某高泥贫赤铁矿选矿工艺试验研究

王伟之，周立辉，杨春光

（1.河北联合大学矿业工程学院，河北 唐山063009；2.河北省矿业开发与安全技术实验室，河北 唐山063009；3.河北钢铁集团矿山设计有限公司，河北 唐山063000；4.宣化钢铁集团有限责任公司，河北宣化075100）

随着高品质和易选的铁矿资源逐渐减少，尤其是我国钢铁工业的快速发展已凸显铁矿资源的极度紧张，对当前一些难选赤铁矿资源的合理开发就变得十分重要[1－3]。

某低品位铁矿储量大，铁品位低，铁矿物嵌布粒度粗细不均，含泥量高，属泥化严重的难选贫赤铁矿。本研究针对该矿石特点，进行了阶段磨矿－弱磁获精－强磁抛尾－重选流程（一段磨矿－弱磁－强磁，二段磨矿－强磁－重选（摇床））的选铁试验研究，取得了较为理想的选矿指标，可为该矿石的开发利用提供依据。

1 矿石性质

试验矿石属鞍山式贫赤铁矿，金属矿物主要为赤褐铁矿、磁铁矿、半假象赤铁矿、假象赤铁矿；脉石矿物主要为石英。原矿多元素分析结果和铁物相分析结果见表1及表2。

表1 原矿多元素分析结果（单位：%）

表2 原矿铁物相分析结果（单位：%）

2 选矿试验研究

2.1 工艺流程

该矿石选矿的目的主要是石英和铁矿物的分离。由于矿石中铁矿物嵌布粒度粗细不均，选用阶段磨矿－阶段选别流程，预先抛除部分粗粒石英，提前回收已单体解离的铁矿物，可减少后续作业负荷，降低选矿成本[4]。根据矿石中有用矿物种类，试验中首先采用弱磁选方法回收矿石中的磁铁矿，再采用强磁－重选回收弱磁尾矿中的弱磁性铁矿物。试验流程见图1。

图1 选矿原则流程

2.2 弱磁选流程回收磁铁矿试验

弱磁选试验中，进行了不同磨矿细度条件下的磁选试验、磁场强度试验、阶段磨矿阶段磁选试验及流程试验，确定弱磁选流程中第一段磨矿细度为－0.074mm占50%，第二段磨矿细度为－0.074mm占95%，流程试验结果见表3。

表3 弱磁选流程试验结果

2.3 二磁尾（中矿）再选试验

由于弱磁选流程中得到的二磁尾（弱磁Ⅱ尾矿）品位较高，不能作为最终尾矿。因此，又对二段磁选尾矿即中矿进行了摇床再选试验。

采用XCY－73型1100×500刻槽摇床，冲程12mm，冲次320次／min，床面坡度3°，给矿浓度30%，给矿量0.38t／h，对二磁尾即中矿进行了摇床再选试验。试验结果见表4。

表4 二磁尾—摇床试验结果

由二磁尾（中矿）摇床再选试验结果知，弱磁尾矿进行摇床选别后可获得较好的分选，可直接得到品位较高的精矿。在实际生产中该部分中，矿可汇同三磁尾矿进入强磁－重选流程中的重选以回收铁矿物。

2.4 弱磁－强磁－重选流程回收弱磁性铁矿物试验

2.4.1 一段强磁磁场强度试验

由于一段磨选作业中强磁选的主要目的是抛去已单体解离的脉石或贫连生体，强磁磁场强度的变化，会对本作业铁精矿的品位及回收率有一定影响[5]。因此，在第一段磨矿细度－0.074mm占50%的条件下，通过试验考查了强磁磁场强度对选别指标的影响。

为与现场生产实际接近，将弱磁选流程中得到的弱磁Ⅰ尾矿采用slon－500立环脉动高梯度强磁选机进行了不同磁场强度试验，背景场强分别为0.80T、0.85T、0.90T及1.00T，脉动冲程20mm，冲次120次／min，给矿浓度约30%。考虑到该段强磁作业需保证一定的铁回收率，试验中将强磁机得到的精矿与中矿合并作为强磁精矿进入二段强磁选。试验流程见图1，试验结果见表5。

表5 一段强磁磁场强度试验结果

试验结果表明：随磁场强度的增加，强磁精矿产率和回收率有所提高，但品位降低；综合考虑品位及回收率，并结合强磁生产实际，确定一段强磁磁场强度为0.85T。

2.4.2 二段强磁磨矿细度试验（强磁－摇床）

对流程中得到的弱磁尾矿采用slon－500立环脉动强磁机，在磁场强度0.85T选别条件下，制备一段强磁粗精矿。将得到的一段强磁精矿磨至不同细度，采用XCSQ齿板型强磁选机（给矿浓度约30%，磁场强度0.85T）进行二段强磁选试验，所得强磁精矿直接进入摇床重选，根据试验结果确定二段强磁选的磨矿细度。为保证重选的入选品位，该段强磁选中只有作业精矿进入摇床重选，强磁机得到的中矿与尾矿合并作为强磁尾矿。流程见图1，试验结果见表6、表7。

试验结果表示，当第二段磨矿细度为－0.074mm 95.00%时，通过二段强磁－重选可获得对原矿产率6.47%、品位65.69%的铁精矿，但摇床中矿及尾矿品位也较高，可作为整个流程的中矿。在实际生产中，应根据具体情况调整该部分中矿返回流程的位置。

二段强磁－重选所得这部分合格精矿与弱磁选作业得到的铁精矿共同作为该种矿石选别后的最终精矿。由前述结果知，最终综合精矿品位TFe 65.89%，产率为19.35%，回收率为52.33%。生产实际中因有中矿返回，回收率可更高些。

表6 不同磨矿细度条件下二段强磁选试验结果

表7 不同磨矿细度条件下二段强磁精矿摇床试验结果

3 结论

1）该试验矿石为鞍山式贫赤铁矿，全铁品位和磁性铁含量低、泥化严重，属难选矿石。矿石中金属矿物主要为赤褐铁矿、磁铁矿、半假象赤铁矿、假象赤铁矿；脉石矿物主要为石英。

2）试验中，首先采用弱磁选方法回收矿石中的磁铁矿，再采用强磁－重选回收选弱磁尾矿中的弱磁性铁矿物。

3）采用阶段磨矿－弱磁获精－强磁抛尾－重选流程（摇床），获得了较好的技术指标。在入选原矿品位TFe24.07%、一段磨矿细度－0.074mm占50%、二段磨矿细度－0.074mm占95%的条件下，可获得产率19.35%、品位65.89%、回收率52.32%的最终综合精矿。

[1]胡义明，刘军，张永.某微细粒赤铁矿选矿工艺研究[J].金属矿山，2010（4）：63－66.

[2]陈达，傅文章.某贫赤铁矿选矿试验研究[J].有色矿冶，2009，25（5）：21－24.

[3]李凤久，牛福生，吴根.冀东地区某低贫赤铁矿选矿实验研究[J].中国矿业，2009，18（5）：64－68.

[4]张春舫，南世卿，周立辉.司家营地区高泥贫赤铁矿强磁预选试验研究[J].中国矿业，2011，20（5）：84－86.

[5]许时.矿石可选性研究[M].第2版.北京：冶金工业出版社，1989.