某褐鐵礦加工工藝試驗

李長順

(昆明鋼鐵集團(tuán)有限公司)

褐鐵礦的含鐵量雖低于磁鐵礦和赤鐵礦，但因其具有較好的冶金性能，也是鋼鐵工業(yè)不可或缺的重要資源。該試驗研究經(jīng)選礦廠選別后得到的富含褐鐵礦的尾礦試樣，褐鐵礦嵌布粒度較細(xì)，且有用礦物與脈石礦物共生緊密。結(jié)合對該礦礦石性質(zhì)的研究，對常規(guī)重選工藝試驗與焙燒—磁選工藝試驗進(jìn)行對比，以選擇較優(yōu)的選別工藝方法[1]；試驗結(jié)果表明，焙燒—磁選工藝可獲得較優(yōu)的選礦指標(biāo)。

1 原礦性質(zhì)

1.1 鐵元素及有關(guān)組分分析

尾礦鐵元素及有關(guān)組分分析結(jié)果見表1。

表1 尾礦鐵元素及有關(guān)組分分析結(jié)果 %

由表1可知，由于該礦樣為已經(jīng)選別的尾礦，有益元素為鐵且其含量較低，選礦的目的是進(jìn)一步提鐵降硅。

1.2 磁選管試驗

采用磁場強(qiáng)度為120 kA/m的磁選管回收強(qiáng)磁性礦物，試驗?zāi)康氖菫榱苏f明該礦中是否含有強(qiáng)磁性礦物及其含量。磁選管試驗結(jié)果見表2。

表2 磁選管試驗結(jié)果 %

由表2可知，磁選管的精礦產(chǎn)率很低，說明礦樣中強(qiáng)磁性礦物含量很少，不宜采用弱磁選的方法進(jìn)行選別。

1.3 粒度分析

對未磨原礦樣進(jìn)行粒度分析，分析結(jié)果見表3。

表3 原礦粒度分析結(jié)果

由表3可知，該礦-0.076 mm細(xì)粒級所占比重較高且含鐵品位較高，鐵主要分布在細(xì)粒級中，應(yīng)重點加強(qiáng)對細(xì)粒級中鐵的回收。

2 選礦試驗

2.1 搖床沖程試驗

由于弱磁選試驗難以得到較好的分選指標(biāo)，因此考慮采用重選方法進(jìn)行選別。在搖床沖次為380次/min、傾角為2°、床面洗水為4.5 kg/min的條件下進(jìn)行搖床沖程試驗，試驗結(jié)果見表4。

由表4可知，用搖床選別效果很不理想，所以不能使用搖床進(jìn)行選別。

2.2 螺旋溜槽試驗

從原礦粒度分析看，該礦樣細(xì)粒級所占比重較高，采用分選粒度下限較低的立方拋物線離心振動型螺旋溜槽進(jìn)行試驗，分選給礦濃度為25.00%。試驗進(jìn)行了一系列振擺頻率的探索，對振擺頻率為1 100 Hz和1 500 Hz兩個頻率條件進(jìn)行了取樣，化驗分析結(jié)果見表5。

表4 搖床沖程試驗結(jié)果

表5 螺旋溜槽試驗結(jié)果

由表5可知，螺旋溜槽獲得的精礦、中礦和尾礦的品位相近，而且尾礦比中礦品位還高，欲通過螺旋溜槽拋尾是不可行的。

由于原礦直接用螺旋溜槽選別后效果太差，考慮到可能是因為嵌布粒度太細(xì)的原因，因此在后續(xù)試驗中，對上述試驗所得到的螺旋溜槽精礦、中礦、尾礦分別進(jìn)行如下處理：

(1)螺旋溜槽精礦和螺旋溜槽中礦分別再磨再選。將1 100 Hz條件下得到的螺溜精礦和中礦分別再磨后經(jīng)螺旋溜槽再選，試驗結(jié)果見表6。

表6 螺旋溜槽精礦、中礦再磨再選試驗結(jié)果 %

由表6可知，螺旋溜槽再選后，得到的產(chǎn)品指標(biāo)很不理想，分選效果很差；因此，對螺旋溜槽精礦和中礦的再處理過程中，不宜采用螺旋溜槽進(jìn)行選別。

螺旋溜槽精礦、中礦分別再磨后再經(jīng)螺旋溜槽選別，得到的螺旋溜槽尾礦用離心機(jī)進(jìn)一步選別，試驗結(jié)果見表7。

由表7可知，螺旋溜槽精礦再磨后螺尾經(jīng)離心機(jī)再選后，所得離心機(jī)精礦品位得到了較大的提高，但指標(biāo)仍然不佳；而螺旋溜槽中礦再磨后螺尾經(jīng)離心機(jī)再選所得產(chǎn)品指標(biāo)很差；綜合考慮，沒有進(jìn)行離心機(jī)再選的必要，考慮采用其他方法來提高選別指標(biāo)。

表7 螺旋溜槽精礦、中礦分別再磨再選尾礦離心機(jī)選別試驗結(jié)果 %

(2)螺旋溜槽尾礦離心機(jī)選別試驗。將螺旋溜槽尾礦使用離心機(jī)進(jìn)一步處理，試驗結(jié)果見表8。

表8 螺旋溜槽尾礦離心機(jī)再處理試驗結(jié)果 %

由表8可知，螺旋溜槽尾礦經(jīng)離心機(jī)再處理后，所得產(chǎn)品指標(biāo)很不理想，不宜對螺旋溜槽尾礦進(jìn)行離心機(jī)再處理。

3 焙燒—磁選試驗

對礦樣進(jìn)行焙燒—磨礦—磁選工藝研究，在條件試驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行流程試驗。

3.1 條件試驗

焙燒采用箱式電爐，煙煤為還原劑，焙燒熟料細(xì)度為-0.45 mm。

3.1.1 還原劑配比試驗

在焙燒溫度為600 ℃、焙燒時間為15 min、分選磁場強(qiáng)度為120 kA/m的條件下進(jìn)行還原劑配比試驗[2]，試驗結(jié)果見表9。

表9 還原劑配比試驗結(jié)果 %

由表9可知，隨著還原劑(煤粉)配比的增加，精礦品位在煤粉配比為10%時最高，而回收率相差不大，所以選擇還原劑(煤粉)10%為宜。

3.1.2 還原焙燒溫度試驗

在磁化還原焙燒過程中，焙燒溫度是極其重要的影響因素之一，溫度過高過低都對鐵礦石磁化焙燒不利。在焙燒時間為15 min、煤粉配比為10%、粗選磁場強(qiáng)度為120 kA/m的條件下進(jìn)行溫度條件試驗[3]，試驗結(jié)果見表10。

表10 還原焙燒溫度試驗結(jié)果

由表10可知，焙燒溫度的高低對該褐鐵礦有很大的影響，隨著焙燒溫度的提高，雖然精礦回收率有所提高，但精礦鐵品位急劇下降，就試驗?zāi)康亩裕瑧?yīng)把提高精礦品位作為優(yōu)先目的；因此，綜合考慮，還原焙燒溫度選擇600 ℃為宜。

3.1.3 還原焙燒時間試驗

在焙燒溫度為600 ℃、煤粉配比為10%、磁場強(qiáng)度為120 kA/m的條件下進(jìn)行還原焙燒時間試驗[4-5]，試驗結(jié)果見表11。

表11 還原焙燒時間試驗結(jié)果

由表11可知，隨著焙燒時間的增加，精礦產(chǎn)率有所提高，但精礦鐵品位急劇下降，說明該礦焙燒時間為15 min已足夠；所以選擇該褐鐵礦適宜的焙燒時間為15 min。

3.2 焙燒—磁選流程試驗

在條件試驗的基礎(chǔ)上，進(jìn)行焙燒—磁選流程試驗。試驗焙燒溫度為600 ℃，焙燒時間15 min，配煤為10%，粗選磁場強(qiáng)度為120 kA/m ，精選磁場強(qiáng)度為80 kA/m，掃選磁場強(qiáng)度為160 kA/m[5]。試驗流程見圖1，試驗結(jié)果見表12。

圖1 焙燒—磁選試驗流程

表12 焙燒—磁選流程試驗結(jié)果 %

4 結(jié) 語

(1)某褐鐵礦不宜采用重選方法進(jìn)行選別，試驗中采用了搖床、螺旋溜槽以及離心機(jī)等工藝進(jìn)行了選別試驗，但最終結(jié)果均不理想。因此，可以確定該礦樣不宜采用重選方法進(jìn)行選別。

(2)由于該礦石中主要含有褐鐵礦，故進(jìn)行了焙燒—磁選試驗。在配煤10%、溫度為600 ℃的條件下焙燒15 min后，經(jīng)焙燒所得精礦指標(biāo)最佳，獲得的精礦鐵品位為47.02%，鐵回收率為17.18%。

(3)焙燒—磁選試驗流程證明，該礦在盡可能提高精礦鐵品位的情況下，可以達(dá)到58.81%，但鐵回收率很低，只有1.98%。所以，綜合考慮，該研究推薦的焙燒條件為：配煤10%、溫度為600 ℃的條件下焙燒15 min，選別流程為一段弱磁粗選。

(4)使用焙燒工藝加工該礦時，要嚴(yán)格控制焙燒條件，只能進(jìn)行控溫適度焙燒，嚴(yán)防過燒，這樣才能獲得較好的精礦產(chǎn)品指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)效果。