河北东部某磁铁矿石选矿工艺优化研究

赵淑芳 王浩明 禹朝群 高玉倩

（河北钢铁集团矿山设计有限公司，河北 唐山063700）

河北东部某磁铁矿选矿厂的工艺流程为三段一闭路破碎、阶段磨矿阶段弱磁选工艺流程。随着近年来选矿技术与装备的进步，原工艺的不合理性日渐凸显，表现为选矿工艺效率较低，精矿生产成本较高，尾矿库容量加速消耗，企业经济效益不理想［1-5］。为了找出现场工艺问题所在，并为优化改造提供依据，进行了系统的选矿工艺优化研究。

1 矿石性质

矿石的矿物组成较简单，铁矿物以磁铁矿为主，半假象赤铁矿少量；脉石矿物以石英为主，其次为阳起石、透闪石及少量的角闪石和辉石。矿石主要化学成分分析结果见表1，铁相态分析结果见表2。

由表1可知：矿石铁品位为28.19%，主要杂质成分为SiO2，含量为50.10%，其次为Al2O3、CaO和MgO，有害元素S、P含量非常低，表明矿石属低硫磷高硅磁铁矿石。

由表2可知：矿石中以磁铁矿形式存在的铁占全铁的83.04%，以赤褐铁矿形式存在的铁占全铁的7.31%，以硅酸铁形式存在的铁占全铁的8.26%，碳酸铁和硫化铁少量。

磁铁石英岩为区内磁铁矿石的最主要类型，呈灰黑色，细粒变晶结构，细纹条带状构造。主要铁矿物磁铁矿多为半自形—自形晶结构，部分为他形晶结构，结晶粒度较粗，一般为0.04～0.15 mm，部分重结晶颗粒粒度可达0.5～1 mm，嵌布粒度不均匀。总体来看，磁铁矿和脉石矿物的工艺粒度较粗，有利于矿石在粗粒条件下抛尾。

2 原磨选工艺流程与生产指标

原磨选工艺流程见图1，生产指标见表3。

3 试验结果与讨论

3.1 碎矿产品湿式预选试验

现场采用三段一闭路破碎流程，碎矿最终产品（15～0 mm）粒度分析结果见表4。

由表4可知：碎矿最终产品中+12 mm粒级产率仅为8.75%，6～0 mm粒级产率较高，为46.19%，这为后续湿式粗粒预选提供了粒度保障。

现场碎矿最终产品若能进行湿式粗粒预选，将可高效抛出采矿过程中混入的废石以及碎矿过程中解离出的脉石矿物，从而大大减少球磨机给矿量，提高入磨品位，改善精矿品质，释放后续磨选系统的产能，减少细粒尾矿产出量，降低尾矿库受尾压力，为选矿厂扩产、降本、增效创造条件。

试验用CCTS0503型永磁筒式磁选机（318.47 kA/m）对碎矿最终产品进行了湿式粗粒预选试验，结果见表5。

由表5可知：碎矿最终产品全粒级湿式预选可提前抛出产率为18.72%、Fe品位为8.69%的合格尾矿，湿式粗粒精矿铁品位提高4.49个百分点。因此，现场矿石入磨前先进行湿式粗粒抛尾不仅可行，而且很有必要。

3.2 湿式粗粒预选精矿阶段磨选试验

3.2.1 一段磨矿细度试验

一段磨矿细度试验采用1次弱磁粗选流程，磁场强度为238.85 kA/m，试验结果见表6。

由表6可知：随着一段磨矿细度的提高，一段磨选精矿Fe品位大幅度上升，Fe作业回收率小幅下降，抛尾作业产率显著增大。综合考虑，确定一段磨矿细度为-200目占45.4%。

3.2.2 二段磨矿细度试验

二段磨矿细度试验采用1次弱磁精选流程，磁场强度为95.54 kA/m，试验结果见表7。

由表7可知：随着二段磨矿细度的提高，精矿Fe品位升高，Fe作业回收率下降。综合考虑，确定二段磨矿细度为-200目90%。

3.2.3 二段磨选精矿全自动淘洗磁选—中矿再磨—弱磁精扫选试验

二磁磨选精矿采用石家庄金垦科技有限公司的全自动淘洗磁选机进行精选，试验固定冲洗水量为700 L/h，固定磁场、循环磁场、补偿磁场磁场强度分别为64、52、48 kA/m［5］，淘洗尾矿筛下再磨至-325目占80%后采用RK-CRS Φ400×300型弱磁选机进行弱磁精扫选（磁场强度为105 kA/m），得淘洗精矿和弱磁精扫选精矿，试验流程见图2，试验结果见表8。

由表8可见：二段磨选精矿经全自动淘洗机精选—淘洗机尾矿再磨—弱磁选机精扫选工艺处理，最终获得Fe品位为67.21%、Fe作业回收率为92.13%的淘洗机精矿和Fe品位为64.96%、Fe作业回收率为5.67%的弱磁精扫选精矿，综合精矿Fe品位为67.10%、Fe作业回收率为97.80%。

3.3 全流程试验

试验全流程见图3，结果见表9。

4 结论

（1）河北东部某低硫磷高硅磁铁矿石铁品位为28.19%，主要杂质成分为SiO2，含量为50.10%，其次为Al2O3、CaO和MgO，有害元素S、P含量非常低。矿石中以磁铁矿形式存在的铁占全铁的83.04%，赤褐铁、硅酸铁分别占全铁的7.31%和8.26%，碳酸铁和硫化铁少量。磁铁石英岩为区内磁铁矿石的最主要类型，呈细粒变晶结构，细纹条带状构造。主要铁矿物磁铁矿多为半自形—自形晶结构，部分为他形晶结构，结晶粒度较粗，一般为0.04～0.15 mm，部分重结晶颗粒粒度可达0.5～1 mm，嵌布粒度不均匀。磁铁矿和脉石矿物的工艺粒度较粗，有利于矿石在粗粒条件下抛尾。

（2）碎矿最终产品（15～0 mm）经全粒级湿式预选可提前抛出产率为18.72%，铁品位为8.69%的合格尾矿，入磨品位提高了4.49个百分点，可显著降低后续磨选工艺的成本，且为精矿品质的提高创造条件；抛出的粗粒尾矿湿筛分级后+0.5 mm可作为建筑石料出售，-0.5 mm进入细粒尾矿系统，从而显著减少细粒尾矿的产出量，对缓解尾矿库库容压力具有重要意义。

（3）湿式粗粒预选精矿经阶段磨矿阶段弱磁选、淘洗磁选机精选、精选中矿再磨—弱磁选机精扫选流程处理，最终获得铁品位为67.10%、铁回收率为78.34%的铁精矿，较好地实现了工艺优化目标。