山東某鐵礦磨前預選工藝試驗*

李 琳 吳 雷 由曉芳 呂憲俊

(山東科技大學化學與環境工程學院)

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山東某鐵礦磨前預選工藝試驗*

李 琳 吳 雷 由曉芳 呂憲俊

(山東科技大學化學與環境工程學院)

為提高山東某鐵礦選廠的磨礦效率、降低選礦成本，針對其磨前入料開展了預選試驗研究。試驗結果表明：該球磨給料適宜的預選粒度為-16 mm，采用干式預選工藝能夠拋除16.94%的尾礦，拋尾鐵品位為4.80%；采用濕式預選工藝能夠拋除35.20%的尾礦，拋尾鐵品位為6.68%；與干式預選相比，濕式預選可獲得更高的拋尾率，但也會導致更多磁性鐵的流失，礦山企業可針對不同的市場環境，選擇不同的預選工藝，實現效益的最大化。

鐵礦 濕式預選 干式預選 球磨入料

隨著國內鐵礦資源開發速度的加快，我國易選的高品位磁鐵礦資源已日漸枯竭，貧鐵礦的開發力度逐步加大[1-4]。但面對貧鐵礦原礦品位低所造成的入磨量大、選礦成本高、分選效率低的現狀，優化傳統鐵礦選礦工藝變得勢在必行，而磨前預選正是針對這一問題所提出的新型鐵礦預選工藝，其目的是通過對磨前破碎產品進行選別，提前拋出合格尾礦，減少入磨量，從而提高磨機磨礦效率，降低生產成本[5-10]。同時，隨著我國鐵礦地質品位的不斷降低，近年預選工藝得到了快速的推廣[11-16]。

山東某鐵礦選廠設計原礦年生產能力為100萬t/a，選廠破碎工藝為3段1閉路破碎，磨選工藝為兩段階段磨礦(最終磨礦細度為-0.074 mm 80%)階段磁選流程。本文針對磨機入料開展了預選試驗，旨在提高磨礦效率，降低選礦成本。

1 試樣性質

1.1 試驗多元素及鐵物相分析

取選廠磨前給料作為試驗樣品，將試驗樣品縮分、破碎、研磨、制樣后，進行多元素化學分析和鐵物相分析，結果見表1、表2。

表1 試樣化學多元素分析結果 %

表2 試樣鐵物相分析結果 %

由表1、表2可知，礦石中的主要有用成分為鐵，原礦鐵品位為24.45%，屬于低品位磁鐵礦礦石；含鐵礦物以磁性鐵為主，其分布率為84.38%。

1.2 礦石結構及構造

礦石具有粒狀變晶結構或鱗片狀、纖維狀、纖柱狀花崗變晶結構或纖柱狀花崗變晶結構。磁鐵礦多為半自形，部分自形或他形粒狀，晶粒一般為0.1～0.4 mm，大者可達0.5～1.5 mm，最小0.004～0.01 mm，后兩者為數甚少。礦石中磁鐵礦常呈集合體與脈石礦物相間排列，構造以塊狀、條帶狀和條痕狀構造為主，少數為片狀構造。脈石主要礦物為石英，呈他形粒狀，粒徑多大于0.5 mm，部分粒徑1～2 mm，有時具拉長現象，定向分布。

1.3 粒度組成

對試樣進行篩分試驗，試驗結果見表3。

由表3可知，選廠入磨粒度為18 mm左右，鐵礦物主要集中在3～16 mm粒級范圍內。

2 試驗方法及裝置

采用干式預選和濕式預選2種方案對試樣進行預選工藝對比研究，同時為了考察粒度對預選工藝的影響，分別將試樣破碎至-18、-16、-12、-6、-3 mm不同粒度進行預選試驗。干式預選采用磁滑輪，規格為φ400mm×600mm，磁場強度為278.66 kA/m；濕式預選采用CTS順流型永磁筒式磁選機，磁選機磁滾筒規格為φ400 mm×600 mm，磁場強度為278.66 kA/m。

表3 試樣篩分試驗結果

3 試驗結果及討論

3.1 干式預選試驗

將試樣破碎至-18、-16、-12、-6、-3 mm，采用磁滑輪進行干式預選，試驗結果見表4。

表4 干式預選試驗結果

由表4可知，隨著破碎粒度的降低，拋尾產率先略有增加后顯著降低，分析原因可能是由于在較粗的破碎粒度條件下，解離度在干式預選過程中是主要影響因素，解離度的提高顯然有利于預選排廢；但隨著粒度的進一步降低，細粒的脈石顆粒量顯著增加，同時泥化程度也隨之提高，它們容易與較粗磁性顆粒黏附在一起，采用干式預選工藝不易將其脫除，當破碎粒度達到-3 mm時，拋廢率只有13.31%；但考慮到破碎成本以及現場破碎系統的實際情況，推薦適宜的干式預選破碎粒度為-16 mm，此時可脫除16.94%的尾礦，尾礦鐵品位為4.80%，精礦鐵品位可由24.45%提高至28.46%。

采用化學物相分析的方法考查了干式預選產品中鐵的賦存狀態，分析結果見表5、表6。

表5 干式預選鐵精礦鐵物相分析結果 %

表6 干式預選尾礦鐵物相分析結果 %

由表5、表6可知，精礦中全鐵含量為28.46%，含鐵礦物以磁性鐵為主，其分布率為87.00%；尾礦中全鐵含量為4.80%，含鐵礦物以硅酸鐵為主，赤褐鐵次之，分布率分別為70.83%和16.88%，磁性鐵的分布率為8.33%，說明干選拋棄的鐵主要是硅酸鐵和赤褐鐵。

3.2 濕式預選試驗

將試樣破碎至-18、-16、-12、-6、-3 mm，采用CTS順流型永磁筒式磁選機進行濕式預選，試驗結果見表7。

表7 濕式預選試驗結果

由表7可知，隨著破碎粒度的降低，拋尾率由34.07%提高至39.65%，拋尾鐵品位由6.74%降低至6.50%，說明粒度降低有利于提高濕式預選效率，與干選試驗結果對比不難看出，濕式預選工藝對細粒脈石礦物的脫除更為有效。

綜合考慮破碎粒度對濕選工藝的影響、破碎成本以及現場破碎系統的實際情況，建議在-16 mm粒度條件下進行濕式預選，可脫除35.20%的尾礦，尾礦鐵品位為6.68%，精礦鐵品位可由24.45%提高至34.11%。

采用化學物相分析的方法考查了濕式預選產品中鐵的賦存狀態，分析結果見表8、表9。

表8 濕式預選精礦鐵物相分析結果 %

表9 濕式預選尾礦鐵物相分析結果 %

由表8、表9可知，精礦中全鐵含量為34.11%，含鐵礦物以磁性鐵為主，其分布率為92.08%；尾礦中全鐵含量為6.68%，含鐵礦物以硅酸鐵為主，占61.53%，赤褐鐵次之，含少量磁性鐵；說明預選拋棄的鐵主要是硅酸鐵和赤褐鐵。

3.3 干式預選和濕式預選對比

對比表4和表7可明顯看出，同樣在-16 mm粒度條件下進行預選，與干式預選相比，濕式預選的拋尾率高18.26個百分點，預選精礦鐵品位高5.65個百分點，但濕式預選拋尾鐵品位比干式預選高1.88個百分點，磁性鐵多流失0.45個百分點。

試驗結果表明，濕式預選在獲得高拋尾率的同時，也會導致更多磁性鐵的流失。對于礦山企業來說，面對不同的市場環境可以選擇不同的預選工藝，實現效益的最大化。當鐵精粉價格高時，可采用干式預選，盡可能減少磁性鐵的流失，提高鐵精粉產量；當鐵精粉價格低時，可采用濕式預選，適當損失一部分磁性鐵，但可大幅度提高磨前拋廢量，提高選廠整體產能，降低生產成本。

4 結 論

(1)山東某鐵礦選廠球磨給料全鐵品位為24.45%，其中磁性鐵含量為84.38%。

(2)球磨給料適宜的預選粒度為-16 mm，采用干式預選工藝能夠拋除16.94%的尾礦，拋尾鐵品位為4.80%；采用濕式預選工藝能夠拋除35.20%的尾礦，拋尾鐵品位為6.68%。

(3)與干式預選相比，濕式預選可以獲得更高的拋尾率，但也會導致更多磁性鐵的流失，礦山企業可針對不同的市場環境，選擇不同的預選工藝，實現效益的最大化。

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*國家自然科學基金面上項目資助(編號：51474140)；青島市應用基礎研究計劃項目(編號：16-5-1-48-jch)

2016-09-10)

李 琳(1964—)，男，博士，副教授，266590 山東省青島市經濟技術開發區前灣港路579號。