微細粒磁鐵礦干磨干選中試研究①

張志榮，陳秀君

（1.酒鋼鋼研院，甘肅 嘉峪關 735100；2.甘肅省難選鐵礦石資源利用重點實驗室，甘肅 嘉峪關 735100；3.新疆昕昊達礦業(yè)有限責任公司，新疆 哈密 839000）

干磨干選工藝與濕磨濕選工藝相比，工藝簡單，不用水或用水極少，具有節(jié)能降耗、土地利用率高和勞動生產率高等優(yōu)點［1］，在干旱缺水地區(qū)處理粗粒貧磁鐵礦方面陸續(xù)得到了應用［2］，但在微細粒磁鐵礦選礦上鮮有應用研究。

西部某磁鐵礦有用礦物嵌布粒度微細，生產采用三段濕式磨礦、五段弱磁選的階段磨選工藝，原礦鐵品位26.50%時，選礦比約3.5倍，精礦鐵品位約60%，SiO2含量約12%。隨著入選礦石品位降低，選礦成本升高，加之原礦開采成本偏高，導致選礦企業(yè)虧損停產。為了降低選礦生產成本，進行了干磨干選工藝可行性研究，結果表明，微細粒磁鐵礦經高壓輥磨機干磨后采用干選拋廢，再采用濕選，可簡化微細粒磁鐵礦生產工藝、有效降低選礦成本。

1 礦石性質

西部某磁鐵礦為陽起石石英磁鐵礦類型，主要金屬礦物為磁鐵礦，少量磁赤鐵礦、極少量赤鐵礦和褐鐵礦；金屬硫化物主要是黃鐵礦和磁黃鐵礦，少量黃銅礦；非金屬脈石礦物主要為石英、角閃石（陽起石），其次為黑云母、綠泥石和少量的長石、方解石等。

磁鐵礦呈自形晶、半自形晶和它形晶粒分布；以浸染狀構造為主，少量呈帶狀構造，平均粒度小于0.06 mm，呈微細粒分布。磁鐵礦均勻分散嵌布特征表明其需要在粒度較細的條件下進行干選拋廢才能保證較好的回收率；約7%的磁鐵礦嵌布粒度小于10μm，難于單體解離，容易以連生體形式進入精礦中，會影響精礦品位。

原礦化學多元素分析結果見表1。從表1可知，原礦中雜質SiO2、有害元素S含量較高。

表1 原礦化學多元素分析結果（質量分數(shù)） %

對原礦進行了不同粒度條件下的磁選管試驗，磁場強度125 mT，結果見表2。從表2可知，需要細磨才能降低精礦中SiO2含量。

表2 磁選管試驗結果

2 干磨干選試驗研究

2.1 試驗流程

采用某公司的高壓輥磨-干式分級-弱磁選集成中試系統(tǒng)進行試驗，原則流程見圖1。高壓輥磨機GYM40參數(shù)為：輥徑400 mm，輥寬200 mm；磁選機組CX40，磁場強度350 mT。采用高壓輥磨干磨＋干選工藝流程，即原礦經高壓輥磨擠壓磨礦，經過打散，再進入粗粒磁選機組進行早拋選別，獲得粗選精礦、粗粒尾礦和粗選收塵3種產品。粗粒尾礦和粗選收塵直接作為尾礦拋棄。粗粒精礦經過風力分級1，所得粗粒級返回高壓輥磨機，合格粒級則進入細粒分級2繼續(xù)分級后經細粒磁選機組選別，得到細粉精礦、細粉中礦、細粉尾礦、磁選收塵等產品；細粉中礦返回高壓輥磨繼續(xù)制粉，構成循環(huán)閉路。細粒精礦即為干磨干選系統(tǒng)的產品；細粉尾礦、磁選收塵作為尾礦；分級收塵根據(jù)現(xiàn)場情況進行處理。

圖1 干磨干選中試系統(tǒng)原則流程

2.2 試驗結果

干磨給礦量約3 t，粒度0～8 mm，TFe品位24.82%，mFe品位16.46%。干磨干選中試結果見表3，數(shù)質量流程見圖2。

表3 干磨干選中試結果

圖2 干磨干選中試數(shù)質量流程

從表3和圖2可知，微細粒磁鐵礦經干磨干選，精礦TFe品位56.74%、TFe回收率55.97%，其中mFe回收率約82%；與濕式生產指標相比，精礦品位和回收率均偏低。高壓輥磨機干磨后第一次干選可以大量拋出合格尾礦，有效提升系統(tǒng)的處理能力。

對細粉精礦進行了化學多元素分析，結果如表4所示。

表4 細粉精礦化學多元素分析結果（質量分數(shù)） %

從表4可知，干選細粉精礦TFe品位56.90%、SiO2含量14.90%、S含量0.287%，需進一步提高干選精礦品位、降低SiO2含量。

2.3 干選產品磁選管磁選分析

對干磨干選精礦、分級收塵、磁選收塵分別進行了磁選管磁選，磁場強度125 mT，結果見表5。

表5 干選產品磁選管磁選試驗結果

從表5可知，干選細粉精礦存在夾雜，需要增加一段精選，進一步提高精礦品位；分級收塵、磁選收塵存在磁鐵礦流失，且流失的磁性鐵礦物大多已經解離，需要增加一段掃選，進一步提高磁鐵礦回收率。干選精礦和收塵灰通過進一步濕式精選和掃選，綜合精礦鐵品位可提高到60.5%左右，綜合回收率可提高到67%左右，精礦品位和回收率與單一濕式磁選指標相近。

結合表3和表5可知，干磨后第一段干選拋廢率接近48%，且檢測不到磁性鐵流失，表明干選拋廢效果較好；干選粗選尾礦堆存到尾礦庫時不需要做防滲處理，可降低投資和運行成本。濕式磁選對微細粒精礦提質、回收微細粒收塵灰中金屬效果明顯。基于此，建議未來工業(yè)生產采用干磨＋干選拋廢＋濕選提質的流程，可在簡化微細粒磁鐵礦生產工藝的同時降低用水量。

3 結 語

1）平均粒度在0.06 mm以下的微細粒磁鐵礦，若要進一步提高鐵品位、降低精礦SiO2含量，需要細磨。

2）微細粒磁鐵礦通過干磨干選中試可以得到TFe品位56.74%、回收率55.97%的鐵精粉產品，其中mFe回收率約82%；與濕式磁選指標相比，精礦品位和回收率均偏低。但干選拋廢效果較好，可降低濕選投資和運行成本。

3）微細粒磁鐵礦未來工業(yè)生產可采用干磨＋干選拋廢＋濕選提質的流程，可達到與單一濕選流程相近的指標，可在簡化微細粒磁鐵礦生產工藝的同時降低用水量。