湖南某低品位细粒磁铁矿资源综合利用试验研究

徐 勇,王全亮,周虎强,戴艳萍,刘慧芳

(湖南有色金属研究院,湖南长沙 410015)

湖南某低品位细粒磁铁矿资源综合利用试验研究

徐 勇,王全亮,周虎强,戴艳萍,刘慧芳

(湖南有色金属研究院,湖南长沙 410015)

根据湖南某低品位细粒磁铁矿的矿石性质,在原矿全铁含量为16.68%、磁性铁含量为8.28%的条件下,采用阶段磨矿、阶段磁选工艺,获得不同品位的铁精矿产品。

磁铁矿;低品位;细粒;阶段磨矿;阶段磁选

湖南某磁铁矿铁矿物品位低、嵌布粒度细,该铁矿石资源一直未开发利用。随着钢铁工业的快速发展和铁矿石资源的日益减少,许多低品位铁矿石正被逐步开发利用。本文研究了矿石的工艺矿物学性质并在此基础上进行了选矿工艺研究,采用阶段磨矿、阶段磁选工艺,确定了获得不同品级铁精矿产品的试验条件,为企业生产提供了依据。

1 矿石性质

1.1 矿物组成

试样主要的金属矿物为磁铁矿、赤铁矿;其次为褐铁矿、黄铁矿等;微量的磁黄铁矿、毒砂等,其他金属矿物、硫化物含量甚微。主要的脉石矿物是石英、角闪石、阳起石、透闪石等,其次为透辉石、绿泥石、绢云母、高岭石等,微量的方解石、长石、(斜)黝帘石、电气石、磷灰石等,试样的化学多元素分析列于表1,试样主要矿物组成及其相对含量列于表2。

表1 试样化学多元素分析结果 %

1.2 物相分析

铁是试样中主要的元素,对试样中铁的赋存状态进行了测定,试样中铁的物相分析结果列于表3。

1.3 主要矿物特征

1.3.1 金属硫化物

表2 试样主要矿物组成及其相对含量 %

试样中的金属硫化物主要是黄铁矿(FeS2),其它如磁黄铁矿、毒砂、闪锌矿、方铅矿等含量甚微,黄铁矿主要呈他形粒状,散粒状分布于矿石中,嵌布粒度一般在0.01～0.07 mm之间。

表3 试样铁的物相分析结果 %

1.3.2 氧化铁矿物

试样中的氧化铁矿物主要是磁铁矿和赤铁矿,少量褐铁矿。磁铁矿主要呈他形粒状,浸染状分布于矿石中,嵌布粒度不均匀,0.01～0.5 mm不等。一般在0.015～0.05 mm之间。赤铁矿含量较少,呈不规则粒状,或存在于磁铁矿边部,嵌布粒度相对较细,一般在0.03～0.07 mm之间。褐铁矿含量甚微。

1.3.3 脉石矿物

脉石矿物主要是石英,其次为柱状硅酸盐矿物角闪石、透闪石、阳起石、辉石等,另有少量的方解石和片状硅酸盐矿物绢云母、绿泥石、粘土矿物等。它们是矿石的主要组成矿物,粒度从0.01～0.3 mm不等,构成矿石的脉石基底。

2 选矿试验研究

2.1 选矿试验方案的确定

根据试样的矿石性质特征,试样中的铁主要以磁铁矿的形式存在,矿石性质较为简单。磁铁矿中铁的理论品位为72.4%,具有强磁性,可采用磁选方法对其回收,并且采用磁选方案具有工艺简单,处理量大的优点。因此本次试验确定的铁的回收方案为磁选方案。试验原则流程如图1所示。

图1 铁精矿回收原则工艺流程图

2.2 磨矿细度试验

磨矿细度试验工艺流程如图1所示,试验结果如图2所示。从图2试验结果可知,磨矿细度越细,铁精矿品位越高,铁回收率则下降,综合考虑,适宜的磨矿细度(-0.074 mm)为74.89%。

图2 磨矿细度条件试验结果

2.3 粗选磁场强度的确定

粗选磁场强度试验工艺流程如图1所示,试验结果如图3所示。从图3试验结果可知,粗选磁场强度的高低对铁精矿的品位和回收率均有影响,适宜的粗选磁场强度为95.5 kA/m。

2.4 粗精矿再磨试验

铁精矿铁品位只有42%～50%,品位达不到要求。通过镜下观察发现,磁选粗精矿中铁矿物粒度较细,氧化铁矿物粒度一般在0.015～0.05 mm之间,解离率如图4所示。磁铁矿连生体主要与脉石矿物呈毗连连生,部分细粒者被脉石包裹或半包裹连生,大部分脉石矿物均与磁铁矿连生,铁粗精矿中铁单体解离度不够,这是导致磁选精矿品位不高的主要原因,因此需对粗精矿进一步磨矿。铁粗精矿再磨精选试验流程如图5所示。试验结果如图6所示,铁粗精矿再磨单体解离度结果如图7所示。

图3 粗选磁场强度试验结果

图4 磨矿细度与单体解离度结果

图5 再磨试验工艺流程图

图6 铁粗精矿再磨磨矿细度试验结果

图7 铁粗精矿再磨单体解离度结果

2.5 扫选试验

在上述条件试验中,铁粗选后尾矿及铁粗精矿经过再磨精选后尾矿的TFe均不低,把这些尾矿合并为总磁选尾矿,其TFe品位约5%～7%,总磁选尾矿增加一次扫选,目的是保证铁的回收率,同时确定是否有增加扫选的必要,从扫选试验可知,扫选精矿作业产率为0.37%,全铁品位达到15.33%,产率极低,因此回收率极低,考虑到工业生产时简便性,确定不增加扫选作用。

2.6 产品检测

对试样采用一段磨矿细度为75%,磁场强度为95.5 kA/m进行磁选粗选,磁选粗精矿进行再磨,不同的再磨磨矿细度在磁场强度为63.7 kA/m条件下进行磁选精选所获得的铁精矿产品进行了检测分析,分析结果列于表4。

3 结 语

1.该铁矿样矿石性质相对简单,其铁品位低,含铁16.68%,其主要的化学成分是SiO2、Fe、Al2O3,其次为MgO、CaO等。磁铁矿矿物相对含量为17%,其主要的金属矿物为磁铁矿、赤铁矿;主要的脉石矿物为石英、角闪石、阳起石、透闪石等。铁矿物的嵌布粒度不均匀,0.01～0.5 mm不等,一般在0.015～0.05 mm之间,粒度较细。

表4 铁精矿产品检测分析结果 %

2.经选矿试验表明:对该试样采用一段磨矿细度-0.074 mm为75%,磁场强度为95.5 kA/m进行磁选粗选,磁选粗精矿进行再磨,通过控制粗精矿再磨的磨矿细度,在磁场强度为63.7 kA/m条件下进行磁选精选方案对磁铁矿进行回收,可以获得TFe品位在61%～65%的铁精矿产品,铁回收率约为72%,为企业开发该矿铁资源提供了依据。

[1] 许时.矿石可选性研究[M].北京:冶金工业出版社,1995.

[2] 王淀佐.资源加工学[M].长沙:中南工业大学出版社,2003.

Experimental Study on Synthesis Recovery of Iron from a Low-grade Fine Particle Magnetite Ore in Hunan

XU Yong,WANGQuan-liang,ZHOU Hu-qiang,DAI Yan-ping,LIU Hui-fang
(Hunan Research Institute of Nonferrous Metals,Changsha410015,China)

According to the mineralogical characteristics of the low-grade fine particle magnetite ore in Hunan,different grade of iron concentrate products were obtained by the process of stage grinding and stage magnetic separation under the condition of the run-of-mine ore of total iron 16.68%,magnetic iron 8.28%.

magnetite ore;low-grade;fine particle;stage grinding;stage magnetic separation

TD952

A

1003-5540(2010)06-0007-03

徐勇(1962-),男,高级工程师,主要从事资源综合利用研究工作。

2010-09-17