云南某鐵礦老尾礦選礦試驗研究

廖 佳，李學智，楊茂椿，漆小莉

(云南科立新材料有限公司，云南 昆明 650031)

在選礦分選作業(yè)中，有用目標組分含量最低的部分通常做為尾礦丟棄，近年來，由于資源枯竭和環(huán)境保護的壓力，各大礦山逐漸開始重視對尾礦資源的開發(fā)利用，并且已經(jīng)取得了實用性成果并且已經(jīng)取得了實用性成果[1-2]。在眾多尾礦類型中，鐵礦石尾礦在工業(yè)固體廢棄物中占的比例最大，往往需要占據(jù)大量的農(nóng)用和林用土地[3]。對于鐵礦山，普遍采用磁選回收鐵礦物，但由于受到技術、裝備和經(jīng)濟條件等因素的限制，有的鐵礦山選礦回收率并不高，尾礦平均含鐵11%左右，而一些老尾礦含鐵最高可達27%左右，其中主要為微細粒的褐鐵礦、赤鐵礦等弱磁性鐵礦物[4]。

本文針對云南某鐵礦老尾礦開展研究，通過對其進行詳細的工藝礦物學及選礦試驗研究，尋求最佳的選礦工藝流程和技術指標，達到綜合回收利用此類老尾礦的目的。

1 礦石性質

云南某鐵礦老尾礦的化學多元素分析和鐵物相分析結果如表1、表2所示。結果表明老尾礦含鐵28.28%，不僅遠遠高于我國鐵礦山尾礦含鐵低于15%的標準，而且也已達到鐵礦石品位大于25%的要求，對其開展相關選礦試驗研究，綜合回收有用礦物，有較好的技術推廣價值和經(jīng)濟效益。物相分析結果表明，老尾礦中的鐵以磁性鐵存在的僅為1.28%，而以赤、褐鐵礦物存在的鐵高達54.89%。

為查明老尾礦中鐵的賦存狀態(tài)，對占有率較高的赤鐵礦和褐鐵礦進行了工藝礦物學研究，SEM掃描電鏡結果如圖1所示。結果表明礦石中部分赤鐵礦、褐鐵礦是以碎屑的形式存在，被鐵浸染的白云石和方解石等碳酸鹽礦物充填在碎屑之間，在磁選過程中極易影響鐵精礦品位，只有在磨礦細度較細的情況下，才能使赤鐵礦、褐鐵礦有效解離。但在較細的細度下，這些弱磁性鐵礦物的回收十分困難，導致

表1 老尾礦化學多元素分析結果

表2 老尾礦鐵物相分析結果

圖1 赤鐵礦和褐鐵礦(紅褐色)的集合體呈粉砂狀的碎屑，被白云石膠結，構成碎屑結構

鐵回收率下降明顯，這是該老尾礦綜合利用的主要難點之一。

老尾礦中鐵粒度組成結果如表3所示。結果表明老尾礦中鐵主要分布在-0.15+0.019 mm粒級范圍內(nèi)，屬粗細不均勻分布，既有粗粒級也有細粒級。但在+0.15mm粒級范圍內(nèi)，鐵的品位均僅為15%左右，鐵金屬分布率也僅為10%左右，明顯低于其它粒級，表明原選礦工藝中大部分粗粒級的鐵得到了較好的回收。而-0.074+0.019 mm粒級不僅鐵的金屬分布率較高，而且鐵品位也較高，表明老尾礦中褐鐵礦和赤鐵礦嵌布粒度較細。綜上所述，對于老尾礦中的鐵，不僅要保證原選礦工藝殘留的小部分粗粒鐵的回收，也要保證鐵金屬占有率較高的細粒鐵的回收。

表3 老尾礦中鐵粒度組成結果

2 選礦試驗研究

工藝礦物學結果表明，老尾礦中鐵主要以赤鐵礦、褐鐵礦等弱磁性礦物的形式存在，脈石礦物則為非磁性礦物，可以采用強磁選回收鐵礦物。但在強磁選作業(yè)中，由于強磁選機適宜的給礦粒度為+0.020mm，當粒度小于0.020mm時，采用強磁選鐵的回收率較低。由于老尾礦中鐵粗細不均勻，且大部分鐵以細粒的形式存在，入選粒度既不能為了使赤鐵礦和褐鐵礦充分解離而過細，也不能為了保證鐵的回收率而過粗，因此重點進行了磨礦細度條件試驗。為了確定適宜的強磁選磁場強度，也進行了磁場強度條件試驗。

在強磁選作業(yè)中，由于部分赤鐵礦、褐鐵礦是以碎屑的形式浸染在白云石、方解石等碳酸鹽礦物中，導致磁選中礦鐵品位僅為35%左右，若循序返回，將會嚴重影響鐵精礦品位，因此需要對磁選中礦進行進一步處理。工藝礦物學結果表明，磁選中礦褐鐵礦和赤鐵礦嵌布粒度細，需要細磨才能解離，并且目的鐵礦物與白云石、方解石等脈石礦物同時存在著磁性差異和比重差異，因此分別進行了“細磨-強磁選”和“細磨-重選”的方案對比試驗研究。

2.1 強磁粗選條件試驗

2.1.1 磨礦細度試驗

磨礦細度試驗流程如圖2所示，磁選機采用Slon-100周期式脈動高梯度磁選機，試驗結果見表4。

由表4表明，當磨礦細度由不磨提高至-0.074mm占85.40%時，精礦和中礦鐵累積回收率變化不大，均在77%左右，但鐵累積品位由44.63%提高至46.32%，繼續(xù)增加磨礦細度至-0.074mm占96.73%，雖然鐵累積品位由46.32%提高至47.65%，但鐵累積回收率由77.74%降至75.07%。綜合考慮，最終選擇磨礦細度為-0.074mm占85.40%。

圖2 強磁選-磨礦細度試驗流程

表4 強磁選-磨礦細度試驗結果

2.1.2 磁場強度試驗

根據(jù)工業(yè)型Slon脈沖高梯度磁選機磁場強度上限值，分別選擇磁場強度為0.8T和1.0T進行了條件試驗，試驗流程見圖3，試驗結果見表5。

圖3 強磁選-磁場強度試驗流程

由表5數(shù)據(jù)可知，隨著磁場強度的增加，鐵累積回收率由76.75%提高至77.15%，且尾礦中鐵品位由12.15%降至11.84%，綜合考，最終確定強磁選磁場強度為1.0T。

2.2 擴大試驗

為了驗證上述工藝條件在實際生產(chǎn)中的穩(wěn)定性，進行了強磁選擴大試驗，試驗規(guī)模為50kg，試驗流程如圖4所示，試驗結果見表6。如表6所示，擴大試驗獲得了鐵品位58.70%，鐵回收率為47.70%的合格褐鐵精礦產(chǎn)品，與小型試驗指標相差不大，但中礦鐵品位僅為36.53%，若直接返回，將大大降低鐵精礦品位，需對其進行進一步單獨處理。

圖4 強磁精選擴大試驗流程

表5 強磁選-磁場強度試驗結果

表6 強磁精選擴大試驗結果

2.3 中礦再處理試驗

2.3.1 “中礦細磨-強磁選”試驗

對于擴大試驗生產(chǎn)的強磁選中礦，首先進行了“細磨-強磁選”的方案試驗，分別進行了不同磨礦細度下的強磁選試驗，試驗流程如圖5所示，試驗結果見表7所示。結果表明中礦細磨后，不僅精礦鐵品位可由52.03%提高至59.15%，鐵的作業(yè)回收率也由39.23%提高至44.05%，加大磨礦細度，鐵回收率下降明顯。因此磨礦細度選擇-0.043mm占84.57%為宜。

圖5 強磁中礦再磨-強磁選分離試驗流程

表7 強磁中礦再磨-強磁選分離試驗結果

2.3.2 “中礦細磨-重選”試驗

褐鐵礦和赤鐵礦比重在3.75左右，而白云石和方解石等碳酸鹽礦物比重在2.85左右，根據(jù)重選可選性準則公式，其重選難易度E為1.5，屬重選較易分離的礦石，因此也進行了“中礦細磨-重選”試驗，試驗流程如圖6所示，試驗結果見表8。表8結果表明采用搖床重選，無論磨礦與否，獲得的精礦鐵作業(yè)回收率與強磁選方案相差不大，但鐵品位卻明顯低于強磁選方案。最終采用“細磨-強磁選”的中礦再處理方案。

2.4 全工藝流程試驗

在上述試驗的基礎上，最終確定了“強磁粗選-中礦細磨-強磁分離”的選鐵工藝流程，為了進一步提高精礦鐵品位，對強磁精礦1采用了細篩拋除鐵品位較低的篩上部分，最終確定的全工藝流程如圖7所示，試驗結果見表9。

表8 細磨-重選分離試驗結果

圖6 細磨-重選分離試驗流程

圖7 全工藝流程

表9 全工藝流程試驗結果

全工藝流程獲得了鐵品位62.52%，鐵回收率39.42%的鐵精礦1和鐵品位58.95%，鐵回收率17.49%的鐵精礦2，總鐵回收率為56.91%，較好的實現(xiàn)了老尾礦中鐵的綜合回收利用。

3 小結

1)云南某鐵礦老尾礦中鐵主要以褐鐵礦和赤鐵礦形式存在，嵌布粒度粗細不均勻，且部分赤鐵礦、褐鐵礦是以碎屑的形式存在，而被鐵浸染的白云石和方解石等碳酸鹽礦物充填在碎屑之間，在磁選過程中極易影響鐵精礦品位。

2)通過詳細的選礦條件試驗，確定了“強磁粗選-中礦細磨-強磁分離”的選鐵工藝流程。為了進一步提高精礦品位，對強磁粗選得到的鐵精礦采用細篩拋除鐵品位較低的篩上部分，最終在老尾礦含鐵28.28%的情況下，分別獲得了產(chǎn)率為17.83%，鐵品位為62.52%，鐵回收率為39.42%的鐵精礦1和產(chǎn)率為8.39%，鐵品位為58.95%，鐵回收率為17.49%的鐵精礦2，總鐵回收率為56.91%。

3)針對該尾礦褐鐵礦和赤鐵礦粗細不均勻的特點，采用“階段磨礦-階段選別”的技術方案，既保證了原選礦工藝殘留的小部分粗粒鐵的回收，也保證了鐵金屬占有率較高的細粒鐵的回收，較好的實現(xiàn)了該老尾礦中鐵的選礦回收利用。

[1] 邱顯揚，王成行，胡真，等.從選銅尾礦中綜合回收銅鉍鎢試驗研究[J].有色金屬：選礦部分，2011(4):19-22.

[2] 王成行，童雄，胡真.西南某稀土尾礦中回收鉛的選礦試驗研究[J].礦山機械，2013(8):91-94.

[3] 金末梅，劉全軍.鐵礦尾礦的現(xiàn)狀和綜合利用途徑[J].礦冶，2010(2):31-33，37.

[4] 朱運凡，楊波，盧琳.云南大紅山鐵尾礦再選新工藝研究[J].礦冶，2012(1):35-38.