重庆某菱铁矿石磁化焙烧—磁选试验

蔡新伟 葛英勇 瞿 军

(武汉理工大学资源与环境工程学院，湖北 武汉 430070)

重庆某菱铁矿石磁化焙烧—磁选试验

蔡新伟 葛英勇 瞿 军

(武汉理工大学资源与环境工程学院，湖北 武汉 430070)

为了确定重庆某高度氧化的菱铁矿资源的开发利用方案，采用磁化焙烧—磨矿—弱磁选工艺进行了选矿试验。结果表明:在磁化焙烧温度为800 ℃、焙烧时间为50 min、配碳量为10%、磁化焙烧产物的磨矿细度为-200目占88%、弱磁选磁场强度为119.43 kA/m的情况下，可获得铁品位为58.94%、铁回收率为76.38%的弱磁选精矿；弱磁选精矿中Al2O3、MgO、MnO的含量较高,是仅次于SiO2的影响精矿铁品位的因素，这些杂质有待后续反浮选试验脱除。

菱铁矿 磁化焙烧 弱磁选

菱铁矿是我国铁矿石资源中的一种重要矿种[1]，已探明储量达18.3亿t，占铁矿石总储量的约14%。陕西大西沟菱铁矿床储量超过3亿t，是目前国内发现的最大的菱铁矿床[2-3]。由于菱铁矿选冶难度较大，目前开发利用量不足总储量的10%[4]。

在常用的菱铁矿选矿方法中，还原焙烧—弱磁选法最常被运用[5-13]。为确定重庆某菱铁矿资源的开发利用方案，对有代表性的矿石进行了煤基磁化焙烧—弱磁选试验。

1 试验原料

1.1 矿 样

矿样主要化学成分分析结果见表1，铁物相分析结果见表2。

从表1可知，矿石中的主要有用元素铁含量为36.92%，主要杂质元素为硅、铝、钙、镁、锰等。

表1 矿样主要化学成分分析结果

Table 1 The main chemical composition analysis results of the ore %

表2 矿样铁物相分析结果

Table 2 Iron phase analysis results of the ore %

从表2可知：矿石中的碳酸铁仅占总铁的52.33%，氧化铁占总铁的27.74%，说明该菱铁矿氧化程度较高；硫化铁和磁性铁含量均较低，不可回收利用的硅酸铁含量较高，占总铁的18.31%，这将显著影响矿石的铁回收率。

矿石中的氧化铝、氧化镁和氧化锰含量较高，分别为11.66%、2.63%和1.05%。工艺矿物学分析表明，矿石中的镁和锰会部分替代菱铁矿中的铁，形成锰菱铁矿、镁菱铁矿等变种，而铝会以类质同象形式替代菱铁矿中的铁，造成铁矿物单体解离困难。

1.2 还原煤

试验用还原煤为市售无烟煤，工业成分分析结果见表3。

表3 还原煤工业成分分析结果

Table 3 Industrial composition analysisresults of raw coal %

从表3可知，还原煤固定碳含量非常高，灰分含量仅占总含量的13.00%，表明该还原煤属优质还原剂。

2 试验方法

按比例称取破碎至2～0 mm的矿石与2～0 mm的还原煤并混匀，然后置于耐火材料盒中，待湘潭湘仪仪器有限公司生产的SX-5-12箱式电阻炉炉温达到设定温度后置入，还原一定时间后取出、水淬冷却、烘干，然后进行磨矿—弱磁选(弱磁选采用武汉洛克粉磨设备制造有限公司生产的RK/CXC-φ50型磁选管)，对弱磁选精矿进行分析计算。试验流程见图1。

图1 磁化焙烧—弱磁选试验流程Fig.1 Magnetic roasting-low intensitymagnetic separation process

3 试验结果及讨论

3.1 磁化焙烧条件试验

3.1.1 磁化焙烧时间试验

磁化焙烧时间试验在焙烧温度为800 ℃、配碳量(煤粉质量与煤粉+矿石质量之比)为8%、磁化焙烧产物磨矿细度为-200目占90%、弱磁选磁场强度为119.43 kA/m的情况下进行，试验结果见图2。

图2 焙烧时间试验结果Fig.2 The test results for different roasting time ◆—品位；▲—回收率

从图2可以看出，弱磁选精矿铁品位和铁回收率均随着焙烧时间的延长先快速提高后升速趋缓，当焙烧时间超过50 min 后，弱磁选精矿铁品位和铁回收率均小幅下降。弱磁选精矿指标随磁化焙烧时间延长而改善与菱铁矿分解和赤褐铁矿还原越来越充分有关；磁化焙烧时间过长，会使部分磁铁矿氧化成弱磁性的铁矿物。综合考虑，确定磁化焙烧时间为50 min。

3.1.2 焙烧温度试验

在确定了焙烧时间为50 min的情况下，固定配碳量为8%、磁化焙烧产物磨矿细度为-200目占90%、弱磁选磁场强度为119.43 kA/m，磁化焙烧温度试验结果见图3。

图3 焙烧温度试验结果Fig.3 The test results at different roasting temperature ◆—品位；▲—回收率

从图3可以看出，随着焙烧温度的升高，弱磁选精矿铁品位上升，铁回收率先升后降。这是由于磁化焙烧温度升高菱铁矿分解和赤褐铁矿还原更充分所致，但磁化焙烧温度过高会使铁氧化物与SiO2反应生成弱磁性的铁橄揽石，从而影响弱磁选精矿铁回收率。综合考虑，确定磁化焙烧温度为800 ℃。

3.1.3 配碳量试验

在确定了磁化焙烧温度为800 ℃、焙烧时间为50 min的情况下，磁化焙烧产物磨矿细度为-200目占90%、弱磁选磁场强度为119.43 kA/m，配碳量试验结果见图4。

图4 配碳量试验结果Fig.4 The test results for different carbon charging rate ◆—品位；▲—回收率

从图4可以看出，随着配碳量的提高，弱磁选精矿铁品位和铁回收率均先上升后下降。因此确定配碳量为10%。

3.2 磨矿—弱磁选条件试验

3.2.1 弱磁选磁场强度试验

磁场强度是弱磁选的重要参数，因此进行弱磁选磁场强度试验很有必要。在磁化焙烧温度为800 ℃、焙烧时间为50 min、配碳量为10%、磁化焙烧产物磨矿细度为-200目占90%的条件下进行弱磁选磁场强度试验，试验结果见图5。

图5 磁场强度试验结果Fig.5 The test results at different magnetic field intensity ◆—品位；▲—回收率

从图5可以看出，随着磁场强度的提高，弱磁选精矿铁品位下降、铁回收率上升。综合考虑，确定弱磁选磁场强度为119.43 kA/m 。

3.2.2 磨矿细度试验

矿物的充分单体解离有利于精矿品位和回收率的提高，因此有必要对焙烧产物进行磨矿细度试验。在磁化焙烧温度为800 ℃、焙烧时间为50 min、配碳量为10%、弱磁选磁场强度为119.43 kA/m的情况下进行磨矿细度试验，试验结果见图6，确定细度下的弱磁选精矿主要化学成分分析结果见表4。

从图6可以看出，随着磨矿细度的提高，弱磁选精矿铁品位先显著上升后微幅下降，铁回收率下降。综合考虑，确定磁化焙烧产物的磨矿细度为-200目占88%，对应的精矿铁品位为58.94%、铁回收率为76.38%。

图6 磨矿细度试验结果Fig.6 The test results at different grinding fineness ◆—品位；▲—回收率表4 弱磁选精矿主要化学成分分析结果

Table 4 The main chemical component analysis results oflow intensity magnetic concentrate %

从表4可以看出，弱磁选精矿中Al2O3、MgO、MnO的含量较高，是仅次于SiO2的影响精矿铁品位的杂质成分，反浮选工艺提质降杂试验研究情况将另文介绍。

4 结 论

(1)重庆某菱铁矿资源为高度氧化的菱铁矿资源，矿石铁品位为36.92%，碳酸铁仅占总铁的52.33%，氧化铁达总铁的27.74%，矿石中的硅酸铁含量较高将是影响铁回收的重要因素。

(2)采用磁化焙烧—磨矿—弱磁选工艺处理该矿石，在磁化焙烧温度为800 ℃、焙烧时间为50 min、配碳量为10%、磁化焙烧产物的磨矿细度为-200目占88%、弱磁选磁场强度为119.43 kA/m的情况下，可获得铁品位为58.94%、铁回收率为76.38%的弱磁选精矿。

(3)弱磁选精矿中Al2O3、MgO、MnO的含量较高，是仅次于SiO2的影响精矿铁品位的杂质成分，这些杂质的进一步脱除有待反浮选工艺完成，本文不作介绍。

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(责任编辑 罗主平)

Magnetization Roasting-Magnetic Separation on a Siderite Ore from Chongqing

Cai Xinwei Ge Yingyong Qu Jun

(SchoolofResourcesandEnvironmental，WuhanUniversityofTechnology，Wuhan430070,China)

In order to confirm the utilization scheme of a highly oxidized siderite ore from Chongqing Province，the experimental study of the magnetic roasting-grinding-low intensity magnetic separation process was carried out.Under the conditions of roasting temperature at 800 ℃ for 50 min，the consumption of coal of 10%，the grind fineness of roasted product for 88% passing 200 mesh，low intensity magnetic separation of magnetic field intensity of 119.43 kA/m，low intensity magnetic concentrate with iron grade of 58.94%，and iron recovery of 76.38% were obtained.After SiO2，the high contents of MgO，MnO and Al2O3in the weak magnetic separation concentrate are the factors that affect the iron grade of concentrate.

Siderite，Magnetic roasting，Low intensity magnetic separation

2015-07-22

蔡新伟(1991—)，男，硕士研究生。通讯作者 葛英勇(1961—)，男，教授，博士，博士研究生导师。

TF046，TD924.1+2

A

1001-1250(2015)-11-066-04