安徽某选厂高钾钠铁精矿磁选降杂试验

程传麟 林小凤 张 永 刘 军3

（1.安徽马钢矿业资源集团南山矿业有限公司；2.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；3.国家金属矿山固体废物处理与处置工程技术研究中心）

碱金属（K2O，Na2O）含量是衡量铁精矿质量的重要指标之一。铁精矿中碱金属含量超标，会给高炉生产带来诸多危害［1-3］。一方面碱金属含量过高会引起球团膨胀、炉壁结瘤、腐蚀炉衬、降低高炉寿命等弊病，大大降低高炉的冶炼效率；另一方面碱金属会恶化焦炭冶金性能，碱金属对还原性、还原粉化率、烧结矿软熔性能和球团矿都有一定的影响［4-10］。某铁精矿含有害杂质钾、钠较高，钾、钠含量为0.5%～0.7%，为满足发展需要，要求将铁精矿含钾、钠降到0.3%以下。为此，以该选矿厂高钾钠铁精矿为研究对象，采用磁选法对铁精矿进行提质降钾钠试验。

1 原铁精矿性质

试样为某铁矿选厂铁精矿，铁品位65.37%，有害碱金属Na2O含量0.460%，K2O含量0.089%。铁精矿多元素分析及粒度组成见表1、表2。

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由表2可知，该铁精矿细度为-0.074 mm93.37%，其中+0.043 mm级别产率27.36%、铁品位59.87%、铁分布率25.10%，Na20含量1.092%、Na2O分布率64.80%，K20含量0.173%、K2O分布率52.80%；-0.043 mm产率72.64%、铁品位67.28%、铁分布率74.90%，Na2O含量0.223%、Na2O分布率35.20%，K2O含量0.058 3%、K2O分布率47.20%。粗粒级铁品位低、含钾钠高，因而要去除铁精矿中的钾钠必须将其再磨。

经扫描电镜和X射线衍射分析，矿样铁矿物主要为磁铁矿，含量83.83%，其次为假象赤铁矿，另有少量钛铁矿、菱铁矿和黄铁矿；碱金属钠、钾的主要载体矿物为钠长石、黑云母和钾长石，含量分别为3.89%，0.40%，0.24%。试样各矿物含量见表3。

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2 磁选试验及结果

2.1 淘洗磁选试验

原铁精矿-0.043 mm占72.64%，不磨矿条件下选用TCXJ-1电磁淘洗精选机，在固定磁场强度3.18 kA/m、循环磁场强度1.99 kA/m、补偿磁场强度1.11 kA/m的条件下进行淘洗磁选上升水量试验，试验流程见图1，结果见表4。

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由表4可知，在不磨矿的条件下直接进行淘洗精选试验，对降低精矿中碱金属钾钠的含量效果并不明显；此外，铁精矿损失率较大，说明铁精矿中碱金属钾钠的单体解离度低，在现有的磨矿细度条件下解离不充分，以连生体的形式进入铁精矿，必须进行细磨再选方可提质降钾钠。

2.2 磨矿细度试验

铁精矿中的碱金属钾钠主要赋存在粗粒级，欲得到铁品位高、碱金属含量低的合格铁精矿，必须将原铁精矿再磨，使有用矿物与脉石矿物解离。将原铁精矿磨至不同细度，采用湿式电磁筒式磁选机进行弱磁选试验，试验流程见图2，结果见表5。

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由表5可知，原铁精矿经磨矿后再磁选，对降低精矿中碱金属钾钠的含量是有效的；但不宜磨得过细，过细时不仅降低钾钠的效果不明显，而且使铁精矿回收率降低；另一方面，磨矿能耗大，减少磨矿可节约成本。因此，确定磨矿细度为-0.038 5 mm90%。

2.3 不同磨矿方式弱磁选试验

为考查不同磨矿方式弱磁选对指标的影响，进行了不同磨矿方式弱磁选试验，采用实验室球磨机和塔磨机将原铁精矿分别磨至-0.038 5 mm90%进行弱磁选1粗1精试验，试验流程见图2，结果见表6。

由表6可知，采用塔磨比球磨更有利于铁精矿提质降钾钠，同样的磨矿细度下，塔磨获得的铁精矿品位更高，精矿中的钾钠含量更低；对球磨和塔磨后的产品分别进行粒度分析表明，塔磨产品的粒度组成较球磨产品中间粒级更集中，过粗、过细粒级产率更低，更有利于铁精矿的提质降钾钠。

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3 铁精矿产品检测

3.1 铁精矿化学多元素分析

铁精矿化学多元素分析结果见表7。对比表1原铁精矿分析结果，铁精矿品位有所提高，Na2O和K2O品位大幅下降，碱金属钾钠含量低于0.30%。

3.2 尾矿铁物相分析

对原铁精矿降钾钠后产生的尾矿进行铁物相分析，结果见表8。

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由表8可知，原铁精矿细磨再选后尾矿中的铁主要以赤铁矿的形式存在，约占尾矿中铁含量的85.58%。

3.3 铁精矿粒度分析

对铁精矿进行粒度分析，结果见表9。

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4 结 语

（1）某铁矿选矿厂生产的铁精矿中碱金属钾钠含量超过0.5%，钾钠主要以钾长石和钠长石的形式存在且嵌布粒度细、单体解离度低，在现有的磨矿细度条件下解离不充分，以连生体的形式进入铁精矿中，必须进一步细磨再选方可降低铁精矿中的钾钠含量。

（2）对原铁精矿进行了不同磨矿方式弱磁选试验，在同样磨至-0.038 5 mm90%的条件下，塔磨获得的铁精矿品位为68.60%、碱金属钾钠含量0.193%；球磨获得的铁精矿品位为68.10%、碱金属钾钠含量0.212%，说明采用塔磨更有利于铁精矿的提质降钾钠。