湖北某地铁矿石选矿试验研究

胡正华，韩 伟

（大冶有色设计研究院有限公司，湖北 黄石 435005）

1 引言

对该铁矿石进行选矿试验研究。

随着全球经济的增长，对铁矿石资源的需求呈现快速增加，铁矿石作为一种不可再生的自然资源，是可耗竭的。随着开采量的增加，高品位的富矿石日益减少，因此，低品位的贫铁矿石的入选迫在眉睫［1］。湖北某地铁矿石全铁品位18.56%，Fe3O4含量12.02%， S含量0.42%、P含量0.16%，属于贫铁矿石，试验研究通过采用阶磨阶选磁选工艺流程

2 原矿性质

2.1 原矿多元素分析

原矿化学多元素分析结果则见表1。矿石的化学成分较为简单，可供选矿回收的主要元素为锰，其它铜、铁、金、银、铅、锌等有价金属元素均因含量太低，综合利用价值不大。

表1 多元素分析结果

2.2 原矿铁物相分析

原矿铁物相分析结果见表2。矿石中铁矿物主要以磁铁矿形式存在，含量64.45%，其次以赤铁矿、褐铁矿、硅酸铁、菱铁矿、硫化铁等形式存在。理论上来说，该矿石可回收铁矿物主要为磁铁矿、其次为部分赤铁矿、褐铁矿以及菱铁矿，而硫化铁以及硅酸铁在目前的技术经济条件下回收利用价值不大［2］。

表2 原矿铁物相分析结果

3 选矿试验研究

铁矿石选别工艺一般先弱磁选回收磁性铁矿物，赤铁矿、菱铁矿等弱磁性铁矿物可通过强磁选、重选或浮选工艺进行综合回收。针对该磁铁矿，试验研究采用阶磨阶选磁选工艺流程，即一段粗磨分选出最终尾矿，粗精矿再磨再选。

3.1 预先抛尾试验

为探索粗磨预先抛尾可行性［3］，进行了不同入选粒度、不同磁场强度条件试验，试验流程见图1，试验结果见表3。同一磁场强度条件下，随着入选粒度的增大，铁回收率呈下降趋势，主要因磁铁矿单体解离不充分，部分磁铁矿连生体损失于尾矿中；同一入选粒度条件下，提高磁场强度，尾矿虽呈下降趋势，但在入选粒度-0.5mm，磁场强度3600 Oe条件下，粗精矿回收率仅60.90%，主要由于嵌布粒度不均匀分布，采用粗磨预先抛尾，磁铁矿在尾矿中的损失量较大，因此该磁铁矿不宜采用粗磨预先抛尾。

图1 预先抛尾试验流程

表3 预先抛尾试验结果

3.2 磨矿细度试验

为确定适宜的磨矿细度，在磁场强度2000 Oe条件下，进行了磨矿细度条件试验，试验流程见图2，试验结果见表4。提高磨矿细度，有利于提高铁回收率。磨矿细度-74um48.7%提高到-74um69.4%时，回收率增加趋势较明显，进一步提高磨矿细度，回收率反而略有下降。可能因随着磨矿细度的增加，磁铁矿单体解离更充分，部分磁铁矿-赤铁矿、磁铁矿-褐铁矿等连生体被破坏，赤铁矿、褐铁矿等弱磁性铁矿物在磁场强度2000 Oe条件下较难回收［4］。因此确定磨矿细度-74um69.4%较为适宜。

图2 磨矿细度试验流程

表4 磨矿细度试验结果

3.3 粗选磁场强度试验

为确定合适的粗选磁场强度，在磨矿细度-74um69.4%条件下，进行了粗选磁场强度条件试验，试验流程见图3，试验结果见表5。磁场强度800 Oe提高到2000 Oe时，铁回收率增加趋势较明显，进一步提高磁场强度，回收率略有提高，但增加幅度不大。值得说明，磁场强度800 Oe条件下，铁精矿品位55.25%，也不能获得合格铁精矿产品。因此确定粗选磁场强度2000 Oe较为适宜。

图3 粗选磁场强度试验流程

表5 粗选磁场强度试验结果

3.4 扫选磁场强度试验

为确定合适的扫选磁场强度，在磨矿细度-74um69.4%、粗选磁场强度2000 Oe条件下，进行了扫选磁场强度条件试验，试验流程见图2～4，试验结果见表2～4。磁场强度由3600 Oe提高到5200 Oe时，铁回收率略有提高，但增加的幅度不大。因此确定扫选磁场强度3600 Oe较为适宜。

图4 扫选磁场强度试验流程

表6 扫选磁场强度试验结果

3.5 再磨细度试验

磨矿细度试验表明，磁场强度800 Oe条件下，铁精矿品位55.25%，也不能获得合格铁精矿产品。为进一步提高铁品位，有必要对粗精矿进行再磨再选［5］，为确定适宜的粗精矿再磨细度，进行了再磨细度条件试验，试验流程见图5，试验结果见表7。再磨细度-43um61.4%提高到-43um84.4%时，铁品位增加趋势较明显，进一步提高再磨细度，铁品位略有提高，但增加幅度不大。因此确定粗精矿再磨细度-43um84.4%较为适宜。

图5 粗精矿再磨细度试验流程

表7 粗精矿再磨细度试验结果

3.6 精选磁场强度试验

为确定粗精矿再磨再选适宜的精选磁场强度，进行了粗精矿精选磁场强度条件试验，试验流程见图6，试验结果见表8。磁场强度500 Oe提高到800 Oe时，铁回收率增加趋势较明显，磁场强度800 Oe继续提高到1200 Oe时，铁回收率略有提高，但增加幅度不大。因此确定粗精矿精选磁场强度800 Oe较为适宜。

图6 精选磁场强度试验流程

表8 精选磁场强度试验结果

3.7 闭路试验

在上述条件试验基础上，进行了闭路试验，试验流程见图7，试验结果见表9。磨矿细度-74mm69.4%条件下，通过一粗（2000 Oe）一扫（3600 Oe）磁选抛尾，粗精矿再磨细度-43um84.4%条件下，通过一次精选（800 Oe），最终获得铁精矿产率20.60%，品位62.41%，回收率69.27%的选矿指标。

图7 闭路试验流程

表9 闭路试验结果

4 产品分析

为查明铁精矿中有害杂质S、P的含量，以及尾矿是否还有可回收利用价值，对铁精矿进行了有害杂质元素分析，以及尾矿铁物相分析，分析结果分别见表10、表11。铁精矿中的主要有害杂质硫、磷含量均未超标［6］。尾矿铁含量7.34%，其中磁性铁含量0.34%，表明原矿中绝大部分磁性铁已充分得到回收，尾矿铁中的铁主要以硅酸铁、赤铁矿铁、硫化铁等形式存在，通过弱磁选较难回收。

表10 精矿有害杂质元素分析结果

表11 尾矿铁物相分析结果

5 结论

（1）矿石中铁主要以磁铁矿形式存在，原矿铁品位18.56%，磁铁矿含量达64.45%，其次以赤铁矿、硅酸铁、菱铁矿、硫化铁等形式存在。理论上来说，该矿石中可回收铁矿物主要为磁铁矿、其次为部分赤铁矿、褐铁矿以及菱铁矿，而硫化铁以及硅酸铁在目前的技术经济条件下回收利用价值不大。

（2）探索了粗磨预先抛尾可行性，由于矿石中磁铁矿嵌布粒度不均匀分布，部分磁铁矿矿物单体解离不充分，采用粗磨预先抛尾，磁铁矿在尾矿中的损失量较大，因此该磁铁矿不宜采用粗磨预先抛尾。

（3）采用阶磨阶选工艺流程，在一段磨矿细度-74mm69.4%条件下，通过一粗（2000 Oe）一扫（3600 Oe）磁选抛尾，粗精矿在再磨细度-43um84.4%条件下，通过一次精选（800 Oe），最终在原矿铁品位18.56%条件下，能获得铁精矿产率20.60%，品位62.41%，回收率69.27%的选矿指标。

（4）铁精矿有害杂质铁精矿中的主要有害杂质S、P含量分别为0.13%、0.082%，均为超标。尾矿铁含量7.34%，其中磁性铁含量0.34%，表明原矿中绝大部分磁性铁已充分得到回收，尾矿铁中的铁主要以硅酸铁、赤铁矿铁、硫化铁等形式存在，通过弱磁选较难回收。