国外某赤褐铁矿选矿试验研究*

2021-12-17黄武胜袁启东林小凤

现代矿业 2021年11期

黄武胜袁启东林小凤延黎陈洲

（1.中钢设备有限公司；2.中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司）

铁矿资源是社会发展的重要资源，也是钢铁行业的原材料，随着我国经济持续稳定的发展，尤其是房地产等行业的快速崛起，极大地促进了我国对钢铁的需求［1-3］。为有效解决铁矿资源问题，各钢铁企业都在寻求新的铁矿资源，以往难选、利用率较低的赤褐铁矿资源，现已成为研究人员关注的焦点［4-5］。为此，对国外某赤褐铁矿进行选矿试验研究，经过大量探索性试验，最终确定了磁选—重选联合工艺有效回收该矿石铁矿物，并获得了较好的试验指标。

1 矿石性质

矿石中主要含铁矿物为赤铁矿和褐铁矿，其次为磁铁矿；脉石矿物主要为石英、云母、铁质黏土、水铝氧石及少量硅酸盐类矿物。原矿主要化学多元素分析结果见表1，铁物相分析结果见表2，矿物组成分析结果见表3。

由表1～表3可知，矿石中可利用的有价元素为铁，其含量为57.87%，铁主要以赤褐铁矿和磁铁矿的形式存在，其他形式的铁无法回收或回收价值不大；有害元素硫、磷含量较低，主要杂质硅、铝含量较高，矿石为酸性铁矿石。

2 试验方案

原矿矿石性质分析结果表明，试验回收的主要有用矿物为磁铁矿和赤褐铁矿。磁铁矿属强磁性矿物，可用弱磁选方法回收，赤褐铁矿属弱磁性矿物，可用脉动高梯度强磁选机进行富集，再用浮选或重选工艺进行回收。为此，根据原矿性质的特点，进行了磨矿—弱磁—强磁工艺、磨矿—弱磁—强磁—强磁精矿再磨全磁工艺、磨矿—弱磁—强磁—螺旋溜槽重选工艺、磨矿—弱磁—螺旋溜槽重选工艺等不同工艺的探索试验，以推荐最佳工艺流程回收铁。

3 选矿试验

3.1 磨矿细度试验

将矿样在φ350 mm×160 mm锥形球磨机中磨至不同细度，在相同磁选条件下进行磨矿细度试验，试验流程见图1，试验结果见表4。

由表4可知，磨矿细度越细，铁矿物单体解离越充分，精矿铁品位越高；当磨矿细度从-0.076 mm40%提高到-0.076 mm95%时，弱磁精矿铁品位均在67%以上，强磁精矿铁品位从59.27%上升到62.78%；综合考虑，选择磨矿细度为-0.076 mm85%。

3.2 磨矿—弱磁—强磁全磁选试验

3.2.1强磁粗精矿精选磁场强度试验

在磨矿细度-0.076 mm85%的条件下，对铁品位62.45%的强磁精矿进行脉动高梯度强磁精选试验，精选磁场强度分别为159.15 kA/m和318.31 kA/m。强磁粗选设备为Slon-750型脉动高梯度强磁选机，充填介质用4 mm棒介。试验结果见表5。

由表5可知，强磁精选磁场强度降至159.15 kA/m，所获强磁精矿铁品位为63.93%，提高了1.46个百分点；综合考虑，强磁精矿精选磁场强度选择159.15 kA/m。

3.2.2磨矿—弱磁—强磁1粗1精试验（流程1）

根据前面条件试验确定的工艺参数，进行磨矿—弱磁—强磁1粗1精流程试验，试验数质量流程见图2。

由图2可见，采用磨矿—弱磁—强磁1粗1精流程，最终可获产率50.99%、铁品位65.13%、铁回收率57.45%的铁精矿。

3.2.3磨矿—弱磁—强磁1粗1扫试验（流程2）

根据前面条件试验确定的工艺参数，进行磨矿—弱磁—强磁1粗1扫流程试验。试验数质量流程见图3。

由图3可见，采用磨矿—弱磁—强磁1粗1扫流程，最终可获产率15.38%、铁品位67.85%的弱磁精矿和产率64.61%、铁品位61.18%的强磁精矿。

3.3 磨矿—弱磁—强磁—强磁精矿再磨全磁试验

3.3.1强磁精矿磨矿细度试验

将流程2中品位61.18%的强磁精矿进行不同磨矿细度再磨再选试验，试验流程为弱磁、强磁1粗1精，弱磁磁场强度为159.15 kA/m，强磁粗选磁场强度为318.31 kA/m，精选磁场强度为159.15 kA/m，试验流程见图4，试验结果见表6。

由表6可知，随着磨矿细度地提高，精矿铁品位越高；弱磁精矿产率均较低，只有1.5%左右；综合考虑，强磁精矿再磨选择磨矿细度-0.045 mm85%。

3.3.2磨矿—弱磁—强磁—强磁精矿再磨全磁流程试验（流程3）

根据前面条件试验确定的工艺参数，进行磨矿—弱磁—强磁—强磁精矿再磨再选流程试验。试验数质量流程见图5。

由图5可见，当再磨细度为-0.045 mm85%时，采用磨矿—弱磁—强磁—强磁精矿再磨再选流程，最终可获产率39.15%、铁品位65.77%、铁回收率44.54%的铁精矿。

3.4 磨矿—弱磁—强磁—重选试验（流程4）

根据前面条件试验确定的工艺参数，进行磨矿—弱磁—强磁—重选流程试验。试验数质量流程见图6。

由图6可见，当采用磨矿—弱磁—强磁—重选流程最终可获产率50.30%、铁品位65.37%、铁回收率56.88%的精矿。

3.5 磨矿—弱磁—重选试验（流程5）

根据前面条件试验确定的工艺参数，选择磨矿细度为-0.076 mm85%，进行磨矿—弱磁—螺旋溜槽1粗1精试验。弱磁选采用φ400 mm×300 mm湿式圆筒弱磁选机，磁场强度为159.15 kA/m。试验数质量流程见图7。

由图7可见，采用磨矿—弱磁—螺旋溜槽1粗1精工艺流程，最终可获得产率50.17%、铁品位65.26%、铁回收率56.64%的铁精矿。

3.6 扩大连选试验

经过对不同选别工艺流程的研究，原矿—磨矿（-0.076 mm85%）—弱磁—强磁—螺旋溜槽重选流程与原矿—磨矿（-0.076 mm85%）—弱磁—螺旋溜槽重选所获指标接近，而增加强磁选作业可抛出产率20.01%、铁品位39.22%的强磁尾矿，减少螺旋溜槽的作业量；此外，螺旋溜槽分选带清晰，分选过程稳定，可保证最终所获的铁精矿产品质量，最终采用原矿—磨矿（磨矿细度-0.076 mm85%）—弱磁—强磁（1粗1扫）—螺旋溜槽（1粗1精）重选流程进行扩大连选试验。经48 h稳定运转后，最终获得产率52.04%、铁品位65.43%、铁回收率59.07%的铁精矿，数质量流程见图8。