华北某细粒闪石型贫磁铁矿石全弱磁选流程研究与工业实践

王建中 郭 鹏

(太原钢铁(集团)有限公司矿业分公司尖山铁矿，山西 太原 030300)

0 引言

近年来,我国钢铁工业迅猛发展，对铁矿石的需求也日益增长,其中磁铁矿石在中国铁矿石资源中占有重要的地位[1-3]。通过近年来持续研究与攻关，贫细杂难选铁矿石选矿技术获得了可喜的进展[4]，但由于受矿石性质复杂多变的影响，不少“贫、细、杂”的铁矿资源利用率仍较低，因此深入进行磁铁矿选矿技术研究与开发前景广阔。

闪石型细粒磁铁矿脉石矿物主要是石英和角闪石等硅酸盐矿物，一般硅酸铁含量较高，磁铁矿呈中粒到细粒嵌布，实践中有采用弱磁选与浮选联合流程分选的成功实例，但浮选流程较为复杂，其固有的矿浆加热及药剂添加会带来环保问题[5],同时工序成本较高[6]。该项目立足某细粒闪石型矿石性质特点，进行了全弱磁选流程研究与工业实践，旨在探索一条针对该类磁矿高效选矿的新流程。

1 矿石性质

1.1 化学组成分析

为确定原矿的化学组成、矿物赋存状态及含量，进行了化学多元素分析及铁物相组成分析，分析结果分别见表1和表2。

表1 原矿多元素分析结果 %

表2 原矿铁物相分析结果 %

分析可知：①原矿中TFe品位28.45%，判定可供选矿回收的主要组分是铁元素。②铁元素主要赋存于磁铁矿，其次在含铁硅酸盐矿中。③硅酸铁中铁含量4.88%,且TFe与SFe差值远大于2%，判定脉石矿物组分主要是闪石类矿物及石英。④有害杂质硫、磷含量均很低。

1.2 矿物的产出形式

磁铁矿主要呈稠密浸染条带状、中等稠密浸染条带状和稀疏～星散浸染条带状等不同形式充填于以石英、闪石为主的脉石矿物中，条带宽度不等，一般多介于0.05～1.5 mm之间。随着浸染密度的降低，磁铁矿不仅分散程度增高、粒度明显变细，而且与脉石矿物之间的嵌布关系复杂，亦可见个别磁铁矿颗粒内部包裹大量微粒脉石矿物。

1.3 矿物的结构构造

矿石构造类型主要是浸染状构造或浸染条带状构造，少部分呈浸染条纹状构造，特征是磁铁矿条带与以石英、闪石为主的脉石条带相间排列分布。

1.4 嵌布特征

磁铁矿嵌布不均匀，且粒度极为细小，分布于0.037 mm以下占比达12.12%，属细粒～微细粒嵌布的范畴。

2 选矿试验

2.1 -3 mm预选试验

依据矿石性质特点，进行了-3 mm湿式弱磁筒式预磁选抛尾试验，试验结果见表3。

表3 -3 mm预弱磁抛尾试验结果 %

由表3可知，将原矿粉碎至-3 mm，在0.2 T场强条件下，采用湿式预选抛尾工艺，抛出产率为33.53%、TFe品位为11.70%的粗粒尾矿，磁性铁损失为1.96%，入磨品位提高了8.45%，磁性铁作业回收率98.04%。

2.2 预磁粗精矿选矿试验

对预选粗精矿进行球磨磁选试验，试验结果见表4。

表4 粗精矿磨选试验结果

由表4可知,将预选粗精矿磨矿至-0.075 mm占87.5%粒级水平，在180 mT磁场强度条件下进行磁选试验，精矿TFe品位51.57%,精矿磁性铁作业回收率99.23%。

2.3 粗精矿再磨再选试验

对第一段磨矿细度-0.075 mm占87%左右经过弱磁选得到的弱磁粗精矿，进行了再段细磨弱磁选别试验，结果见表5。

表5 粗精矿再磨再选试验结果

由表5可知,一段磨矿的粗精矿进行两阶段细磨弱磁选，在200 mT磁场强度条件下，精矿TFe品位62.58%,精矿磁性铁作业回收率97.50%。

2.4 淘洗精选试验

对TFe品位62.58%、-0.037mm粒级含量占92.02%的再磨精矿进行淘洗精选，试验结果见表6。

由表6可知,对TFe品位62.58%、-0.037 mm粒级含量占92.02%的再磨精矿进行淘洗精选试验，可获得TFe品位65.20%、MFe作业回收率95.38%的淘洗精矿。

表6 淘洗精选试验结果

2.5 试验结论

1)-3mm原矿湿式弱磁预选效果显著，抛出的尾矿产率达到33.53%，入球磨品位提高8个百分点左右，由于粒度较粗，工艺管道设计、设备选型时需要充分考虑其耐磨性，以及保证物料输送的通道顺畅。

2)阶段磨矿、阶段弱磁选工艺可以有效提高精矿品位，且保证较高的金属回收率。

3)筒式弱磁-淘洗精选流程可以有效缓解细粒贫连生体磁夹杂的问题，起到提质降杂的作用。

4)在细磨流程中，需要慎重考虑细碎分级设备的选择。

3 工业实践概况

3.1 工艺原则流程

在对矿石性质综合研判的基础上，依据选矿试验研究的成果，拟定并实施了“湿式预选-三段阶磨弱磁-淘洗精选” 的选矿流程，工艺原则流程见图1。

图1 工艺原则流程图

流程概述：来自胶带-缓冲料仓系统的原矿石(块度300 mm-0)首先给入半自磨-直线振动筛湿式闭路系统粉碎，其筛下产品(-3 mm)通过粗颗粒永磁弱磁预选机抛尾，预选精矿通过球磨-水力旋流器系统闭路磨矿分级，旋流器溢流再进行常规湿式磁选，然后磁选精矿通过两段球磨-旋流-弱磁选实现细磨阶选，细磨精矿最后通过全自动淘洗机精选降杂，以脱除微细粒贫连生体，最终获得合格精矿产品。

3.2 主体设备选择

主体设备选择分别见表7、表8及表9。

表7 碎磨设备选型

表8 分级设备选型

表9 磁选设备选型

3.3 工业试验指标

该试验流程建成后经调试，关键指标见表10。

由表10可知，该“湿式预选-阶磨弱磁-淘洗精选” 的选矿流程建成后，精矿产率28.90%，精矿TFe品位达到65.28%，SiO2含量8.58%，MFe回收率91.31%，获得了较好指标。

表10 全弱磁选流程主要技术指标 %

4 结语

某闪石型磁铁矿嵌布粒度极细，嵌布关系复杂，铁硅酸盐含量高，磁性铁仅占71%左右，而硅酸铁高达17%左右，由于硅酸铁与赤褐铁性质相近，故弱磁性铁矿物的回收难度大。因此，对此类矿石以回收强磁性铁矿物为主，但选比较大，常规选矿工艺精矿成本相对较高，故能否实现粗粒预选、阶磨阶选、高效精选是该矿石能否经济高效开发的关键。项目着重进行了预选研究，并在常规的阶段磨矿-阶段弱磁选基础上，对弱磁精矿进行了淘洗精选试验，为大规模工业化低成本开发提供了可供借鉴的参考经验。