西北某褐鐵礦選礦試驗(yàn)研究*

張　玲，王素玲

（甘肅鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 嘉峪關(guān) 735100）

西北某褐鐵礦選礦試驗(yàn)研究*

張玲，王素玲

（甘肅鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 嘉峪關(guān) 735100）

對(duì)西北某地原礦鐵品位為44.12%的高堿度貧褐鐵礦進(jìn)行選礦試驗(yàn)研究。采用單一強(qiáng)磁選工藝精礦鐵品位只有48.84%，而采用焙燒磁選工藝，則可獲得鐵品位58.45%、相對(duì)焙燒礦回收率為93.62%的鐵精礦。這兩種鐵精礦均為高堿度鐵精礦，適宜與酸性鐵精礦配合使用。

褐鐵礦；強(qiáng)磁選；焙燒磁選

褐鐵礦絕大部分以2Fe2O3·3H2O形態(tài)存在，呈非晶質(zhì)、隱晶質(zhì)或膠狀體，外表顏色呈黃褐色、暗褐至褐黑色，弱至中磁性［1］。褐鐵屬難選鐵礦，主要采用強(qiáng)磁—重選、焙燒磁選、磁浮聯(lián)合等選礦方法處理［2］。本文對(duì)西北某地低品位褐鐵礦進(jìn)行較為詳細(xì)的選礦工藝研究，為其開(kāi)發(fā)利用提供技術(shù)參考。

1　原礦性質(zhì)

本試驗(yàn)鐵礦石主要鐵礦物為褐鐵礦。原礦多元素化學(xué)分析見(jiàn)表1。

表1　原礦多元素化學(xué)分析結(jié)果（%）

分析表明：原礦鐵品位為44.12%，屬于貧鐵礦石；堿比〔（CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）〕達(dá)到2.354，故屬高堿性鐵礦石；有害元素硫、磷、鉀、鈉等含量很低，符合高爐冶煉要求；原礦燒損高達(dá)16.91%，燒后品位為53.12%。

2　試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1強(qiáng)磁選試驗(yàn)

褐鐵礦為弱磁性礦物，因此，考慮采用強(qiáng)磁選工藝予以回收。試驗(yàn)設(shè)備為仿瓊斯型濕式強(qiáng)磁選機(jī)，試驗(yàn)流程如圖1所示。

圖1　強(qiáng)磁選條件試驗(yàn)流程

2.1.1磨礦細(xì)度試驗(yàn)

將原礦磨至不同細(xì)度后進(jìn)行強(qiáng)磁選試驗(yàn)，磁場(chǎng)強(qiáng)度固定為12000Oe，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2　不同磨礦細(xì)度試驗(yàn)精礦指標(biāo)　%

試驗(yàn)表明，隨著磨礦細(xì)度的提高，精礦鐵品位提高，精礦SiO2含量下降，精礦鐵回收率下降。當(dāng)磨礦細(xì)度從-0.076mm占20%提高-0.076mm占90%時(shí)，精礦品位僅提高4.37個(gè)百分點(diǎn)，而鐵回收率下降約16.3個(gè)百分點(diǎn)，表明該礦石適宜在較粗的粒度下選別。另外，精礦中的SiO2含量均已較低，因此，選擇最佳磨礦細(xì)度為-0.076mm占50%，該細(xì)度只需一段磨礦作業(yè)即可達(dá)到。

2.1.2磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)

將原礦磨至-0.076mm占50%后進(jìn)行不同磁場(chǎng)強(qiáng)度的強(qiáng)磁選試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3　磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果　%

試驗(yàn)表明，磁場(chǎng)強(qiáng)度升高，精礦鐵品位下降，精礦鐵回收率明顯提高。綜合考慮，選擇粗選磁場(chǎng)強(qiáng)度為12000Oe。

2.1.3強(qiáng)磁選流程試驗(yàn)

從以上試驗(yàn)結(jié)果可知，強(qiáng)磁選鐵回收率偏低，考慮通過(guò)增加掃選作業(yè)進(jìn)一步提高鐵回收率。流程試驗(yàn)數(shù)質(zhì)量流程如圖2所示。

圖2　強(qiáng)磁選數(shù)質(zhì)量流程圖

試驗(yàn)表明，增加強(qiáng)磁掃選作業(yè)后，鐵回收率大幅度提高，從58.89%提高到86.15%，而精礦品位僅下降0.68個(gè)百分點(diǎn)。由于強(qiáng)磁選工藝所得精礦品位較低，只有48.84%，因此考慮進(jìn)行焙燒磁選試驗(yàn)。

2.2焙燒磁選試驗(yàn)

焙燒磁選工藝是在高溫狀態(tài)下采用還原劑（C或H2）將弱磁性礦物轉(zhuǎn)變成強(qiáng)磁性礦物，然后采用弱磁選法進(jìn)行回收，該工藝主要用于處理一些較難選的褐鐵礦、鏡鐵礦、菱鐵礦等。本次試驗(yàn)的還原焙燒過(guò)程是在某礦山中的生產(chǎn)豎爐內(nèi)進(jìn)行的。將礦樣分裝在鐵籠內(nèi)投入豎爐進(jìn)行焙燒，焙燒完成后取出立即用水冷卻（避免焙燒礦再次氧化），然后對(duì)焙燒礦進(jìn)行磨礦弱磁選試驗(yàn)。在磨礦細(xì)度、磁場(chǎng)強(qiáng)度條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行流程試驗(yàn)，流程試驗(yàn)所用設(shè)備為φ400×300筒式弱磁選機(jī)，表面磁場(chǎng)強(qiáng)度為1800Oe，試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

圖3　焙燒礦試驗(yàn)數(shù)質(zhì)量流程圖

試驗(yàn)表明，原礦經(jīng)焙燒后，鐵品位可提高至52.22%，再經(jīng)兩段弱磁選，最終精礦鐵品位可達(dá)58.45%，相對(duì)焙燒礦的鐵回收率為93.62%。

2.3精礦產(chǎn)品分析

對(duì)強(qiáng)磁選精礦和焙燒磁選精礦進(jìn)行多元素化學(xué)分析，以分析其中影響精礦品位的主要成分及有害元素種類、含量。分析結(jié)果見(jiàn)表4。

表4　精礦多元素化學(xué)分析結(jié)果　（%）

由表4可知，影響精礦品位的主要成分為CaO，其次為SiO2、MgO，其他雜質(zhì)成分含量都很少，主要有害元素S、P、K2O、Na2O含量都較低，符合高爐冶煉標(biāo)準(zhǔn)。強(qiáng)磁選精礦去燒損后精礦鐵品位有較大幅度的提高，從48.73%提高到57.43%。焙燒磁選精礦去燒損后品位可達(dá)到61%以上。由于精礦中CaO、MgO含量高而SiO2、Al2O3含量低，造成兩種精礦的堿比偏高，分別為3.60、2.94，屬于堿性鐵精礦。這種精礦如果單獨(dú)使用，則需要配加SiO2含量高的酸性熔劑而降低入爐品位。因此，可將其與市場(chǎng)上來(lái)源廣泛的酸性鐵精礦配合使用，達(dá)到減少燒結(jié)熔劑用量、提高燒結(jié)礦鐵品位之目的。

3　結(jié)論

對(duì)原礦鐵品位為44.12%的西北某高堿度貧褐鐵礦采用單一強(qiáng)磁選工藝，選別指標(biāo)較差，所得精礦鐵品位只有48.84%，而采用焙燒磁選則可獲得鐵品位58.45%的鐵精礦，相對(duì)焙燒礦的鐵回收率為93.62%。

產(chǎn)品分析表明，兩種工藝所得精礦均為高堿度鐵精礦，適宜與酸性鐵精礦配合使用。

［1］ 張志雄.礦石學(xué)［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，1981.

［2］ 謝興中，王毓華.褐鐵礦選礦研究現(xiàn)狀與思考［J］.金屬礦山，2010（1）：6-10.

TD951

此文為甘肅省教育廳“粉礦磁化焙燒技術(shù)參數(shù)研究”項(xiàng)目研究論文，項(xiàng)目編號(hào)：2015B-182。