弓长岭选矿厂磁铁矿重—磁工艺优化与应用研究

余 莹 刘国义 杜艳清 李春艳 赵德会 栾长庆

（鞍钢矿业集团弓长岭矿业公司选矿分公司）

弓长岭铁矿是典型的鞍山式贫铁矿石，铁矿物主要为磁铁矿和赤铁矿，嵌布粒度属中细粒级，脉石矿物主要为石英、云母和绿泥石［1-2］。弓长岭选矿厂赤铁矿生产线采用阶段磨矿、粗细分级、中矿再磨、重、磁—阴离子反浮选工艺。随着矿体开采深度增加，赤铁矿含量逐渐减少，磁铁矿含量逐渐增加，磁铁矿石进入赤铁矿生产线，造成精矿质量不均、尾矿品位升高［3］。2019年，弓长岭选厂决定磁铁矿由二选作业区单独处理，在原有基础上对二选生产线进行工艺改造，磁铁矿采用两段磨矿、一段磁选抛尾、粗细分选、粗粒重选、细粒磁-浮联合选矿工艺［4-6］。

由于矿石中磁铁矿含量进一步增加，并向单一磁铁矿转变，二选作业区处理能力逐步提升，因操作调整滞后，细粒浮选给矿量增加且波动大，造成精矿指标波动、尾矿品位偏高且药剂消耗增加等问题［7］。为此，对弓长岭二选作业区进行工艺流程改造，优化粗细分级、重选工艺，探究高效磁选工艺对细粒磁铁矿的分选效果。

1 原矿性质

原矿化学多元素及铁物相分析结果见表1、表2。

由表1、表2可知，入选矿石属高硅、贫铁、低钙镁铁矿，其中TFe 品位25.01%，FeO 含量14.30%，主要杂质SiO2含量41.98%，有害元素S 含量0.18%，P 含量0.038%，低于工业允许值；原矿中的铁主要以磁铁矿形式存在，分布率达74.33%，赤褐铁分布率为13.18%，含量较少，另外还含有少量碳酸铁和硅酸铁。

?

?

对一次旋流器溢流混合样进行粒度分析（表3）可知，-0.074 mm粒级含量60.04%，-0.025 mm微细颗粒含量27.48%。

?

2 原工艺流程及存在问题

二选作业区改造前采用两段磨矿、一段磁选抛尾、粗细分选、重磁浮联合工艺流程（图1）。破碎后产品给入一次闭路磨矿系统，分级溢流进行一段弱磁选，磁选尾矿直接进入综合尾矿，精矿进入粗细分级旋流器；粗粒级的弱磁精矿进行重选选矿，细粒级的弱磁精矿进行磁—浮联合选矿。

由于矿石性质变化，该工艺主要存在的问题：①作业区处理量逐渐增大，造成精矿指标波动；②一段磁选精矿嵌布粒度变细，出现细粒浮选流量增加且不稳定，药剂耗量及选别成本增加；③浮选采用1粗1精3 扫流程，工艺复杂且操作难度大，浮选尾矿品位不易控制。

3 新工艺流程及作业考察

3.1 新工艺流程

针对原工艺流程存在的问题进行了优化改造，将一段磁选精矿管路进行改造，一段弱磁精矿经粗细旋流器分选后进入重选改为直接进入重选流程。精选螺旋溜槽精矿进入振动筛分级，振动筛筛下产品作为最终重选精矿，中磁尾进入最终尾矿，扫选精矿、精螺尾、振动筛筛上作为中矿。中矿产品经过二次旋流器和二次球磨机，然后进入粗细旋流器分级。粗粒级产品返回粗选螺旋溜槽，细粒级产品经高效磁选工艺获得精矿产品。

改造后工艺优点：①一段弱磁精矿直接重选，重选精矿产量增加；②细粒级矿物分选采用高效磁选工艺代替浮选工艺，降低了药剂含量及蒸汽费，且操作简单；③能够减开粗细旋流器，实现了节能降耗。

3.2 新工艺作业考察

3.2.1 一段弱磁选作业考察

一段弱磁抛尾作业由6 台CTB1024 永磁筒式磁选机完成，其底箱形式为半逆流型，背景磁场强度为143 kA/m。给矿为一次旋流器溢流，磁选精矿接入重选流程，磁选尾矿进入综合尾矿，考察期间各产品铁品位见表4。

?

由表4 可知，原矿经一段弱磁选，平均铁品位由25.01% 提高到41.92%，磁选尾矿平均铁品位为9.07%，说明一段弱磁作业提前抛出合格尾矿，减少了后段作业处理量。

3.2.2 重选—扫选作业考察

一段弱磁精矿直接进入重选流程，振动筛筛下产品作为最终重选精矿，中磁尾进入最终尾矿，扫选精矿、精螺尾、振动筛筛上作为中矿。中矿产品经磨矿和分级后，粗粒级产品返回粗选螺旋溜槽，细粒级产品通过磁选回收。作业期间考察了产品浓度、粒度（-0.074 mm含量）和品位，结果见表5～表7。

?

?

?

由表5～表7 可知，重选—扫选作业中各产品的粒度、浓度和铁品位比较稳定，粗螺、精螺和扫螺的平均给矿浓度分别为53.74%、54.07%、42.06%，给矿浓度合理；粗细旋流器平均给矿浓度为27.49%，粒度- 0.074 mm 占48.85%，沉砂- 0.074mm 粒级含量42.93%，溢流-0.074mm 粒级含量93.98%，重选中矿产品实现了合理的粗细分级，且粗粒级返回螺旋溜槽，能够提高重选作业精矿产率。重选最终精矿（振动筛筛下）平均铁品位67.12%，达到预期67% 以上的目标；重选最终尾矿（扫中磁尾矿）平均铁品位8.07%，尾矿品位较低，有利于减少铁金属的损失；重选中矿（粗细旋流器溢流）平均铁品位35.25%，重选产生的细粒级磁铁矿通过高效磁选工艺回收。

3.2.3 二段弱磁作业考察分析

为强化回收细粒级的重选中矿，将浓缩后的粗细分级溢流给入二段弱磁机，其考察结果见表8。

?

由表8 可知，细粒重选中矿经二段弱磁选，平均品位由35.25% 升高到51.43%，且二段磁选平均尾矿品位为8.48%。

3.2.4 高效磁选试验结果

为获得合格的精矿产品，在试验室用淘洗机进一步分选二段弱磁精矿，在淘洗机固定磁场94 kA/m、循环磁场86 kA/m、补偿磁场86 kA/m、水流量1 150 L/h最佳操作条件下，获得的精矿平均铁品位67.03%，作业回收率93.82%，尾矿平均品位11.26%，结果表明细粒级矿物的回收可采用高效磁选工艺代替浮选工艺。

3.3 新工艺数质量流程

根据作业考察结果和试验室分选结果，计算新工艺数质量流程见图2。

由图2 可见，新工艺获得了铁品位67.09%、产率27.55%、铁回收率73.91%的合格精矿，综合尾矿铁品位为9.01%、产率72.45%、铁回收率26.09%。

4 结 论

（1）对二选作业区进行工艺改造，改造后为磨矿、一段磁选抛尾、重选、中矿再磨、粗细分级、粗粒级返回重选、细粒级高效磁选工艺流程，解决了二选作业区处理量增加而引起的一系列问题，作业考察中运行稳定，生产指标良好，经济效益显著。

（2）综合现场流程考察数据和细粒磁铁矿选别试验结果，在原矿品位为25.01% 的条件下，新工艺获得的综合指标为精矿铁品位67.09%、产率27.55%、铁回收率73.91%，尾矿铁品位9.01%。