極貧赤鐵礦石分粒級預選拋尾試驗

于澤龍 朱巨建 郭小飛 李博琦

（遼寧科技大學礦業工程學院，遼寧鞍山114051）

隨著我國易選磁鐵礦資源的日益短缺［1-2］，開發和利用極貧赤鐵礦資源，提高可利用鐵礦資源儲量，使鐵礦資源得到持續供給，成為我國工業發展亟待解決的問題［3-5］。赤鐵礦資源鐵品位低、嵌布粒度細、含泥量高、選礦難度大［6-7］。因此，高效開發極貧赤鐵礦資源，提高赤鐵礦資源的利用率，對于未來鋼鐵工業的持續發展意義重大［8-9］。

袁致濤等［10］采用YG-350×1100型永磁強磁預選磁選機，對齊大山極貧赤鐵礦石進行了階段預選試驗，該磁選機皮帶表面磁感應強度為1.0 T，通過1粗1掃兩段選別，在原礦鐵品位17%～18%的條件下，預選精礦鐵品位可提高5.3～6.8個百分點，回收率約60%，尾礦鐵品位約13%，拋尾產率大于50%。但由于該磁選機輥面的磁場衰減較快，僅能處理粒度小于20 mm的極貧赤鐵礦石，且存在以下問題，一方面由于2段選別的磁感應強度均為1.0 T，使預選尾礦品位較高、預選精礦回收率偏低；另一方面，由于礦石的嵌部粒度較細，且細粒級容易產生機械夾雜和磁性夾雜，使預選精礦品位降低。為此，本研究以永磁強磁選技術和高壓輥磨機超細碎技術為基礎，分別采用雙輥強磁預選機和濕式永磁高梯度磁選機對極貧赤鐵礦石進行分粒級預選拋尾試驗，為我國極貧赤鐵礦礦石的開發和利用提供研究基礎。

1 試驗原料及試驗方法

1.1 試驗原料

試驗所用礦樣采自齊大山鐵礦，屬于典型的鞍山式赤鐵礦石。對試樣進行化學多元素分析，結果如表1所示。

從表1可以看出，試樣TFe品位為18.25%，FeO含量為1.99%，SiO2含量55.66%，屬于極貧赤鐵礦石。

試樣鐵物相分析結果見表2，鐵元素主要以鐵氧化物（赤鐵礦、磁鐵礦）的形式存在，赤鐵礦的分布率為86.70%，其次為磁鐵礦中鐵，分布率為9.04%。脈石礦物主要為石英、綠泥石，少量長石、云母、碳酸鹽等。

1.2 試驗方法

利用顎式破碎機將礦樣破碎至-15 mm，采用篩孔尺寸為3 mm的格篩進行篩分，篩析結果如表3所示。其中3～15 mm粒級產率為66.92%，-3 mm粒級產率為33.08%。采用分粒級預選拋尾工藝流程，如圖1所示，3～15 mm粒級采用雙輥強磁機（圖2）進行干式預選，干式預選精礦采用φ400 mm×100 mm實驗室高壓輥磨機超細碎，-3 mm粒級使用SCG-150型濕式永磁高梯度磁選機進行選別。

2 試驗結果與討論

2.1 粗粒級干式強磁拋尾試驗

首先對3～15 mm粒級進行干式強磁拋尾試驗，分別使粗選輥和掃選輥的輥表最高磁感應強度為1.0 T和1.25 T。在磁輥轉速分別為0.98、1.12、1.25、1.38 m/s條件下進行預選拋尾試驗，粗選輥和掃選輥的精礦合并成為預選精礦，結果如表4所示。

結果表明，隨著磁輥轉速的增大，精礦品位、尾礦品位都隨之升高，精礦回收率隨之降低。因此，確定雙輥預選拋尾的最佳轉速為1.25 m/s，獲得的預選精礦鐵品位為23.85%、回收率為87.00%，拋尾產率25.36%。

2.2 干選精礦超細碎試驗

采用φ400 mm×100 mm高壓輥磨機對干式預選精礦進行超細碎試驗，輥面壓力為4 N/mm2，輥速0.25 m/s，輥縫間隙4 mm，采用控制篩孔為3 mm的分級工藝與高壓輥磨粉碎工藝組合為閉路粉碎流程。輥壓后產品粒度分布曲線如圖3所示。

超細碎試驗結果表明，輥壓產品的P80為1.62 mm，與預先分級的-3 mm產品混合后（TFe品位為20.01%）進行濕式預選拋尾試驗。

2.3 細粒級濕式強磁拋尾試驗

利用SCG-150型濕式永磁高梯度磁選機進行濕式預選試驗。該設備采用釹鐵硼N40和電工純鐵DT5分別作為永磁材料和聚磁材料，2種材料以4∶1的寬度比進行交替排列組成主磁輥，輥表最高磁感應強度達1.25 T，在永磁輥表面設置了由導磁不銹鋼材料構成的鋸齒狀高梯度分選環，使磁場梯度最高可達 80 mT/mm［12］。在磁輥轉速分別為 0.80、0.85、0.90、0.95、1.0 m/s情況下進行試驗，結果如表5所示。

由表5可知，隨著磁輥轉速的提高，濕式預選精礦鐵品位逐漸增加，但精礦產率和回收率卻逐漸降低，尾礦品位隨之提高。隨著磁輥轉速的增加，赤鐵礦顆粒在磁輥表面所受的離心力增大，造成磁輥對赤鐵礦顆粒的捕獲能力下降。綜合考慮，選擇磁輥轉速為0.9 m/s，獲得的預選精礦TFe品位可達31.44%、作業回收率83.03%，對原礦回收率為75.60%、拋尾產率56.12%，尾礦TFe品位為7.20%，綜合尾礦品位8.19%。

3 結論

（1）鞍山地區齊大山鐵礦TFe品位為18.25%，屬于極貧赤鐵礦石，鐵主要賦存于赤鐵礦中，主要脈石礦物為石英。

（2）篩析試驗結果表明，3～15 mm粒級TFe品位為20.25%，-3 mm粒級TFe品位為14.20%。采用雙輥強磁預選磁選機對3～15 mm粒級進行干式強磁預選，在雙輥轉速1.25 m/s條件下，預選精礦TFe品位可達到23.85%，作業回收率87.00%。利用實驗室型高壓輥磨機將一段預選精礦細碎至P80為1.62 mm，與原礦中-3 mm粒級混合，采用SCG-150型濕式永磁高梯度磁選機進行濕式預選，精礦TFe品位可達31.44%，作業回收率83.03%。

（3）在原礦TFe品位為18.25%的情況下，采用分粒級預選拋尾工藝，可使預選精礦鐵品位達到31.44%，回收率為75.60%，拋除產率為56.12%、鐵品位為8.19%的尾礦。試驗結果為極貧赤鐵礦資源的開發和利用提供了研究基礎。