安徽某大型铜矿选铜尾矿中微细粒磁铁矿回收工艺研究

丁 鹏

（铜陵有色金属集团控股有限公司技术中心，安徽 铜陵 244000）

我国己探明铁矿石储量居世界第五位，但我国铁矿石存在品位低，嵌布粒度细等不足。随着我国经济的高速增长，对于铁矿石的需求也越来越大，使得国内易选的铁矿石越来越少，微细粒，低品位等难选铁矿石越来越多。而微细粒嵌布的磁铁矿因其结构复杂，有用矿物的嵌布粒度微细等问题，选别难度较大[1，2]。

针对我国的贫、细、杂难选磁铁矿石，研究人员做了大量的相关研究，在对微细粒低品位磁铁矿矿石的选别试验中，阶段磨矿～阶段选别工艺、单一磁选流程或一段粗磨工艺、磁选～反浮选工艺等，均能使矿石中的铁得到有效的富集和回收[3-5]。

安徽某大型铜矿处理量为10000吨/天，采用优先选铜工艺回收铜矿物，选铜尾矿含铁4%左右，且其中磁铁矿以微细粒嵌布为主，本文探讨低品位、微细粒嵌布磁铁矿回收的选矿方法，以期获得较好的选矿指标，为尾矿中铁资源的综合利用提供借鉴。

1 矿石性质

试样为安徽某大型铜矿选铜尾矿，铁品位为4.25%，含铁矿物主要为硅酸铁、其次为磁铁矿和硫化铁，其中磁铁矿占全铁的22.35%，脉石矿物主要为石英，其次为钠长石、奥长石、绢云母、伊利石、绿泥石、正长石及歪长石，另有少量的角闪石、硬石膏、黑云母、透辉石及铁白云石等碳酸盐矿物。选铜尾矿多元素分析结果如表1所示，铁物相分析结果如表2所示。

表1 选铜尾矿多元素分析结果

表2 选铜尾矿中铁物相分析结果

磁铁矿粒度粗细极不均匀，以细粒、微粒为主。常呈细粒状嵌布在脉石矿物中；有时呈自形粒状、半自形粒状局部富集紧密堆积，磁铁矿的粒度一般在5μm～15μm；有时磁铁矿呈残余结构产出，此时脉石矿物的介入使得磁铁矿粒度变得更细；还可见磁铁矿呈细粒、微细粒浸染或稀疏浸染在脉石中，此时磁铁矿的粒度一般在2μm～15μm；少量磁铁矿被赤铁矿交代产出；也可见磁铁矿与黄铁矿、黄铜矿或斑铜矿相嵌呈共生边结构或包含结构。磁铁矿的产出特征见图1～图4。

图1 磁铁矿呈它形粒状嵌布在脉石中

图2 磁铁矿呈微细粒浸染于脉石矿物中

图3 磁铁矿呈微细粒浸染于脉石矿物中

图4 与赤铁矿、黄铜矿及斑铜矿紧密镶嵌

2 试验设备与方法

试验设备包括RK/YC-Φ200永磁磁选机，JM-125立式螺旋搅拌磨机，RK/ZL-Φ260/Φ200真空过滤机等。

试验方法包括预选磁粗选试验，磁粗精矿磨矿细度条件试验，磁精选磁场强度条件试验，磁精选水玻璃用量条件试验等。

3 结果与讨论

选铜尾矿细度-0.074mm占70%左右，由于其铁品位低，磁铁矿含量少且嵌布粒度细，为得到合格的铁精矿必须细磨才能达到合适的单体解离度，因此，进行了选铜尾矿再磨～磁粗选～磁精选和选铜尾矿磁粗选抛尾一磁粗精矿再磨～磁精选两个流程的探索试验，试验结果表明两个方案最终铁精矿的产率，品位和回收率相近，但是选铜尾矿磁粗选抛尾一磁粗精矿再磨～磁精选工艺可大量减少再磨入磨量，降低选矿成木，因此试验选择选铜尾矿磁粗选抛尾～磁粗精矿再磨～磁精选方案。

3.1 磁粗选抛尾磁场强度试验

为回收选铜尾矿中的磁铁矿，提高入磨品位，减少入磨量，对选铜尾矿进行磁粗选抛尾磁场强度试验，试验结果如表图5所示。

图5 磁粗选抛尾磁场强度试验结果

由图5可知，随着磁场强度增加，铁粗精矿产率逐渐提高，铁品位下降，铁回收率逐步提高。当磁场强度为4500GS时，铁粗精矿含铁16.56%、铁作业回收率27.29%，继续增加磁场强度，铁粗精矿铁品位及回收率变化不大。综合考虑试验结果，磁粗选选择磁场强度为4500GS进行预先抛尾作业。

3.2 磁精选再磨细度试验

图6 磁精选再磨细度试验结果

对于预先抛尾产出的磁粗精矿，为了获得合格铁精矿，需要进行再磨，使磁铁矿充分解离，采用立磨机进行磁精选再磨细度试验，精选磁场强度为1500Gs，水玻璃作为磁精选分散剂，用量为100g/t，试验结果如图6所示。

由图6可知，随着再磨细度的提高，铁精矿品位逐渐上升，铁回收率先上升后下降，当再磨细度为-0.038mm含量占91.5%时，铁精矿铁作业回收率最高，铁精矿品位61.36%，铁精选作业回收率为72.41%，故再磨细度为-0.038mm含量占91.5%较为合适。

3.3 磁精选磁场强度实验

磁精选再磨细度为-0.038mm含量占91.5%时，为确定磁精选合理的磁场强度，进行了精选磁场强度试验，试验结果如图7所示。

图7 磁精选磁场强度实验结果

由图7可知，磁精选磁场强度对铁精矿的指标影响不大，说明该矿石中的磁铁矿磁性较强，影响磁选的主要因素为磁铁矿的解离度。磁精选磁场强度1000GS～1500GS可满足磁精选的要求。精选磁场强度为1500时，可获得铁品位61.36%，铁作业回收率72.41%的铁精矿。

3.4 磁精选分散剂用量实验

由于选铜尾矿中磁铁矿为微细粒嵌布于脉石矿物之中，铁粗精矿含铁较低、并存在大量脉石矿物，为减少再磨时产生的细颗粒脉石对铁精矿指标的影响，添加水玻璃分散细颗粒脉石以便提高铁精矿品位。试验结果如图8所示。

图8 磁精选分散剂用量试验流程图

由图8可知，添加分散剂水玻璃的作用不明显，铁精矿铁品位及作业回收率变化不大，故磁精选不需要添加水玻璃。

3.5 推荐工艺流程及指标

根据上述条件试验结果，磁粗选采用磁场强度4500GS进行预选抛尾，磁粗精矿再磨达到细度-0.038mm含量占91.5%，精选磁场强度1500GS，无需添加分散剂，为了提高铁精矿品位，进行两次精选，试验结果数质量流程图如图9所示。由图9可知，选铜尾矿采用磁粗选抛尾一磁粗精矿再磨～两次磁精选工艺，可获得铁品位64.65%，铁回收率17.80%的铁精矿。铁精矿含硫0.11%，磷0.024%，二氧化硅4.93%。

安徽某大型铜矿自2017年投产以来，根据推荐工艺流程，年生产铁精矿约2.8万吨，年销售收入增加1500万元，使选铜尾矿中磁铁矿资源得到充分利用。

图9 推荐工艺数质量流程图

4 结语

（1）安徽某大型铜矿选铜尾矿铁品位为4.25%，其中磁铁矿占全铁的22.35%，且磁铁矿粒度粗细极不均匀，以细粒、微粒为主，增加了分选难度。

（2）该试验采用磁粗选抛尾一磁粗精矿再磨～两次磁精选工艺，其中磁粗选磁场强度4500GS，磁粗精矿再磨细度-0.038mm含量占91.5%，精选磁场强度1500GS，可获得铁品位64.65%，铁回收率17.80%的铁精矿，含硫0.11%，磷0.024%，二氧化硅4.93%，选别指标较好。

（3）根据推荐工艺流程，安徽某大型铜矿年生产铁精矿约2.8万吨，年销售收入增加1500万元，使选铜尾矿中磁铁矿资源得到充分回收利用。