西北某難選鐵礦石選礦試驗

苗 梁 李國棟，2 姜永智 陳杜娟

(1.西北礦冶研究院;2.北京科技大學土木與環境工程學院)

隨著我國經濟建設的飛速發展，國內鋼鐵企業對高品質鐵礦石的需求量迅速增加。在國內鐵礦石對外依存度日益提高的情況下，與國外幾大鐵礦石供應商的礦石價格談判必然處于被動地位。在這樣的背景下，開展國內貧、細、雜、散鐵礦石資源的開發利用研究就顯得異常迫切。

西北某復雜難選鐵礦石鐵品位較高，但由于礦石難選，一直處于待開發狀態。本試驗在研究了其工藝礦物學特征后，對該礦石進行了選礦工藝技術條件研究，最終獲得了較理想的試驗指標。

1 礦石性質

該礦石中金屬礦物主要為磁鐵礦、鏡鐵礦，黃鐵礦、磁赤鐵礦、褐鐵礦等含量很低;脈石礦物主要為石英，綠泥石、綠簾石、方解石、云母、鋯石等少量。部分磁鐵礦產出較集中，呈團塊狀富集;大部分較為分散，與鏡鐵礦嵌布關系復雜，有些磁鐵礦交代鏡鐵礦，部分鏡鐵礦由于包含磁鐵礦而磁性增強。鏡鐵礦多產出在鐵碧玉巖中，具定向性，以微細粒為主，溶礦巖石極為堅硬致密，而且部分石英被鐵染，很難單體解離，影響部分鐵的回收。

礦石主要化學成分分析結果見表1，鐵物相分析結果見表2。

表1 原礦主要化學成分分析結果 %

表2 原礦鐵物相分析結果 %

從表1可以看出，礦石中有用元素只有鐵，且品位較高，達41.23%，其他元素沒有綜合回收價值。

從表2可以看出，礦石中的鐵主要以磁鐵礦、鏡鐵礦形式存在，以這兩種形式存在的鐵占總鐵的95.10%，硅酸鐵等含量很低。

2 試驗方法與試驗設備

工藝礦物學研究結果表明，礦石中強磁性礦物磁鐵礦和弱磁性礦物鏡鐵礦含量均較高，因此，對該礦石進行了適宜的磨礦細度和弱磁、強磁選條件研究。

磨礦設備為RK/ZQM(BM) 250 mm×100 mm型圓錐球磨機，弱磁選設備為 50 mm磁選管，強磁選設備為SLon－100周期式脈動高梯度磁選機。

3 試驗結果與討論

3.1 磨礦細度試驗

磨礦細度試驗流程見圖1，弱磁選磁場強度為88 kA/m，脈動高梯度強磁選背景磁感應強度為0.8 T，脈動頻率為300次/min，沖程為30 mm，磁介質為細聚磁網介質，試驗結果見圖2。

圖2 磨礦細度試驗結果

從圖2可以看出，隨著磨礦細度的提高，弱磁粗精礦鐵品位小幅上升，鐵回收率小幅下降;強磁粗精礦鐵品位和鐵回收率均有所提高。綜合考慮，確定磨礦細度為－0.074 mm占85%。

3.2 弱磁選試驗

3.2.1 弱磁粗選磁場強度試驗

弱磁粗選磁場強度試驗磨礦細度為－0.074 mm占85%，試驗結果見圖3。

圖3 弱磁粗選磁場強度試驗結果

從圖3可以看出，隨著磁場強度的提高，弱磁粗精礦鐵品位下降，鐵回收率先上升后維持在高位。綜合考慮，確定弱磁粗選磁場強度為96 kA/m。

3.2.2 弱磁精選磁場強度試驗

弱磁精選磁場強度試驗流程見圖4，試驗結果見圖5。

圖5 弱磁精選磁場強度試驗結果

從圖5可以看出，提高弱磁精選磁場強度，精礦鐵品位下降，鐵回收率先上升后維持在高位。綜合考慮，確定弱磁精選磁場強度為64 kA/m，對應的精礦鐵品位為66.30%、作業回收率為96.72%。

3.3 強磁選試驗

3.3.1 強磁粗選背景磁感應強度試驗

強磁粗選背景磁感應強度試驗流程見圖1，磨礦細度為－0.074 mm占85%，弱磁粗選磁場強度為96 kA/m，高梯度強磁選機脈動頻率為300次/min，沖程為30 mm，磁介質為細聚磁網介質，試驗結果見圖6。

圖6 強磁粗選背景磁感應強度試驗結果●—品位;○—回收率

從圖6可以看出，提高背景磁感應強度，強磁粗精礦鐵品位呈先慢后快的下降趨勢，鐵回收率呈上升趨勢。綜合考慮，確定強磁粗選背景磁感應強度為1.0 T。

3.3.2 強磁粗選脈動頻率試驗

強磁粗選脈動頻率試驗流程見圖1，磨礦細度為－0.074 mm占85%，弱磁粗選磁場強度為96 kA/m，高梯度強磁選背景磁感應強度為1.0 T，沖程為30 mm，磁介質為細聚磁網介質，試驗結果見圖7。

圖7 強磁粗選脈動頻率試驗結果

從圖7可以看出，隨著強磁粗選脈動次數的增加，強磁粗精礦鐵品位呈先快后慢的上升趨勢，鐵回收率呈先快后慢的下降趨勢。綜合考慮，確定脈動高梯度強磁粗選的脈動頻率為300次/min。

3.3.3 強磁粗精礦再磨細度試驗

強磁粗精礦再磨細度試驗流程見圖8，強磁精選磁介質為細聚磁網介質，背景磁感應強度為0.8 T，脈動頻率為350次/min，沖程為30 mm，試驗結果見圖9。

從圖9可以看出，提高強磁粗精礦再磨細度，強磁精礦鐵品位呈先快后慢的上升趨勢，鐵回收率呈下降趨勢。綜合考慮，確定強磁粗精礦再磨細度為－0.043 mm占95%。

圖9 強磁粗精礦再磨細度試驗結果●—品位;○—回收率

3.3.4 再磨產品強磁精選背景磁感應強度試驗

再磨產品強磁精選背景磁感應強度試驗流程見圖8，強磁粗精礦再磨細度為－0.043 mm占95%，強磁精選磁介質為細聚磁網介質，脈動頻率為350次/min，沖程為30 mm，試驗結果見圖10。

圖10 再磨產品強磁精選背景磁感應強度試驗結果●—品位;○—回收率

從圖10可以看出，提高再磨產品強磁精選背景磁感應強度，精礦鐵品位呈先慢后快的下降趨勢，鐵回收率呈上升趨勢。綜合考慮，確定強磁精選背景磁感應強度為0.8 T。

3.3.5 再磨產品強磁精選脈動頻率試驗

再磨產品強磁精選脈動頻率試驗流程見圖8，強磁粗精礦再磨細度為－0.043 mm占95%，強磁精選磁介質為細聚磁網介質，背景磁感應強度為0.8 T，沖程為30 mm，試驗結果見圖11。

從圖11可以看出，增加強磁精選脈動次數，強磁精礦鐵品位先明顯上升后升幅趨緩，鐵回收率則呈下降趨勢。綜合考慮，確定強磁精選脈動頻率為350次/min，對應的精礦鐵品位為63.52%、作業回收率為83.50%。

圖11 再磨產品強磁精選脈動頻率試驗結果●—品位;○—回收率

4 全流程試驗

在完成了該礦石磨選工藝技術條件研究后，按圖12流程進行了全流程試驗，試驗結果見表3。

圖12 試驗全流程

表3 全流程試驗結果 %

從表3可以看出，該礦石采用磨礦—1粗1精弱磁選—強磁粗選—強磁粗精礦再磨—強磁精選流程處理，可以獲得鐵品位為66.39%、回收率為40.94%的弱磁選精礦和鐵品位為63.41%、回收率為37.27%的強磁選精礦，綜合精礦鐵品位為64.95%、回收率為78.21%。

5 結論

(1)西北某難選鐵礦石含鐵41.23%，金屬礦物主要為磁鐵礦、鏡鐵礦，其他鐵礦物含鐵僅占總鐵的4.90%;脈石礦物主要為石英，綠泥石等含量較少。

(2)礦石中少量磁鐵礦集聚呈團塊狀，大部分與鏡鐵礦嵌布關系密切，甚至部分被鏡鐵礦包裹，鏡鐵礦多產出在鐵碧玉巖中，具定向性，以微細粒為主，溶礦巖石極為堅硬致密，而且部分石英被鐵染，很難單體解離，影響部分鐵的回收。

(3)試驗采用弱磁選—強磁選工藝對該礦石進行了工藝技術條件研究。結果表明，采用磨礦—1粗1精弱磁選—強磁粗選—強磁粗精礦再磨—強磁精選流程處理該礦石，可以獲得鐵品位為64.95%、回收率為78.21%的綜合精礦。

(4)該礦石的選礦工藝流程較簡單、工藝指標較理想。

［1］ 《黑色金屬礦石選礦試驗》編寫組.黑色金屬礦石選礦試驗［M］.北京:冶金工業出版社，1978.

［2］ 王運敏，田嘉印，王化軍，等.中國黑色金屬礦選礦實踐［M］.北京:科技出版社，2008.

［3］ 王常任.磁電選礦［M］.北京:冶金工業出版社，1986.

［4］ 張炳泉.近年我國復雜難選鐵礦石選礦技術進展［J］.金屬礦山，2006(3):11-13.