条件下，进行粗选不同冲次条件试验，试验结果见表4。

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由表4可知，随着冲次的提高，粗选精矿全铁品位呈上升趋势，精矿全铁品位从50.01%上升到56.76%，上升了6.75个百分点；精矿回收率从49.74%下降到25.76%，下降了23.98个百分点，下降幅度明显；精矿夹杂SiO2含量减少，从6.00%下降到5.26%，下降了0.74个百分点。

为进一步验证冲次对选别指标的影响，在粗选磁场强度0.4 T、扫选磁场强度0.6 T，棒介质2 mm，扫选冲次200 r/min的条件下，进行粗选不同冲次条件试验，试验结果见表5。

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由表5可知，随着冲次的增加，粗选精矿的全铁品位呈上升趋势，精矿全铁品位从45.60%上升到53.61%，上升了8.01个百分点；精矿回收率从56.37%下降到38.67%，下降了17.70个百分点，下降幅度明显；精矿夹杂SiO2含量减少，从7.82%下降到4.24%，下降了3.58个百分点。

2.2.3 介质条件试验

在粗选磁场强度0.3 T、扫选磁场强度0.5 T、冲次200 r/min的条件下，进行不同棒介质条件试验，试验结果见表6。

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由表6可知，棒介质从2 mm增加到3 mm，粗选精矿的全铁品位从50.01%上升到55.10%，上升了5.09个百分点；精矿夹杂SiO2含量从6.00%下降到4.47%，降低了1.53个百分点；棒介质从3 mm增加到4 mm，粗选精矿全铁品位和精矿夹杂SiO2含量变化不明显。

2.3 SLon-500高梯度磁选机试验

在SLon-100周期式高梯度磁选机磁选条件试验的基础上，开展SLon-500高梯度磁选机试验。在冲次200 r/min、棒介质3 mm的条件下，进行不同磁场强度条件试验，试验结果见表7。

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由表7可知，磁场强度从0.15 T增加到0.30 T，粗选精矿全铁品位从49.76%降低到42.30%，降低了7.46个百分点，下降幅度明显；粗选精矿回收率从51.43%增加到61.06%，增加了9.63个百分点，上升趋势明显；粗选精矿夹杂SiO2含量从6.57%上升到10.29%，上升了3.72个百分点，上升明显。磁场强度从0.30 T调整到0.40 T，选别指标变化不明显，粗选精矿全铁品位下降了1.37个百分点，全铁回收率增加了1.06个百分点，精矿夹杂SiO2含量增加了0.46个百分点。

3 结 论

（1）通过试验表明，磁场强度对梅山弱磁尾矿选别指标影响最明显。SLon-100周期式高梯度磁选机强磁粗选磁场强度从0.3 T提高到0.4 T，粗选精矿全铁品位下降了4.41个百分点，全铁回收率上升了6.63个百分点，精矿夹杂SiO2含量上升了1.82个百分点。SLon-500高梯度磁选机磁场强度从0.15 T提高到0.30 T，粗选精矿全铁品位降低了7.46个百分点，回收率增加了9.63个百分点，粗选精矿夹杂SiO2含量上升了3.72个百分点。

（2）随着磁场强度的增加磁选精矿的全铁品位呈现下降趋势，精矿回收率上升，精矿夹杂SiO2含量上升。当磁场强度低于0.3 T时，磁选精矿品位下降、回收率上升、精矿夹杂SiO2含量增加，变化幅度更明显；当磁场强度大于0.3 T时，随着磁场强度的增加精矿品位下降、回收率上升、精矿夹杂SiO2含量增加的变化趋于稳定。

（3）强磁机棒介质尺寸对梅山弱磁尾矿磁选指标有影响，棒介质从2 mm增加到3 mm时，粗选精矿的全铁品位上升了5.09个百分点，精矿夹杂SiO2含量降低了1.53个百分点。

（4）强磁机冲次对选别指标影响明显。随着冲次的增加，粗选精矿的全铁品位呈现上升趋势，精矿全铁品位上升了7.38个百分点，回收率下降了20.84个百分点，下降幅度明显，精矿夹杂SiO2含量逐渐减少，下降了2.16个百分点。在高磁场强度条件下，随着强磁机冲次的增加精矿回收率下降幅度不大，但对品位指标影响明显，精矿的全铁品位和精矿夹杂SiO2含量变化幅度较大。

（5）根据梅山弱磁尾矿性质和铁精矿产品对全铁品位和精矿夹杂SiO2含量要求，综合试验研究结果，建议在生产过程中强磁粗选选用3 mm介质棒，冲次200 r/min，磁场强度0.15～0.30 T，能满足铁精矿产品质量要求，且生产工序选别效率最高。