某高硅磁精矿高效磁重选工艺提质降硅试验

王建中

(太钢矿业分公司尖山铁矿，山西 太原 030300)

0 引言

华北某铁矿属鞍山式沉积变质类型贫铁矿床，矿石主要由磁铁石英岩及少量赤铁石英岩组成，脉石矿物主要为石英，含量40%～50%。选矿磨选系统采用阶段磨矿-阶段磁选-细筛再磨再选工艺流程[1]，精矿全铁品位65%～66%，SiO2含量8.0%～9.0%。为贯彻精料方针，通过阴离子反浮选及磁选柱联合精选工艺提铁降硅[2]，精矿全铁品位达到67.5%，SiO2含量6%。浮选工艺可以达到满意的精矿质量指标，但随着国家环保标准快速升级，该工艺固有的矿浆加热及药剂添加导致的环保压力日益凸显，为实现铁精矿提质降杂、规避环保风险，兼顾降低生产成本，对高硅磁精矿进行了高效磁重选工艺试验研究。

1 矿样性质

1.1 试验矿样来源

取自选矿四次磁选精矿，全部混合作为试验矿样，以下称原精矿。

1.2 化学多元素分析

为定量查明试样化学成分含量，进行了化学多元素分析，结果见表1。

表1 化学多元素分析结果(%)

成份MgOSPK2ONa2O烧碱含量0.230.0390.0150.0230.0190.28

由表1可知，金属元素铁品位64.85%，其中FeO含量25.2%；主要杂质SiO2含量9.07%，其它三种造渣元素及S、P等有害元素均较低。可确定原精矿提质方向主要是降硅。

1.3 铁物相分析

为查明试样中铁矿物组成及含量，进行了铁物相分析测定，结果见表2。

表2 铁物相分析结果(%)

由表2可知，试样主要铁为磁铁矿，其Fe含量和分布率分别为63.90%和98.16%，其它铁矿物分布率之和仅为1.84%。

1.4 试样粒级分析

为分析试样粒级分布特征，进行了筛析，并检测了各粒级品位，结果见表3。

表3 粒级筛析结果(%)

由表3可知，原精矿-0.074mm含量95.45%，累积品位66.25%；-0.045mm含量72.68%，品位68.47%；+0.045mm累计含量27.32%，品位56.71%，是SiO2含量较高级别。

2 试验设备及流程

实验室用Φ100磁重选淘洗机、XMQ-Φ240×90锥型球磨机、XCRS-Φ400×240电磁湿法多用鼓形磁选机和SDB-Φ200顶击式标准筛振筛机等。按照原精矿样—磁重选淘洗—中矿浓缩—磨矿—弱磁选流程进行选矿试验，见图1。

图1 试验流程图

3 试验结果与讨论

3.1 单因子条件试验

图2 淘洗磁重选试验流程图

表4 试验磁场条件/Oe

图3 磁场组合—上升水量试验结果

由图3可知，在磁场强度不变的条件下，随着上升水量的增加，精矿品位呈上升趋势，金属回收率呈下降趋势；在上升水量不变的条件下，随着磁场强度的增加，精矿品位呈下降趋势，金属回收率呈上升趋势。依据精矿全铁品位≥67%、SiO2含量6±0.5%的要求，建议的淘洗机操作参数：固定磁场1 280Oe，循环磁场1 100Oe，补偿磁场1 100Oe，上升水量1 050L/h。

3.2 原精矿样优选试验

在淘洗机最佳的参数条件下进行了淘洗优选试验，试验结果见表5。

表5 淘洗优选试验结果

由表5数据可知，原精矿进行淘洗选别后精矿品位可达到67.68%，精矿产率89.88%，金属回收率93.99%，SiO2含量5.96%，尾矿磁性铁27.18%。

3.3 淘洗中矿浓缩磁选试验

由于原精矿淘洗尾矿TFe品位与MFe分别为38.44%和27.18%，如直接排弃，会造成6.01%金属损失，故考虑对淘洗尾矿进行浓缩后回收及再加工。淘洗尾矿以下称中矿，中矿浓缩磁选试验结果见表6。

表6 中矿浓缩磁选试验结果

由表6数据可知，淘洗中矿通过磁选机选别后，精矿品位可达到51.36%，精矿产率69.72%，金属回收率93.15%，尾矿磁性铁品位仅0.62%。

3.4 浓磁精矿再磨再选试验

3.4.1 磨矿粒度探索试验

将浓缩磁选精矿(测定粒度-0.045mm 63.89%)进行再磨，磨矿粒度-0.045mm含量分别为85%、90%、95%，并对磨矿产品进行磁选选别试验。经数据对比分析，磨矿粒度为-0.045mm 95%时经过磁选选别，精矿品位可达到60.28%，初步作为最佳磨矿粒度。

3.4.2 浓磁精矿磨矿试验

从混匀的样品中按100 g矿样分别取5份，在固定磨矿浓度为固:液=1.5∶1(重量比)的条件下，进行1、2、4、8、12min不同时间的磨矿，并绘制磨矿粒度特性曲线，试验结果见表7和图4。

表7 浓磁精矿磨矿试验结果

图4 浓磁精矿再磨粒级特性曲线

由图4可见，浓缩磁选精矿再磨时间8分10秒时，磨矿粒度-0.045mm含量95%。

3.4.3 磨矿粒级-0.045mm含量95%条件再选试验

浓缩磁选精矿磨矿时间8分10秒，实测粒度-0.045mm 93.96%，进行磁选1(场强3 000Oe)，磁选1精矿进行磁选2(场强1 600Oe)试验，试验结果见表8。

表8 中矿再磨后磁选试验结果

由表8数据可见，浓缩磁选精矿磨矿8分10秒(粒度为-0.045mm 93.96%)进行磁选试验，最终精矿品位60.76%，精矿SiO2含量12.87%。

4 试验结论

——高硅磁精矿经磁重选淘洗选别后，可以显著实现提质降硅的目的。

——淘洗中矿进行再磨再选后可保证有用矿物充分回收。

——通过对工作参数(磁场强度及上升水量)的调整，可实现精矿品位在67.22%～68.32%之间、SiO2含量在5.36%～6.43%之间调整。

——试验推荐流程见图5。

图5 试验推荐流程

5 结语

试验研究说明，高硅磁选精矿采用磁重选淘洗—中矿浓缩—再磨再选工艺，可以替代浮选工艺解决稳定降硅并提高金属回收率的难题，实现缓解环保压力目标，为类似选厂提质降杂、绿色升级及降本增效提供了可参考思路。