内蒙古大坝沟超贫磁铁矿石选矿试验

马艺闻

(辽宁科技大学矿业工程学院，辽宁鞍山114051)

铁矿石是国家最为重要的战略资源之一，是钢铁工业的命脉［1-3］。随着铁矿石资源的不断开发，易处理富矿越来越少，贫、细、杂难处理铁矿石的利用成为当前我国选矿工作者面对的重要课题［4-5］。本研究对内蒙古大坝沟低品位细粒嵌布铁矿石进行选矿试验，为该矿石的开发利用提供依据。

1 试样性质

试验矿样由内蒙古大中矿业股份有限公司提供，其主要化学成分分析结果见表1，矿物组成见表2，铁物相分析结果见表3。

表1 试样主要化学成分分析结果Table 1 Main chemical composition of the sample %

表2 试样矿物组成Table 2 Main minerals of the sample %

表3 试样铁物相分析结果Table 3 Iron phase analysis of the sample %

从表1可以看出，试样TFe含量为15.68%，磁性铁含量为10.03%，属超贫磁铁矿石，但有害元素S、P含量均较低，分别为0.17%和0.063%。

从表2可以看出:矿石中主要有用铁矿物为磁铁矿，赤铁矿和褐铁矿含量较少;主要脉石矿物为石英，其余均为硅酸盐类矿物。

从表3可以看出，矿石中磁性铁占有率仅为63.97%，而硅酸铁占有率达21.81%，这将严重影响铁的回收率。

岩矿鉴定结果表明:磁铁矿结晶粒度较细，约70%分布在－0.07 mm粒级，而脉石矿物结晶粒度相对较粗，+0.07 mm粒级含量大于53%，这有利于粗粒抛尾;但石榴石、黑云母中均不同程度地包裹了少量微细粒磁铁矿，这部分磁铁矿难以解离，将进一步影响铁的回收率。

2 预选抛尾试验

为减少入磨矿量，提高入选品位，对原矿进行了预选抛尾试验。经详细研究，确定了图1所示的块矿干选—闭路高压辊磨—粉矿干选抛尾流程(其中块矿干选采用CTDG0808型块矿干选机，高压辊磨采用GLGY0825型高压辊磨机，粉矿干选采用CTL0806型粉矿干选机)，所得抛尾结果见表4。

图1 预选抛尾试验流程Fig.1 Tailing discarding process through pre-concentration

表4 预选抛尾试验结果Table 4 Results of tailing discarding through pre-concentration %

由表4可知，采用图1流程，可以抛出产率达54.16%、铁品位为7.71%的合格尾矿，矿石铁品位由15.72%提高到25.19%，磁性铁损失率仅4.68%，预选效果良好。

3 磨选试验

根据矿物嵌布粒度的特点，磁铁矿石的磨选工艺一般有连续磨矿—弱磁选和阶段磨矿—弱磁选两种。鉴于大坝沟超贫磁铁矿石中磁铁矿结晶粒度较细而脉石矿物结晶粒度相对较粗，固宜采用阶段磨矿的磨选工艺。经探索，决定采用图2所示的阶段磨矿—细筛分级—阶段弱磁选流程对所获预选精矿进行磨选试验［6-7］。试验中磨矿采用XMQ－67型240 mm×90 mm锥形球磨机，弱磁选采用400 mm×300 mm湿式圆筒弱磁选机。

图2 磨选试验流程Fig.2 Process for grinding and separation

3.1 一段磨矿细度试验

将预选精矿磨至不同细度，在磁场强度为135 kA/m条件下进行一段弱磁选，试验结果见图3。

图3 一段磨矿细度试验结果Fig.3 Test results of primary grinding at various grinding fineness

由图3可知，随着一段磨矿细度的提高，粗精矿铁品位逐渐上升，铁回收率逐渐下降。综合考虑，确定一段磨矿细度为－0.076 mm占55%。

3.2 一段弱磁选磁场强度试验

将预选精矿磨至－0.076 mm占55%进行一段弱磁选磁场强度试验，结果见图4。

图4 一段弱磁选磁场强度试验结果Fig.4 Test results of one stage low intensity magnetic separation with various intensity

由图4可知，随着一段弱磁选磁场强度的提高，粗精矿铁品位逐渐下降，铁回收率逐渐上升。综合考虑，确定一段弱磁选磁场强度为151 kA/m。

3.3 细筛分级试验

为确定细筛筛孔尺寸，对磨矿细度为－0.076 mm占55%、磁场强度为151 kA/m条件下所得一段磨选粗精矿进行了粒度筛析，结果见表5。

表5 一段磨选粗精矿粒度筛析结果Table 5 Particle size distribution of rough concentrate from one-stage grinding and separation process

由表5可知，一段磨选粗精矿中，－0.1 mm粒级的－0.076 mm含量达83.28%，其中的磁铁矿应该已较充分解离，因此可按0.1 mm进行分级。

根据表5结果，选取筛孔尺寸为0.1 mm×0.125 mm的筛板，在筛面倾角为25°、振动频率为3 000 r/min、给矿浓度为35%条件下对一段磨选粗精矿进行高频振动细筛分级，试验结果见表6。

由表6可知，粗精矿经筛孔尺寸为0.1 mm×0.125 mm的高频振动细筛分级后，可减少67.15%的二段磨矿量。

表6 细筛分级试验结果Table 6 Results of screening by fine sieve %

3.4 二段磨选试验

根据条件试验，将细筛筛上产品再磨至－0.076 mm占75%后与筛下产品合并，在103 kA/m磁场强度下进行二段弱磁选，试验结果见表7。

表7 二段弱磁选试验结果Table 7 Test results of two-stage low intensity magnetic separation %

由表7可知，细筛筛上产品再磨后与筛下产品合并，经二段弱磁选，所得铁精矿铁品位可达65.52%，作业铁回收率可达96.63%。

3.5 磨选全流程试验

在以上条件试验的基础上，对预选精矿进行了阶段磨矿—细筛分级—阶段弱磁选全流程试验，结果见图5。

图5 预选精矿磨选数质量流程Fig.5 Count and grade process for preconcentrate grinding and separation

由图5可知，预选精矿经阶段磨矿—细筛分级—阶段弱磁选流程分选后，可获得铁品位为65.52%、作业铁回收率为78.14%的铁精矿，对原矿的铁回收率为57.39%。

4 结论

(1)内蒙古大坝沟铁矿石TFe含量为15.68%，磁性铁含量为10.03%，属超贫磁铁矿石。

(2)对该超贫磁铁矿石进行块矿干选—闭路高压辊磨—粉矿干选，可以预先抛除产率达54.16%、铁品位为7.71%的合格尾矿，从而使矿石铁品位由15.72%提高到25.19%，而磁性铁损失率仅4.68%。

(3)预选精矿经阶段磨矿—细筛分级—阶段弱磁选，可以获得铁品位为65.52%、作业铁回收率为78.14%、对原矿铁回收率为57.39%的合格铁精矿。

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