梅山鐵礦深部樣精細分級—預選工藝優化

劉安平 劉 軍 彭志偉 劉永召

（1.南京梅山冶金發展有限公司礦業分公司，江蘇南京210041；2.中鋼集團馬鞍山礦山研究院有限公司，安徽馬鞍山243071）

隨著高壓輥磨技術和濕式粗粒弱磁選技術的進步，我國大多數磁鐵礦選礦廠為實現節能減排、降本增效的目標，已基本形成以高壓輥磨—濕式粗粒弱磁選（或大塊預選拋廢—高壓輥磨—濕式粗粒弱磁選）為核心的預選工藝流程。而關于磁-赤混合鐵礦石預選的研究雖然不鮮見，但是效果大多不理想，因而未形成經典的預選工藝流程。

梅山鐵礦石屬低品位磁-赤混合鐵礦石，現場預先工藝流程較復雜，且效果不理想，因此進行了系統的預選工藝研究。

1 礦石性質

梅山鐵礦為大型地下鐵礦，所產礦石屬寧蕪式玢巖型鐵礦石，礦石中含鐵礦物主要為磁鐵礦、半假象赤鐵礦、假象赤鐵礦、菱鐵礦、黃鐵礦等，脈石礦物主要為碳酸鹽礦物、綠泥石、高嶺土、石英、方柱石、透輝石、石榴石等［1-3］。深部鐵礦石主要化學成分分析結果見表1，鐵物相分析結果見表2。

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由表1、表2可看出，礦石Fe品位為37.82%，屬半自熔性礦石，需回收的礦物為磁鐵礦、赤鐵礦及菱鐵礦。

2 現場工藝流程及生產指標

破碎至50～0 mm的礦石用直線篩濕式篩分為50～20、20～2、-2 mm等3個粒級，-2 mm粒級再經? 5 m濃縮錐斗分為2～0.5 mm和-0.5 mm粒級，然后分別進行選礦［4-8］，生產流程見圖1，結果見表3。

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由表3可看出，除-0.5 mm粒級外，其他各粒級分選尾礦的品位均較高，且50～20 mm粒級拋尾產率非常低，同時，生產實踐中跳汰作業還存在耗水量大、生產指標不穩定、設備故障率高等問題。由此可見，現場工藝不適應礦石的預選。

3 試驗結果與分析

3.1 試驗方案設計與物料加工

由于現場20～2、2～0.5 mm粒級分選效果均不理想，50～20 mm粒級不具備預選拋尾條件，因此，先將50～20 mm粒級破碎至20～0 mm，然后再分成20～2、2～0.5、-0.5 mm粒級。探索試驗表明，由50～0 mm粒級篩分出的20～2、2～0.5、-0.5 mm粒級和由50～20 mm粒級破碎再篩分出的對應粒級在可選性方面均非常接近，因現場設備處理能力和場地布置方面的原因，不同來源的同一粒級物料可能需分開選別，但試驗時并不分開進行選礦工藝參數研究。

試驗物料加工流程見圖2。

3.2 條件試驗

3.2.1 -0.5 mm粒級選礦試驗

3.2.1.1 弱磁選磁場強度試驗

-0.5 mm粒級弱磁選磁場強度試驗采用1次選別流程，磁選設備為?400×300型濕式電磁筒式磁選機，試驗結果見表4。

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由表4可看出，隨著弱磁選磁場強度的提高，精礦鐵品位下降，鐵回收率上升。綜合考慮，確定弱磁選磁場強度為143 kA/m。

3.2.1.2 強磁選背景磁感應強度試驗

強磁選背景磁感應強度試驗給礦為確定條件下的弱磁選尾礦，試驗設備為SLon-750型脈動高梯度磁選機，磁介質為4 mm棒介質，轉環轉速為2 r/min、脈動沖次為200次/min、沖洗水量為6 L/min，試驗結果見表5。

由表5可看出，隨著背景磁感應強度的提高，強磁選精礦鐵品位下降，鐵回收率上升。為保證強磁選精礦與弱磁選精礦合并鐵品位與現場相當，因此確定強磁選背景磁感應強度為0.1 T，對應的-0.5 mm綜合精礦鐵品位為56.30%。

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3.2.2 2～0.5 mm粒級濕式預選試驗

3.2.2.1 弱磁選磁場強度試驗

2～0.5 mm粒級弱磁選磁場強度試驗采用1次選別流程，磁選設備為?400×300型濕式電磁筒式磁選機，試驗結果見表6。

由表6可看出，隨著弱磁選磁場強度的增大，弱磁選精礦鐵品位下降，鐵回收率上升。綜合考慮，確定弱磁選磁場強度為143 kA/m。

3.2.2.2 強磁選背景磁感應強度試驗

強磁選背景磁感應強度試驗給礦為確定條件下的弱磁選尾礦，試驗設備為SLon-500型脈動高梯度磁選機，磁介質為4 mm棒介質，轉環轉速為2 r/min、脈動沖次為200次/min、沖洗水量為6 L/min，試驗結果見表7。

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由表7可看出，隨著背景磁感應強度的升高，強磁選尾礦鐵品位下降。綜合考慮，確定強磁選磁場強度為0.7 T，對應的強磁選精礦鐵品位為34.47%、鐵回收率為70.97%。

3.2.3 20～2 mm粒級干式預選試驗

3.2.3.1 中磁干選分離隔板間距試驗

中磁干選分離隔板間距試驗采用?350 mm永磁筒式干式磁選機，筒體表面磁場強度為279 kA/m，皮速為1.57 m/s，1次選別試驗結果見表8。

由表8可看出，隨著分離隔板間距的增大，中磁干選精礦鐵品位下降，鐵回收率上升。綜合考慮，確定中磁干選分離隔板間距為20 cm。

3.2.3.2 強磁干選分離隔板間距試驗

中磁干選尾礦強磁干選設備為YCG-350型永磁輥式強磁干選機，輥面磁場強度為1 035 kA/m，皮速為1.57 m/s，分離隔板間距試驗結果見表9。

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由表9可看出，隨著分離隔板間距的增大，強磁干選精礦鐵品位下降，鐵回收率上升。綜合考慮，確定強磁干選分離隔板間距為4242 cm。

3.3 預選全流程試驗結果

根據上述試驗確定的預選全流程見圖3。

4 結論

（1）梅山鐵礦石中含鐵礦物主要為磁鐵礦、半假象赤鐵礦、假象赤鐵礦、菱鐵礦、黃鐵礦等，脈石礦物主要為碳酸鹽礦物、綠泥石、高嶺土、石英、方柱石、透輝石、石榴石等。礦石鐵品位為37.82%，屬半自熔性礦石，有回收價值的礦物為磁鐵礦、赤鐵礦及菱鐵礦。

（2）現場預選工藝效果不理想，表現在50～20、20～2、2～0.5 mm粒級預選尾礦鐵品位均較高，且50～20 mm粒級拋尾量非常低，生產實踐中跳汰作業還存在耗水量大、生產指標不穩定、設備故障率高等問題。

（3）將現場50～20 mm粒級再破碎至20～0 mm并相應分級后，對-0.5 mm粒級采用濕式筒式弱磁選+立環脈動高梯度強磁選，2～0.5 mm粒級采用筒式弱磁選+立環脈動高梯度粗粒強磁選，20～2 mm采用筒式中磁干選+輥式強磁干選，取得了鐵品位為56.31%、鐵回收率為3.65%的鐵精礦，以及鐵品位為40.81%、鐵回收率為89.92%的預選精礦，預選尾礦鐵品位16.75%、產率達11.59%，預選指標較好。