混合磁选工艺回收某细粒嵌布铁矿

王中海

(太原钢铁集团山西太钢工程技术有限公司)

混合磁选工艺回收某细粒嵌布铁矿

王中海

(太原钢铁集团山西太钢工程技术有限公司)

某铁矿石中磁铁矿与赤褐铁矿呈细粒嵌布，原矿含铁34.33%。根据该矿石特性，采用先弱磁选后强磁选的联合工艺回收此铁矿石，弱磁选可获得铁品位为67.38%，铁回收率为47.57%的铁精矿1；弱磁选尾矿与弱磁选粗精矿再磨精选中矿通过强磁选工艺可获得铁品位为60.38%，铁回收率为26.68%的铁精矿2，最终铁综合回收率达到74.25%，取得了满意的试验指标。

磁选 磁铁矿 赤褐铁矿 阶段磨矿 嵌布特征

山西周边铁矿石选矿中，磁铁矿石选矿一直占据主体位置，很多矿山长期采用单一弱磁选的阶段磨矿工艺。采用此生产工艺，对于易磨、有可能先单体解离的矿石，可在粗磨阶段抛除脉石，为节能增产创造良好的条件；但对难选的细粒嵌布磁铁矿，则需要采用多段磨矿、多次选别的工艺，才能达到生产要求，甚至无法有效回收金属成分[1]。

某细粒嵌布铁矿石中主要矿物为磁铁矿，约占含铁总量的59.89%，其次是弱磁性铁矿物赤褐铁矿，赤褐铁矿中铁约占总铁的30.29%，根据现场实际生产情况，赤铁矿部分弱磁性铁矿采用弱磁选工艺不能得到有效回收。因此，为提高铁精矿质量与回收率，试验研究采用弱磁选预先分选强磁性铁矿物，弱磁选粗精矿再磨精选产出铁精矿；弱磁选粗精矿再磨精选中矿与弱磁选尾矿采用强磁选回收矿石中的赤褐铁矿。试验最终获得了满意的试验指标，达到了提高铁回收率的目的。

1 矿石性质

1.1 原矿矿物组成与化学分析

铁矿石中的铁矿物主要为磁铁矿、赤铁矿与褐铁矿，少量硅酸铁、铬铁矿、菱铁矿等。脉石矿物主要为石英、透辉石、钙铁辉石、石榴子石、透闪石、阳起石，其次有黑柱石、符闪石、硅辉石、萤石、方解石、长石；次生矿物有绿泥石、滑石、孔雀石、高岭石等。原矿化学多元素分析结果见表1，铁物相分析结果见表2。

表1 原矿化学多元素分析结果 %

元素TFeWO3ZnAsS含量34.330.0040.0090.0860.092元素PSiO2Al2O3CaOMgO含量0.01226.962.6910.061.86

表2 铁物相分析结果 %

由表2可知，矿石中除了磁铁矿外，尚有很大部分的弱磁性铁矿物(赤、褐铁矿和碳酸铁)。根据现场生产条件，使用单一弱磁选方法不能回收这部分铁矿物，对精矿铁回收率有很大影响。

1.2 铁矿物嵌布粒度特性

该铁矿石以磁铁矿为主，其次为赤褐铁矿、镜铁矿，还有少量的硅酸铁矿石。磁铁矿呈他形粒状结构，嵌布粒度为0.15～0.037 mm，占70%左右；其次是-0.037 mm粒级，约占20%；+0.15 mm粒级磁铁矿含量约占10%。磁铁矿内沿解理方向不均匀地分布页片状赤铁矿，在赤铁矿集中的地方，被赤铁矿交代，也少量被褐铁矿交代。页片状赤铁矿可交代磁铁矿，并被石英包含，页片以宽0.01～0.02 mm，长0.5～0.05 mm为主，呈束状分布。石英多分布于赤铁矿之间，少量包含赤铁矿，可见交代叶蛇纹石假象，绿泥石及蛇纹石呈小团块(<0.5 mm)不均匀分布在矿石中。

1.3 铁矿物解离度测定

将原矿磨至-0.074 mm占60%～95%，各种铁矿物解离度测定结果见表3。

表3 铁矿物解离度测定结果 %

样品细度(-0.074mm)矿物解离度磁铁矿单体连生赤铁矿单体连生褐铁矿单体连生菱铁矿单体连生黄铁矿单体连生6050.6249.3836.0363.9762.1637.8426.1773.8366.0833.929584.6115.3977.8422.1688.2411.7679.0220.9894.615.39

由表3可知，该矿石中铁矿物嵌布粒度较细，粗磨较难实现大部分目的矿物单体解离，该矿石回收铁矿物的磁选工艺，需要进行细磨才能保证铁精矿产品的质量与回收率[2-3]。

2 选矿试验

2.1 弱磁选试验与结果

2.1.1 磨矿细度试验

将矿样磨至不同细度，应用φ400 mm×300 mm湿式弱磁选机，进行1次粗选、1次扫选试验，粗扫选精矿合并为粗精矿。磁选机粗选磁场强度为59.71 kA/m，扫选磁场强度为69.27 kA/m。磨矿细度对弱磁粗选的影响结果见图1。

图1 磨矿细度对弱磁粗选的影响

由图1可见，随着磨矿细度的增加，铁回收率增加，当磨矿细度增加至-0.074 mm 85%时，铁回收率达到56%以上，继续增加磨矿细度，铁回收率增加较少，因此，磨矿细度确定为-0.074 mm 85%。

2.1.2 粗选磁场强度试验

为探索在同样的磨矿细度下，磁场强度对磁选的影响，试验进行了粗选磁场强度试验，试验结果见图2。

图2 磁场强度对弱磁粗选的影响

由图2可见，随着磁场强度的增加，铁回收率有所增加，当磁场强度增加至59.71 kA/m时，铁回收率出现一个峰值，继续增加磁场强度，铁回收率波动较小，因此试验选择粗选磁场强度为59.71 kA/m进行后续试验研究。

2.1.3 粗精矿弱磁精选条件试验

粗精矿精选条件试验主要进行了精选磨矿细度试验与磁场强度条件试验，磨矿细度与磁场强度对精选指标的影响结果分别见图3、图4。

图3 弱磁选粗精再磨细度对精选指标的影响

由图3可见，随着粗精矿再磨细度的增加，铁回收率随之增加，当再磨细度增加至 -0.045 mm 70%时，铁精选作业回收率达到96%以上，继续增加磨矿细度，回收率增加较少，因此，再磨细度确定为 -0.045 mm 70%为宜。

图4 弱磁选精选磁场强度对精选指标的影响

由图4可见，当精选再磨细度为-0.045 mm 70%时，磁场强度对铁回收率有一定的影响，随着磁场强度的增加，铁回收率有所增加，当磁场强度增加至46.97 kA/m时，铁回收率出现一个峰值，继续增加磁场强度，铁回收率波动较小，因此试验选择再磨精选磁场强度为46.97 kA/m进行后续试验研究。此时铁精矿回收率可达96%以上，铁精矿中铁品位大于65%。

2.2 强磁选试验与结果

通过弱磁选选别磁铁矿，大部分强磁性矿物被选出，但铁的总回收率较低，仅55%左右，矿石中接近45%的铁进入尾矿产品。为更好地回收矿石中的铁，试验进行了强磁选试验，目的是回收矿石中的弱磁性矿物[4]。

强磁选主要针对弱磁选扫选尾矿与精选中矿，试验磁选设备采用SLon-100型周期式脉动高梯度磁选机，主要进行了弱磁选尾矿选铁粗选磁场强度试验，磁场强度对弱磁性矿物的磁选的影响见图5。

图5 强磁选粗选磁场强度试验

由图5可见，随着磁场强度的增加，强磁粗选作业回收率增加，当磁场强度为636.94 kA/m时，强磁粗选铁回收率为52.34%，继续增加磁场强度，回收率增加较少。因此，试验最终确定强磁选粗选磁场强度为636.94 kA/m。

经扫选后，扫选磁场强度为796.18 kA/m，将强磁粗选与扫选产品合并后经过2次精选，2次精选磁场强度分别为398.09、318.47 kA/m，最终获得了铁品位为61.56%，铁回收率为25.64%的铁精矿[5]。

2.3 全流程试验

在总结分析上述试验结果的基础上，进行了综合条件试验。综合条件试验增加了1次弱磁选扫选与精选。试验流程及条件见图6，试验结果见表4[6]。

表4 综合条件试验结果 %

产品名称产率铁品位铁回收率铁精矿124.3367.3847.57铁精矿215.2360.3826.68尾矿60.4414.6825.75原矿100.0034.46100.00

3 结 语

山西地区某铁矿原矿含铁34.33%，其中铁矿物主要是磁铁矿，其次是赤褐铁矿，磁铁矿嵌布粒度较细。针对该矿石嵌布特征，试验采用先弱磁选—再强磁的选别流程，弱强磁选混合工艺有效回收了矿石中的磁性铁，最终得到了铁品位为67.38%，铁回收率为47.57%的弱磁选铁精矿与铁品位为60.38%，铁回收率为26.68%的强磁选铁精矿2种铁精矿粉，铁综合回收率达到74.25%。采用传统的弱磁选机与SLon型周期式脉动高梯度磁选机配合使用，可以有效回收矿石中的赤褐铁矿，提高矿石中铁的综合回收率，提升难选铁矿石的经济回收价值。

图6 综合试验流程

[1] 王志东，王永章.峨口铁矿单一弱磁选工艺改造发展现状及展望[J].金属矿山，2005(Z2)：208-211.

[2] 张汉泉.鲕状赤铁矿特征和选冶技术进展[J].中国冶金,2013(11)：6-10.

[3] 戚志正.磁铁-赤铁混合矿混合磁选的工艺研究[J].金属矿山，1994(11):38-40.

[4] 李朝晖，徐 麟，郭秀平.某铁矿细粒难选铁矿石磁选工艺研究[J].现代矿业，2014(3):131-133.

[5] 周岳远.铁矿选矿磁选装备现状与发展趋势[J].金属材料与冶金工程，2011(6):55-62.

[6] 彭 征，杨庆林，曾祥兴，等.SLon磁选机处理海南铁矿石的生产实践[J].金属矿山，2006(4):85-87.

2015-03-24)

王中海(1981—)，男，工程师，硕士研究生，030009 山西省太原市胜利西街327#。