湖北某地鐵礦石選礦試驗研究

胡正華，韓 偉

（大冶有色設計研究院有限公司，湖北 黃石 435005）

1 引言

對該鐵礦石進行選礦試驗研究。

隨著全球經濟的增長，對鐵礦石資源的需求呈現快速增加，鐵礦石作為一種不可再生的自然資源，是可耗竭的。隨著開采量的增加，高品位的富礦石日益減少，因此，低品位的貧鐵礦石的入選迫在眉睫［1］。湖北某地鐵礦石全鐵品位18.56%，Fe3O4含量12.02%， S含量0.42%、P含量0.16%，屬于貧鐵礦石，試驗研究通過采用階磨階選磁選工藝流程

2 原礦性質

2.1 原礦多元素分析

原礦化學多元素分析結果則見表1。礦石的化學成分較為簡單，可供選礦回收的主要元素為錳，其它銅、鐵、金、銀、鉛、鋅等有價金屬元素均因含量太低，綜合利用價值不大。

表1 多元素分析結果

2.2 原礦鐵物相分析

原礦鐵物相分析結果見表2。礦石中鐵礦物主要以磁鐵礦形式存在，含量64.45%，其次以赤鐵礦、褐鐵礦、硅酸鐵、菱鐵礦、硫化鐵等形式存在。理論上來說，該礦石可回收鐵礦物主要為磁鐵礦、其次為部分赤鐵礦、褐鐵礦以及菱鐵礦，而硫化鐵以及硅酸鐵在目前的技術經濟條件下回收利用價值不大［2］。

表2 原礦鐵物相分析結果

3 選礦試驗研究

鐵礦石選別工藝一般先弱磁選回收磁性鐵礦物，赤鐵礦、菱鐵礦等弱磁性鐵礦物可通過強磁選、重選或浮選工藝進行綜合回收。針對該磁鐵礦，試驗研究采用階磨階選磁選工藝流程，即一段粗磨分選出最終尾礦，粗精礦再磨再選。

3.1 預先拋尾試驗

為探索粗磨預先拋尾可行性［3］，進行了不同入選粒度、不同磁場強度條件試驗，試驗流程見圖1，試驗結果見表3。同一磁場強度條件下，隨著入選粒度的增大，鐵回收率呈下降趨勢，主要因磁鐵礦單體解離不充分，部分磁鐵礦連生體損失于尾礦中；同一入選粒度條件下，提高磁場強度，尾礦雖呈下降趨勢，但在入選粒度-0.5mm，磁場強度3600 Oe條件下，粗精礦回收率僅60.90%，主要由于嵌布粒度不均勻分布，采用粗磨預先拋尾，磁鐵礦在尾礦中的損失量較大，因此該磁鐵礦不宜采用粗磨預先拋尾。

圖1 預先拋尾試驗流程

表3 預先拋尾試驗結果

3.2 磨礦細度試驗

為確定適宜的磨礦細度，在磁場強度2000 Oe條件下，進行了磨礦細度條件試驗，試驗流程見圖2，試驗結果見表4。提高磨礦細度，有利于提高鐵回收率。磨礦細度-74um48.7%提高到-74um69.4%時，回收率增加趨勢較明顯，進一步提高磨礦細度，回收率反而略有下降。可能因隨著磨礦細度的增加，磁鐵礦單體解離更充分，部分磁鐵礦-赤鐵礦、磁鐵礦-褐鐵礦等連生體被破壞，赤鐵礦、褐鐵礦等弱磁性鐵礦物在磁場強度2000 Oe條件下較難回收［4］。因此確定磨礦細度-74um69.4%較為適宜。

圖2 磨礦細度試驗流程

表4 磨礦細度試驗結果

3.3 粗選磁場強度試驗

為確定合適的粗選磁場強度，在磨礦細度-74um69.4%條件下，進行了粗選磁場強度條件試驗，試驗流程見圖3，試驗結果見表5。磁場強度800 Oe提高到2000 Oe時，鐵回收率增加趨勢較明顯，進一步提高磁場強度，回收率略有提高，但增加幅度不大。值得說明，磁場強度800 Oe條件下，鐵精礦品位55.25%，也不能獲得合格鐵精礦產品。因此確定粗選磁場強度2000 Oe較為適宜。

圖3 粗選磁場強度試驗流程

表5 粗選磁場強度試驗結果

3.4 掃選磁場強度試驗

為確定合適的掃選磁場強度，在磨礦細度-74um69.4%、粗選磁場強度2000 Oe條件下，進行了掃選磁場強度條件試驗，試驗流程見圖2～4，試驗結果見表2～4。磁場強度由3600 Oe提高到5200 Oe時，鐵回收率略有提高，但增加的幅度不大。因此確定掃選磁場強度3600 Oe較為適宜。

圖4 掃選磁場強度試驗流程

表6 掃選磁場強度試驗結果

3.5 再磨細度試驗

磨礦細度試驗表明，磁場強度800 Oe條件下，鐵精礦品位55.25%，也不能獲得合格鐵精礦產品。為進一步提高鐵品位，有必要對粗精礦進行再磨再選［5］，為確定適宜的粗精礦再磨細度，進行了再磨細度條件試驗，試驗流程見圖5，試驗結果見表7。再磨細度-43um61.4%提高到-43um84.4%時，鐵品位增加趨勢較明顯，進一步提高再磨細度，鐵品位略有提高，但增加幅度不大。因此確定粗精礦再磨細度-43um84.4%較為適宜。

圖5 粗精礦再磨細度試驗流程

表7 粗精礦再磨細度試驗結果

3.6 精選磁場強度試驗

為確定粗精礦再磨再選適宜的精選磁場強度，進行了粗精礦精選磁場強度條件試驗，試驗流程見圖6，試驗結果見表8。磁場強度500 Oe提高到800 Oe時，鐵回收率增加趨勢較明顯，磁場強度800 Oe繼續提高到1200 Oe時，鐵回收率略有提高，但增加幅度不大。因此確定粗精礦精選磁場強度800 Oe較為適宜。

圖6 精選磁場強度試驗流程

表8 精選磁場強度試驗結果

3.7 閉路試驗

在上述條件試驗基礎上，進行了閉路試驗，試驗流程見圖7，試驗結果見表9。磨礦細度-74mm69.4%條件下，通過一粗（2000 Oe）一掃（3600 Oe）磁選拋尾，粗精礦再磨細度-43um84.4%條件下，通過一次精選（800 Oe），最終獲得鐵精礦產率20.60%，品位62.41%，回收率69.27%的選礦指標。

圖7 閉路試驗流程

表9 閉路試驗結果

4 產品分析

為查明鐵精礦中有害雜質S、P的含量，以及尾礦是否還有可回收利用價值，對鐵精礦進行了有害雜質元素分析，以及尾礦鐵物相分析，分析結果分別見表10、表11。鐵精礦中的主要有害雜質硫、磷含量均未超標［6］。尾礦鐵含量7.34%，其中磁性鐵含量0.34%，表明原礦中絕大部分磁性鐵已充分得到回收，尾礦鐵中的鐵主要以硅酸鐵、赤鐵礦鐵、硫化鐵等形式存在，通過弱磁選較難回收。

表10 精礦有害雜質元素分析結果

表11 尾礦鐵物相分析結果

5 結論

（1）礦石中鐵主要以磁鐵礦形式存在，原礦鐵品位18.56%，磁鐵礦含量達64.45%，其次以赤鐵礦、硅酸鐵、菱鐵礦、硫化鐵等形式存在。理論上來說，該礦石中可回收鐵礦物主要為磁鐵礦、其次為部分赤鐵礦、褐鐵礦以及菱鐵礦，而硫化鐵以及硅酸鐵在目前的技術經濟條件下回收利用價值不大。

（2）探索了粗磨預先拋尾可行性，由于礦石中磁鐵礦嵌布粒度不均勻分布，部分磁鐵礦礦物單體解離不充分，采用粗磨預先拋尾，磁鐵礦在尾礦中的損失量較大，因此該磁鐵礦不宜采用粗磨預先拋尾。

（3）采用階磨階選工藝流程，在一段磨礦細度-74mm69.4%條件下，通過一粗（2000 Oe）一掃（3600 Oe）磁選拋尾，粗精礦在再磨細度-43um84.4%條件下，通過一次精選（800 Oe），最終在原礦鐵品位18.56%條件下，能獲得鐵精礦產率20.60%，品位62.41%，回收率69.27%的選礦指標。

（4）鐵精礦有害雜質鐵精礦中的主要有害雜質S、P含量分別為0.13%、0.082%，均為超標。尾礦鐵含量7.34%，其中磁性鐵含量0.34%，表明原礦中絕大部分磁性鐵已充分得到回收，尾礦鐵中的鐵主要以硅酸鐵、赤鐵礦鐵、硫化鐵等形式存在，通過弱磁選較難回收。