河北某磁铁矿石选矿试验

邹艳平 秦 野

(1.新疆地矿局第一地质大队；2.中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司；3.金属矿山安全与健康国家重点实验室；4.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)

河北某磁铁矿石选矿试验

邹艳平1秦 野2,3,4

(1.新疆地矿局第一地质大队；2.中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司；3.金属矿山安全与健康国家重点实验室；4.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)

河北某磁铁矿石铁品位为38.54%，主要有用矿物为磁铁矿，为开发利用该矿石，对其进行了选矿试验研究。结果表明：原矿经干式磁选抛尾—湿式粗粒磁选抛尾—磨矿—1粗1精弱磁选流程选别，可获铁品位65.67%、铁回收率83.95%、磁性铁回收率96.09%的铁精矿，为开发利用该矿石提供了技术依据。

磁铁矿石 干式抛废 湿式预选 弱磁选

随着我国钢铁工业规模的扩大，国产铁矿石的供求缺口越来越大，进口铁矿石量屡创新高，对铁精矿的质量要求也越来越高。本试验以河北某磁铁矿石为研究对象，进行了选矿工艺试验研究，获得了理想的试验指标，为矿石进行可选性研究和企业选厂建设提供了依据。

1 矿石性质

1.1 原矿多元素及铁物相分析

对原矿进行化学多元素分析及铁物相分析，结果见表1和表2。

表1 原矿化学多元素分析结果 %

表2 原矿铁物相分析结果

%

表1表明：原矿中可供利用的元素主要为铁；硫含量为2.09%，达到了伴生元素综合回收要求，因此除回收铁矿物外，还需考虑硫矿物的回收；主要杂质是SiO2、CaO和Al2O3；磷含量较低；矿石w(CaO+MgO)/w(SiO2+Al2O3)=0.84，为自熔性铁矿石。

表2表明：矿石中主要有用矿物为磁铁矿，磁铁矿之铁占85.11%；其次为赤褐铁矿，赤褐铁矿之铁占5.14%；原矿中还含有少量的黄铁矿与磁黄铁矿，两者中铁占总铁5.11%，黄铁矿与磁黄铁矿中的硫进入铁精矿中会降低精矿质量；硅酸铁和碳酸铁含量相对较低，硅酸铁和碳酸铁之铁分别占3.32%和1.32%。

1.2 矿物组成及其工艺粒度分析

试验矿石主要为斑状结构、粒状结构、浸染状结构。对矿石中主要铁矿物磁铁矿、黄铁矿(含微量黄铜矿)以及主要脉石矿物碳酸盐、石英、长石等进行工艺粒度分析，结果见表3。

表3 矿石主要矿物粒度分析 %

粒级/mm磁铁矿黄铁矿、黄铜矿碳酸盐长石石英-0.015.206.360.110.460.110.01～0.026.477.450.310.460.230.02～0.037.057.331.434.591.420.03～0.045.163.731.875.323.210.04～0.056.685.012.966.504.270.05～0.064.475.803.433.686.400.06～0.073.852.608.4015.3312.280.07～0.085.323.505.885.8912.740.08～0.093.020.569.188.629.610.09～0.102.974.321.749.663.140.10～0.1513.8612.5121.2130.6118.660.15～0.209.389.6113.183.155.37+0.2026.5731.2230.305.7322.56合计100.00100.00100.00100.00100.00

表3表明：有用铁矿物磁铁矿和脉石矿物粒度主要分布在0.07mm以上，并且在0.07mm以上粒度相差不大，有用矿物磁铁矿在0.07mm以上分布率为61.12%。试验矿石矿物嵌布粒度较粗，适宜采用预选抛尾。

2 试验方案确定

从原矿矿石性质可知，本次试验主要回收的有用矿物为磁铁矿，赤褐铁矿含量较低，因此不考虑回收。磁铁矿比磁化系数高，磁性较强，可用弱磁选机进行回收。试验矿石粒度较粗，因此拟采用提前抛尾工艺以减少入磨量、降低能耗；干式预选工艺和湿式预选工艺是目前国内处理围岩和低品位脉石比较成熟和具有代表性的工艺，拟对其抛尾效果进行对比分析后选择最佳工艺；采用磨矿—弱磁选工艺回收预选粗精矿中磁铁矿。选硫工艺将另行报道。

3 试验结果及讨论

3.1 原矿干式磁选抛废试验

取粒度为50～0mm的原矿，采用实验室CTG1210型永磁干式磁选机进行干式预选抛尾试验。在条件试验的基础上确定的最佳工艺参数为：磁场强度为199kA/m、隔离板与辊筒中心距离为950mm、带速为1.88m/s，最佳条件下的试验结果见表4。

表4 原矿干式预选抛废试验结果 %

产品产率品位全铁磁性铁硫回收率全铁磁性铁精矿85.3843.1838.311.9995.9299.09废石14.6210.752.052.624.080.91原矿100.0038.4433.012.08100.00100.00

由表4可知，原矿经干式预选抛尾可获得磁性铁回收率99.09%、铁品位43.18%、硫含量1.99%的预选粗精矿，抛出产率14.62%、磁性铁品位2.05%的废石，干式磁选预先抛废效果较好。

3.2 细碎产品预选抛废试验

干式预选精矿采用实验室小型对辊破碎机细碎到12～0mm，进行干式预选抛尾和湿式预选抛尾对比试验。干式预选抛废试验采用CTL-600mm×400mm永磁型粉矿干选机，磁场强度为358kA/m、分离隔板距离为40mm、筒体表面线速度为1.63m/s；湿式预选采用马鞍山矿山研究院研制的CCTS-0503型湿式筒式粗粒磁选机，磁场强度为398kA/m、底箱冲洗水量为1 600L/h。细碎产品干式与湿式预选抛废对比试验结果见表5。

由表5可知：湿式磁选比干式磁选抛出的废石作业产率多6.68个百分点，铁品位低1.34个百分点，而所获精矿铁品位高2.96个百分点，说明湿式磁选抛废效果优于干式磁选，因此对粒度12～0mm的细碎产品采用湿式磁选预选抛废。

表5 细碎产品预选抛废对比试验结果 %

工艺产品作业产率品位全铁磁性铁硫作业回收率全铁磁性铁干式精矿85.7848.4343.561.6595.5498.16废石14.2213.134.933.894.461.84给矿100.0043.5438.071.97100.00100.00湿式精矿79.1051.3947.751.4994.2898.48废石20.9011.792.783.725.721.52给矿100.0043.1138.351.96100.00100.00

3.3 磨矿—弱磁选试验

3.3.1 磨矿细度试验

将破碎到2～0mm的湿式预选粗精矿分别磨至-0.076mm含量为40%、45%、50%、55%、60%、75%、85%和95%，在弱磁磁场强度为143kA/m、上升水量为1.2L/min条件下进行不同磨矿细度试验，结果见表6。

表6 磨矿细度试验结果 %

磨矿细度(-0.076mm)产品作业产率铁品位硫品位铁作业回收率40精矿77.7762.720.8494.77尾矿22.2312.103.725.23给矿100.0051.471.48100.0045精矿76.5763.150.6994.44尾矿23.4312.153.725.56给矿100.0051.201.40100.0050精矿75.3464.210.5894.15尾矿24.6612.194.315.85给矿100.0051.381.50100.0055精矿74.0764.940.5293.78尾矿25.9312.304.26.22给矿100.0051.291.47100.0060精矿73.2965.620.4793.60尾矿26.7112.323.726.40给矿100.0051.381.34100.0075精矿70.9867.190.4493.01尾矿29.0212.363.726.99给矿100.0051.281.39100.0085精矿69.6767.980.3792.39尾矿30.3312.863.727.61给矿100.0051.261.39100.0095精矿69.0768.350.3291.99尾矿30.9313.303.728.01给矿100.0051.331.37100.00

表6表明：随着磨矿细度的提高，精矿铁品位逐渐升高、作业回收率逐渐降低；磨矿细度大于 -0.076mm占55%时，精矿铁品位随磨矿细度增加不明显。选取磨矿细度为-0.076mm占55%，此条件可获铁品位64.94%、硫含量0.52%、铁作业回收率93.78%的精矿。

3.3.2 磁选磁场强度试验

对磨矿细度为-0.076mm占55%的磨矿产品，进行不同磁场强度的弱磁选试验。试验流程为1粗1精，试验结果见表7。

表7 磁选磁场强度试验结果

表7表明：磁场强度的变化对选别指标影响较小，铁精矿作业回收率随着磁场强度提高略有升高。综合考虑，选择弱磁粗选、精选磁场强度分别为143和111kA/m。

3.4 全流程试验

根据条件试验确定的工艺参数，对该矿石进行预先抛尾—磨矿—磁选全流程试验，数质量流程见图1。

对图1铁精矿进行化学多元素分析结果，见表8。

图1 全流程试验数质量流程

表8 铁精矿化学多元素分析结果 %

4 结 语

(1)河北某磁铁矿石铁品位为38.54%，主要有用铁矿物为磁铁矿，其次为赤褐铁矿、黄铁矿与磁黄铁矿，原矿碱性系数为0.84，为自熔性铁矿石。

(2)原矿经干式磁选抛尾—粗粒湿式磁选抛尾—磨矿—1粗1精弱磁选流程选别，可获铁品位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。

2015-03-18)

邹艳平(1980—)，男，助理工程师，838204 新疆鄯善县连木沁镇。