石人沟铁矿现场铁精矿加工超纯铁精粉工艺探索试验

张国强 张 津 王浩明

（河钢集团矿业公司）

超纯铁精矿是指纯度高、超微细的磁铁矿粉，利用含铁60%以上的天然磁铁矿可以比较容易地加工制成，精矿全铁品位高于71%，SiO2含量小于0.6%。目前，国内的超纯铁精粉主要通过对现有矿山的磁铁精粉再磨浮选工艺获得［1-6］。然而，在选矿工艺流程中，磁选工艺相对于浮选工艺更简单，生产成本更低，且更加环保。如果通过对现有工艺流程进行简单的改造，尽可能多地利用磁选，少用甚至不用浮选工艺，必然能够生产出低成本、高环保的超纯铁精粉，为企业创造显著的经济效益与环境效益。

河北钢铁集团矿业公司石人沟铁矿位于河北省遵化市，矿石工业类型为鞍山式贫磁铁矿石，矿物组成简单，金属矿物主要是磁铁矿，赤铁矿和假象赤铁矿等很少。现场铁精粉全铁品位68%左右，杂质成分简单，主要是Si，其次是Mg、Al、Ca等。这几种杂质利用现有的选矿技术比较容易排除，具备生产超纯铁精粉的先天条件。

1 总体思路

以现有铁精粉为原料（全铁品位67.99%，-200目含量59%），探索通过再磨矿、筛分、磁选、浮选等工艺获得极限高品位超纯铁精粉的情况，再研究利用新设备生产超纯铁精粉的可能性，并论证其优势。

2 试验结果与分析

2.1 试样的筛析

试样筛析结果见表1。

从表1 可以看出，铁在200～325 目粒级有明显的富集现象；粗粒级铁品位较低与连生体较多有关，细粒级铁品位较低与微细粒脉石矿物及矿泥夹杂有关。前者可以通过再磨提高铁矿物的解离度，然后再富集的方式解决；后者则可以通过高效精选方式解决。

2.2 再磨后弱磁选试验

试样再磨至一定细度后，采用磁场强度为95.54 kA/m 的磁选机进行1粗1精弱磁选，再采用磁场强度为79.62 kA/m 的磁选机进行1 粗1 精弱磁选，试验结果见表2。

从表2 可以看出，提高磨矿细度，精矿品位和回收率均小幅上升，尾矿品位下降。

2.3 脱粗后弱磁选试验

2.3.1 磁选机弱磁选试验

试样脱粗（脱除+200 目）后采用弱磁场磁选机4次精选，磁场强度均为95.54 kA/m，试验结果见表3。

从表3可以看出，采用脱粗后弱磁选工艺处理试样，可以获得铁品位71.75%、作业回收率87.89%、流程回收率52.36%的铁精矿。

将脱粗后弱磁选尾矿与试样中的+200 目粒级合并作为普通精矿，其结果见表4。

从表4 可以看出，脱粗后弱磁选尾矿与试样中的+200目粒级合并作为普通精矿，其铁品位64.29%、回收率47.64%。

2.3.2 磁选柱弱磁选试验

试样脱粗（脱除+200目）后采用磁选柱2次精选，试验结果见表5。

从表5 可以看出，采用脱粗后磁选柱2 次精选工艺处理试样，可以获得铁品位71.55%、作业回收率45.69%、流程回收率27.22%的铁精矿，该指标明显不及脱粗后弱磁选试验指标。

将脱粗后磁选柱尾矿与试样中的+200 目粒级合并作为普通精矿，其结果见表6。

从表6 可以看出，脱粗后磁选柱尾矿与试样中的+200目粒级合并作为普通精矿，其铁品位66.75%、回收率72.78%。

2.4 脱粗再脱泥后磁选柱精选试验

试样脱粗再脱泥后采用磁选柱2次精选，试验结果见表7。

从表7 可以看出，采用脱粗脱泥后磁选柱1 次精选工艺处理试样，可以获得铁品位71.87%、回收率43.73% 的铁精矿，以及铁品位66.36%、回收率56.27%的普通精矿。

2.5 磁浮选柱选别试验

2.5.1 试样直接磁浮选柱选别试验

试样经过磁浮选柱1次选别试验结果见表8。

从表8 可以看出，试样经过磁浮选柱1 次选别，可以获得产率66.55%、铁品位72.05%、回收率70.52%的磁浮选柱精矿，以及产率33.45%、铁品位59.92%、回收率29.48%的普通精矿。

2.5.2 试样脱泥后磁浮选柱选别试验

试样脱泥后经过磁浮选柱1 次选别试验结果见表9。

从表9 可以看出，试样脱泥后经过磁浮选柱1 次选别，可以获得产率67.44%、铁品位72.19%、回收率71.61%的磁浮选柱精矿，以及产率32.56%、铁品位59.82%、回收率28.39%的普通精矿。

2.5.3 试样磨矿至-200目80%后磁浮选柱选别试验

试样磨矿至-200 目80%后磁浮选柱1 次选别试验结果见表10。

从表10 可以看出，试样磨矿至-200 目80%后磁浮选柱1 次选别，可以获得产率73.07%、铁品位72.04%、回收率77.42%的磁浮选柱精矿，以及产率26.93%、铁品位57.01%、回收率22.58%的普通精矿。

2.5.4 试样磨矿至-200 目80%并脱泥后磁浮选柱选别试验

试样磨矿至-200 目80%并脱泥后磁浮选柱1 次选别试验结果见表11。

从表11 可以看出，试样磨矿至-200 目80%并脱泥后磁浮选柱1 次选别，可以获得产率75.37%、铁品位72.25%、回收率80.09%的磁浮选柱精矿，以及产率24.63%、铁品位54.96%、回收率19.91%的普通精矿。

2.5.5 试样磨矿至全部过200目筛并脱泥后磁浮选柱选别试验

试样磨矿至全部过200目筛并脱泥后磁浮选柱1次选别试验结果见表12。

从表12 可以看出，试样磨矿至全部过200 目筛并脱泥后磁浮选柱1 次选别，可以获得产率71.09%、铁品位72.38%、回收率75.68%的磁浮选柱精矿，以及产率28.91%、铁品位57.20%、回收率24.32%的普通精矿。

3 总结

（1）石人沟铁矿现场铁精粉全铁品位67.99%，杂质成分主要是Si，其次是Mg、Al、Ca 等，-200 目含量59%，铁在200～325目粒级有明显的富集现象。

（2）试样再磨后采用1粗1精弱磁选（95.54 kA/m），再采用1 粗1 精弱磁再选（79.62 kA/m），可获得铁品位70.62%～71.66%的铁精矿。

（3）试样脱粗后磁选机4次弱磁选（95.54 kA/m），可获得铁品位71.75%的铁精矿及铁品位64.29%的普通精矿；试样脱粗后磁选柱2 次精选，可获得铁品位71.55%的铁精矿及铁品位66.75%的普通精矿。

（4）试样脱粗再脱泥后磁选柱2 次精选，可以获得铁品位71.87%的铁精矿及铁品位66.36%的普通精矿。

（5）试样采用磁浮选柱1 次精选，可以获得铁品位72.05%的磁浮选柱精矿及铁品位59.92%的普通精矿；试样脱泥后采用磁浮选柱精选，可以获得铁品位72.19%的磁浮选柱精矿及铁品位59.82%的普通精矿；试样磨至-200目80%后采用磁浮选柱精选，可以获得铁品位72.04%的磁浮选柱精矿及铁品位57.01%的普通精矿；试样磨矿至-200 目80%并脱泥后磁浮选柱精选，可以获得铁品位72.25%的磁浮选柱精矿及铁品位54.96%的普通精矿；试样磨矿至全部过200目筛并脱泥后采用磁浮选柱精选，可以获得铁品位72.38%的磁浮选柱精矿及铁品位57.20%的普通精矿。