白象山選礦廠工藝流程改造探索試驗

王榮林

(馬鋼(集團)控股有限公司姑山礦業公司)

馬鋼姑山礦業公司白象山鐵礦是新建的以磁鐵礦為主的大型鐵礦山，自2013年建成投產以來，采選工藝不斷調整，生產環節不斷理順，至2015年底，鐵精礦產量、質量均達到設計指標，但精礦硫、磷等雜質仍存在超標問題，用戶滿意度不高。

為滿足馬鋼股份公司“精料入爐”的要求，從2016年元月份開始，通過組織開展大量的工藝優化和技術攻關工作，在二段磨礦細度-0.076 mm含量不小于95%時，鐵精礦品位由原不小于63.5%提高到目前的不小于64.5%，硫、磷等有害雜質均有一定下降，但也帶來了磨礦—分級作業成本高、高頻細篩容易堵塞、精礦過濾困難等問題。因此，對白象山一段、二段磨選工藝流程改造進行探索試驗，以期能實現在磨礦細度-0.076 mm 85%時鐵精礦品位不小于65.0%的目標，同時硫、磷等雜質含量合格，為進一步降低能耗、提高生產效率提供技術支持。

1 礦石性質

1.1 礦石組成

白象山鐵礦屬長石、黏土型混合礦石，主要結構為粒狀結構、斑狀(團塊)狀結構、交代殘余結構、共晶結構、脈狀結構、膠結結構、鱗片狀結構、包含結構和浸染狀結構，金屬礦物主要為磁鐵礦、赤鐵礦(含假象、半假象礦)，少量褐鐵礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦，脈石礦物主要為斜長石、鉀長石、碳酸鹽(方解石、白云石)、黏土(高嶺石、水云母)、黑云母、絹云母、白云母、石英，蛋白石、綠泥石、角閃石、磷灰石、綠簾石少量。礦石化學多元素分析和鐵物相分析結果分別見表1、表2。

表1 礦石化學多元素分析結果 %

表2 礦石鐵物相分析結果 %

表1、表2表明，礦石鐵品位34.82%，硫、磷含量分別為0.84%、0.65%，鐵主要以磁性鐵的形式存在，占總鐵的81.21%。

1.2 嵌布特征

礦石主要有用礦物磁鐵礦屬細粒嵌布，約50%粒度為-0.076 mm；次要礦物赤鐵礦結晶粒度更為細小，約91%粒度為-0.076 mm。主要脈石礦物長石、黏土礦物粒度較粗，分布于-0.076 mm粒級的僅占27.22%、25.99%，白象山鐵礦一段和二段磨礦不同細度下產品單體解離度分析結果分別見表3、表4。

表3 一段磨礦不同細度下產品單體解離度分析結果 %

表4 二段磨礦不同細度下產品單體解離度分析結果 %

從礦石組成和嵌布粒度來看，礦石屬單一磁鐵礦，有用礦物和脈石礦物的粒度差異適于采用分段磨選、粗粒拋尾選礦工藝進行分選。磨礦細度達到-0.076 mm 85%時，理論上精礦品位有達到65%以上的可能，關鍵是選擇高精度的選別設備。

2 現場生產指標

白象山選礦廠磨選廠房現有工藝為階段磨礦—筒式磁選機階段弱磁選—高頻細篩分級—淘洗機精選流程，鐵精礦品位64.3%，回收率92%，P含量0.14%，S含量0.238%，尾礦含鐵8.49%。鐵精礦粒度篩析結果見表5。

表5 鐵精礦粒度篩析結果

生產過程中由于磨礦細度較大、筒式磁選機分選精度不高，且濃縮大井時有跑混，最終造成鐵精礦質量不高，且容易堵塞高頻細篩、過濾困難。

3 一段弱磁選精礦再選試驗

2017年5月對白象山鐵礦選礦廠生產現場一段弱磁選精礦進行細篩分級(0.076 mm)—篩下磁選柱選別試驗，結果見表6～表8。

表6 一段弱磁選精礦細篩篩析結果

表7 一段弱磁選精礦分級—磁選柱試驗結果 %

表8 一段弱磁選精礦分級—磁選柱試驗精礦粒度篩析結果

表6～表8表明，一段弱磁選精礦細篩分級(分級粒度0.076 mm)—篩下磁選柱選別后，可以提前獲得部分合格粒級的鐵品位65%以上的鐵精礦，避免進入二段磨礦再磨，最終鐵精礦粒度較生產現場要粗，有利于高頻細篩分級和過濾作業的順利進行，同時可降低磨礦成本。

4 二段分級溢流磁選柱連選試驗

2017年9月對選礦廠生產現場粒度-0.076 mm 87%、TFe品位55.77%的二段分級溢流進行以小型grade磁選柱和精選磁選柱為組合的連選—中礦再磨—磁選管再選試驗，并與僅使用磁選管(114.4 kA/m)分選進行對比，結果見圖1、表9。

表9 磁選管單獨選別試驗結果

從圖1和表9可以看出，grade磁選柱鐵精礦品位62.92%、作業回收率92.74%，磁選管單一選別鐵精礦品位61.96%、作業回收率94.07%，說明磁選柱分選精度優于常規磁選機。連選—中礦再磨磁選管再選試驗鐵精礦S、P指標見表10。

表10 最終鐵精礦S、P指標化驗結果 %

圖1 二段分級溢流grade柱和磁選柱連選中礦再磨再選試驗數質量流程

二段分級溢流經grade磁選柱和磁選柱—中礦再磨磁選管再選可得到作業產率81.10%、鐵品位65.43%的合格鐵精礦，比生產現場鐵精礦細度-0.076 mm 95%放粗了8個百分點，同時可提高磨礦效率。

5 結 論

(1)白象山鐵礦選礦廠原礦鐵品位38.42%，鐵主要以磁性鐵的形式存在，主要鐵礦物磁鐵礦、赤鐵礦嵌布粒度細微。在磨礦細度為-0.076 mm 85%時進行充分選別，鐵精礦理論品位可達65.0%以上。

(2)生產現場一段弱磁選精礦中鐵主要分布在-0.076 mm的細粒級中，經高頻細篩分級(0.076 mm)—篩下磁選柱選別后，可獲得品位65.28%的鐵精礦，能提前分選出部分合格粒級的鐵精礦。

(3)二段分級溢流在細度-0.076 mm 87%的條件下，經grade磁選柱和精選磁選柱選別—中礦再磨—磁選管再選后，可獲得作業產率81.10%、品位65.43%的鐵精礦，硫、磷含量分別為0.22%、0.114%。多級磁選柱選別工藝能有效分離出脈石和含連生體的脈石，相比原選礦流程，適當放粗磨礦細度和縮短工藝流程，仍可取得較高的鐵精礦品位，能促進高頻細篩分級和精礦過濾工序順利進行。

(4)磁選柱選別效果比常規筒式磁選機要好，可提高后續精選作業的選別精度，從而達到節能降耗、提高鐵精礦品位的目的，符合“精料入爐”對鐵精礦產品質量的要求。探索試驗的結果可為選礦廠工藝流程的優化改造試驗提供借鑒。