弓长岭某贫磁铁矿磁选短流程工艺试验*

刘 缘 孟令轩 赵 博 陈中航

（辽宁科技大学矿业学院）

在我国铁矿石中，磁铁矿约占整个铁矿资源的三分之二。处理贫细磁铁矿石时，一般采用矿石细磨的方式来保证获得优质铁精矿［1-3］。理论上有些嵌布粒度属中细粒级的磁铁矿没有必要进行细磨作业，但很多磁选厂在选矿生产中为了保证精矿品位，磨矿细度大都在-0.074 mm90%以上，如弓长岭选矿厂磁选车间采用三段磨矿流程，第三段磨矿细度达-0.045 mm85%，这种作业导致生产流程中磨矿设备多、中矿再磨效率低，同时过磨会导致金属回收率偏低、矿浆循环量大、能耗大、选矿成本高等问题［4-6］。弓长岭某磁铁矿为了简化选别工艺，提出了一种新的磁铁矿选别工艺并进行了小型试验，探索在较粗的磨矿细度下可分选磁铁矿的流程［7-9］。

1 原矿性质

试样取自辽阳弓长岭地区，原矿化学多元素及铁物相分析结果见表1、表2。

由表1、表2 可知，矿样中全铁含量31.45%，脉石矿物主要为含铝、硅、钙、锰等元素的氧化物，有害杂质硫、磷含量不高；铁矿物以磁铁矿为主，铁分布率为74.88%，硅酸铁和碳酸铁分布率也较高，全铁比例达25.12%。

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矿石的主要矿物组成为磁铁矿、石英和角闪石类矿物，并含有少量绿泥石、黑云母及白云石。微量矿物为赤铁矿、黄铁矿、磷灰石和长石类矿物。矿石构造主要以细条带状构造为主，在此基础上，部分矿石叠加有柔皱状构造或角砾状构造。条带状构造以细条带状构造为主，宽度3～5 mm，平均1～2 mm。矿石结构主要为区域变质过程中形成的粒状变晶结构，其次是后期受混合岩化热液氧化作用和蚀变作用影响，在变质结晶结构的基础上形成的各种复杂的氧化交代结构。上述各种复杂氧化交代结构实际上属于磁-赤毗连镶嵌结构，磁铁矿的氧化过程中，都可形成复杂的磁-赤连晶，因此赤铁矿对选别过程影响较小。该贫磁铁矿石属于细粒不均匀嵌布贫磁铁矿石，铁矿物的嵌布粒度平均为49.74～69.65 μm，+74 μm 粒级含量达70.90%，-15 μm 粒级含量3.90%；脉石矿物的嵌布粒度平均为69.55～100.2 μm。

2 试验结果与讨论

2.1 一段选别流程试验

2.1.1 一段磨矿细度试验

固定磁场强度143 kA/m，将矿样分别磨至-0.074 mm 含量46.85%，55.00%，60.50%，71.15%，80.00%，进行一段磨矿细度试验。试验流程见图1，试验结果见表3。

由表3 可知，随着磨矿细度的增加，磁选精矿铁品位增加，铁回收率减小；由于一段磨矿作业粗磨条件下可以抛弃一部分尾矿，为了兼顾品位和回收率2个指标，确定一段磨矿细度为-0.074 mm46.85%。

2.1.2 一段磁选磁场强度试验

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固定磨矿细度为-0.074 mm46.85%，在磁选磁场强度分别为143，159，175 kA/m的条件下，进行一段磁选磁场强度试验。试验流程见图1，试验结果见表4。

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由表4可知，改变磁场强度铁品位和铁回收率变化不大，由于粗磁选作业抛弃一部分合格尾矿即可满足需求，可采用较小的磁场强度，因此确定一段磁选磁场强度为143 kA/m。

2.1.3 磁选精矿筛析试验

采用0.15，0.10，0.074 mm 筛子对一段磁选精矿进行筛析，试验结果见表5。

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由表5 可知，随着细筛筛孔尺寸增加，筛下产品产率增加，筛下产品铁品位降低，综合考虑，确定筛孔尺寸选择0.074 mm。

2.1.4 一段磁选柱磁选试验

固定磁选柱电流2 A，在上升水流分别为20，22，24 mL/s 的条件下，进行磁选精矿筛下产品磁选柱磁选试验。试验流程见图2，试验结果见表6。

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由表6 可知，随着上升水流的增加，磁选柱铁精矿品位增加，铁回收率下降；为了获得更高回收率的磁选柱铁精矿，确定上升水流为20 mL/s，此时精矿铁品位为66.32%，铁回收率为98.22%。

2.2 二段选别流程试验

2.2.1 二段磨矿细度试验

固定磁选磁场强度95 kA/m，将一段细筛的筛上矿样分别磨至-0.074 mm 含量70.21%，75.43%，80.00%，85.26%，进行二段磨矿细度试验。试验流程见图3，试验结果见表7。

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由表7 可知，随着二段磨矿细度的增加，磁选精矿铁品位增加，铁回收率减小；由于二段磨矿作业需对矿物进行细磨，若采用二段磨矿细度为-0.074 mm85.26%，尾矿铁品位偏高，可能影响铁回收率，因此确定二段磨矿细度为-0.074 mm80.00%。

2.2.2 二段磁选磁场强度试验

固定二段磨矿细度-0.074 mm80.00%，在磁场强度分别为95，111，127 kA/m 的条件下，进行二段磁选磁场强度试验。试验流程见图3，试验结果见表8。

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由表8 可知，通过改变磁场强度进行选别，铁品位和铁回收率变化不大；综合考虑，确定二段磁选磁场强度为95 kA/m。

2.2.3 二段精矿筛析试验

采用0.150，0.100，0.074 mm 筛子对二段磁选精矿进行筛析，试验结果见表9。

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由表9 可知，随着细筛筛孔尺寸增加，筛下产品产率增加，铁品位降低；为了提高精矿铁品位，确定筛孔尺寸为0.074 mm。

2.2.4 二段磁选柱磁选试验

固定磁选柱电流2 A，在上升水流分别为20，22，24 mL/s的条件下，将-0.074 mm细筛的筛下产品进行磁选柱磁选试验。试验流程见图4，试验结果见表10。

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由表10可知，随着上升水流的增加，二段磁选柱精矿铁品位增加，铁回收率下降；为了获得更高的磁选柱精矿回收率，确定上升水流为20 mL/s，此时磁选柱精矿铁品位为67.03%，铁回收率为98.57%。

3 闭路试验

在条件试验的基础上进行闭路试验，试验流程见图5，试验结果见表11。

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由表11 可知，原矿经两段磨矿—两段磁选机磁选—两段细筛分级—两段磁选柱磁选，可获得铁品位66.67%、铁回收率80.78%的铁精矿；采用该流程可在粗磨条件下提前得到一部分合格精矿，同时抛弃一部分尾矿，降低中矿循环量，缩短流程结构，实现贫磁铁矿的短流程选别。

4 结 论

（1）弓长岭某贫磁铁矿原矿全铁含量31.45%，脉石矿物主要为含铝、硅、钙、锰等元素的氧化物，有害杂质硫、磷含量不高。铁矿物以磁铁矿为主，铁分布率为74.88%。硅酸铁和碳酸铁分布率也较高，全铁比例达25.12%。

（2）原矿经两段磨矿—两段磁选机磁选—两段细筛分级—两段磁选柱磁选，可获得铁品位66.67%、铁回收率80.78%的铁精矿。采用该流程可在粗磨条件下提前得到一部分合格精矿，同时抛弃一部分尾矿，缩短流程结构，最大程度地实现能收早收，能抛早抛，可降低选矿成本，提高经济效益。

（3）该研究的不足之处在于此次试验的指标是试验室指标，如果能进行现场半工业试验或工业试验，该工艺流程的合理性会得到进一步的验证。