河北某铁矿石选矿试验研究

田一安 于 茜 陈 洲，4

（1.中钢澳洲中西矿业有限公司；2.中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司；3.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；4.东北大学资源与土木工程学院）

铁矿资源是国家发展的重要战略性资源，是工业发展的重要支柱［1-3］。近年来，随着铁矿资源的开发利用，其逐渐贫、细、杂化，而铁矿资源的需求量居高不下，因此探明开发新的铁矿资源尤为重要［4-5］。国内某铁矿属新探明铁矿床，原矿矿石性质、有用矿物种类、选矿工艺和选别指标等技术参数缺乏，阻碍了该铁矿石的开发利用。本文对该铁矿进行详细的工艺矿物学及选矿工艺试验研究，针对该铁矿石的性质特点，并结合国内该类矿石的选矿生产实践，对其开展中细碎产品预选抛废试验，对湿式预选抛废粗精矿进行磨矿—弱磁选试验研究，并对铁精矿进行浮选脱硫提质降杂选别试验，旨在获得铁品位较高、硫含量较低的优质铁精矿，为开发利用该矿产资源提供合理的选别工艺流程和选别指标。

1 原矿性质

1.1 化学成分分析

矿样化学多元素分析结果见表1。

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由表1可知，原矿中可供利用的主要元素为铁，含量为38.75%，杂质成分主要为SiO2和Al2O3，有害元素S含量较高，P含量较低，需考虑硫矿物的回收；碱比为0.84，为自熔性铁矿石。

1.2 铁物相分析

矿石铁物相分析结果见表2。

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由表2可知，矿石中的铁矿物主要以磁铁矿形式存在，铁分布率为86.19%，其次为赤褐铁矿，分布率为4.80%，还有少量的黄铁矿与磁黄铁矿，两者合计为4.75%，易造成铁精矿硫含量超标。

2 选矿试验

结合该类矿石的生产实践，拟定磁铁矿回收流程为中碎产品干式预选抛废—细碎产品干式或湿式磁选抛废—预选精矿阶段磨矿阶段弱磁选工艺，同时考虑采用浮选对磁选精矿脱硫以及硫矿物的回收。

3 预选抛废试验

3.1 中碎产品干式预选抛废试验

采用CTG1210型永磁干式磁选机对中碎产品（50～0 mm）进行干式磁选预选抛废试验，经条件试验确定适宜的筒体表面线速度为1.88 m/s，分离隔板距离为950 mm，试验结果见表3。

由表3可知，中碎产品干式预选抛废产率为15.21%，磁性铁回收率为98.85%，抛废效果较好。

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3.2 细碎产品（12～0 mm）预选抛废试验

将干式预选精矿破碎到12～0 mm进行干式和湿式预选抛废对比试验。干式预选设备为CTL-600×400 mm型粗粒干式永磁磁选机，其筒表磁场强度为360 kA/m，筒体速度和分离隔板距离是主要影响参数。湿式预选设备为中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司研制的CCTS-0503型粗粒湿式永磁磁选机，其筒表磁场强度为400 kA/m，给矿粒度上限为15 mm，底箱冲洗水量对分选指标有一定影响。经条件试验确定干式磁选适宜的筒体表面线速度为1.63 m/s，分离隔板距离为40 mm；湿式磁选适宜的底箱冲洗水量为1 600 L/h，在此条件下，试验结果见表4。

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由表4可知，湿式磁选精矿品位比干式磁选高2.98个百分点，抛出的废石产率多5.87个百分点，铁品位低1.36个百分点，磁性铁损失少2.14个百分点，因此12～0 mm细碎产品宜采用湿式预选工艺。

4 磨矿—选别工艺研究

对粒度12～0 mm的湿式预选精矿进行磨选试验研究。

4.1 磨矿细度试验

将预选精矿分别磨至不同细度，对磨矿产品进行弱磁粗选试验，磁场强度为144 kA/m，试验结果见表5。

由表5可知，选别指标受磨矿细度的影响较大，随着磨矿细度从-0.076 mm45%增加到-0.076 mm95%，铁精矿品位从64.00%升高到68.96%，硫品位从0.63%降低到0.27%，铁回收率从94.16%下降到91.80%；考虑到硫对铁精矿质量的影响，当采用单一磁选工艺时选择磨矿细度为-0.076 mm75%，此条件可获铁品位67.82%、硫含量0.36%、铁回收率92.52%的铁精矿；若考虑采用浮选脱硫时，可选择磨矿细度为-0.076 mm55%，此条件可获铁品位65.52%、硫含量0.47%、铁回收率93.38%的铁精矿。

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4.2 磁场强度试验

对粒度为-0.076 mm55%的磨矿产品进行不同磁场强度的弱磁选试验，试验流程为弱磁1粗1精，粗选及精选磁场强度分别为160、128 kA/m，144、112 kA/m，144、96 kA/m，128、80 kA/m，试验结果见表6。

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由表6可知，选别指标受磁场强度的影响较小，随着磁场强度的升高，铁精矿回收率略有升高；综合考虑，选择弱磁粗选磁场强度为144 kA/m、弱磁精选磁场强度为112 kA/m。

4.3 湿抛粗精矿—弱磁选流程试验

根据条件试验确定的工艺参数，将预选粗精矿分别磨至-0.076 mm含量75%和55%进行弱磁1粗1精流程试验，粗选、精选磁场强度分别为144 kA/m和112 kA/m，试验结果见表7。

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4.4 铁精矿脱硫探索试验

将铁品位65.64%、硫含量0.52%的弱磁精矿进行浮选脱硫，脱硫药剂制度根据以往经验并适当调整，试验流程为1次粗选，浮选时间为2 min，试验结果见表8。

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由表8可知，只使用乙基黄药与2#油，铁精矿中的硫可降至0.4%左右，而添加H2SO4与CuSO4后，铁精矿中的硫可降至0.3%以下，铁精矿浮选脱硫效果明显。

4.5 浮选回收硫矿物探索试验

将预选粗精矿磨至-0.076 mm55%，对磨矿产品用浮选方法回收硫矿物，采用乙基黄药为捕收剂，2#油为起泡剂，采用1粗3精浮选流程，只能获得产率4.13%、硫品位23.35%的精矿，硫精矿品位较低，说明在现有技术条件下回收意义不大。

5 全流程试验

根据条件试验确定的工艺参数，对中碎产品进行干式预选抛废（50～0 mm）—细碎产品（12～0 mm）湿式预选抛废—预选粗精矿磨矿—弱磁选及弱磁精矿脱硫全流程试验，试验数质量流程见图1、图2。

6 结论

（1）河北某磁铁矿铁品位38.75%，磁铁矿为主要有用矿物，其铁分布率为86.19%，其次为赤褐铁矿、黄铁矿与磁黄铁矿，黄铁矿与磁黄铁矿两者合计铁分布率为4.75%，选别过程中需注意黄铁矿与磁黄铁矿的硫对铁精矿产品的影响；此外，原矿碱性系数为0.84，为自熔性铁矿石。

（2）中碎产品（50～0 mm）干式磁选预选抛废试验，可获得铁品位44.03%、磁性铁回收率98.85%、硫含量1.91%的预选粗精矿，抛出产率15.21%、磁性铁品位2.54%的废石，其中碎产品干抛效果较好。细碎产品（12～0 mm）预选抛废试验结果表明，湿式磁选抛废效果优于干式磁选，因此选择湿式磁选预选抛废流程。

（3）原矿经干式磁选预选（50～0 mm）—湿式磁选预选（12～0 mm）—磨矿（-0.076 mm55%）—弱磁选流程选别，可获得铁品位65.67%、硫含量0.51%、铁回收率83.95%、磁性铁回收率96.09%的铁精矿，该铁精矿为半自熔性铁精矿粉；对该铁精矿采用浮选方法脱硫，铁精矿中的硫可降至0.23%；将磨矿细度提高到-0.076 mm75%，采用弱磁选方法选别后，可获得铁品位68.50%、硫含量0.43%、铁回收率82.86%的铁精矿，说明提高磨矿细度和增加浮选作业均可降低铁精矿中的硫含量。