山東某鐵礦石可選性試驗研究

張文平

（山東黃金礦業(yè)科技有限公司選冶實驗室分公司，山東 煙臺 261441）

中國是鐵礦石的第一大進口國, 對鐵礦石依存度高達70%[1]。結(jié)合我國現(xiàn)有鐵礦資源現(xiàn)狀，存在部分低品位和難選冶鐵礦石因技術(shù)與成本等問題導(dǎo)致無法開發(fā)利用，但是面對目前競爭較為激烈的資源供需情況來看，開展低品位鐵礦石的可選性研究具有重要的意義，一方面可以緩解國內(nèi)鐵礦石資源的緊張供應(yīng)趨勢，另一方面可以深入研究該類型礦石的開發(fā)利用技術(shù)，進而提高我國的選礦水平。本文通過對該礦石在原礦性質(zhì)、磨礦、磁選及流程試驗等方面的系統(tǒng)性研究，確定了適合此類礦石選別的較佳的工藝流程，為該類礦石的開發(fā)利用提供了重要的參考依據(jù)。

1 原礦性質(zhì)

對山東某鐵礦石進行了主要化學(xué)成分和鐵物相分析[2]，結(jié)果分別見表1 和表2。

表1 鐵礦主要化學(xué)成分分析結(jié)果 /%Table 1 Analysis results of main chemical components of the iron ore

表2 鐵礦鐵物相分析結(jié)果Table 2 Analysis results of iron phase

由表1、 表2 可知， 該鐵礦石全鐵品位達24.84%，鐵元素主要分布磁鐵礦中，鐵的分布律占72.56%，具有很高的回收利用價值。礦石中除了磁鐵礦外，尚有一定數(shù)量的弱磁性鐵礦物( 赤、褐鐵礦和碳酸鐵)，鐵的分別率相對較低。

2 試驗研究與結(jié)果

2.1 預(yù)先磁選

2.1.1 干式預(yù)先磁選

在不同磁場強度下，利用干式預(yù)先磁選機開展了干式預(yù)先磁選試驗[3]，結(jié)果見表3。

表3 干式預(yù)先磁選試驗結(jié)果/% Table 3 Test results of dry pre-magnetic separation

由表3 可以看出，隨著磁場強度的提高，粗精礦品位逐漸下降，當(dāng)磁場強度達到360 kA/m 時，TFe 回收率為93.39%，MFe 回收率達99.29%，說明磨前干式拋尾效果十分顯著，同時，確定場強為360 kA/m。

2.1.2 濕式預(yù)先磁選[4]

取礦樣磨至粒度小于2 mm，利用濕式磁選機在磁場強度3500、4000、4500 Oe 的條件下開展了濕式預(yù)先磁選試驗, 結(jié)果見表4。

表4 濕式預(yù)先磁選結(jié)果 /%Table 4 Results of wet pre-magnetic separation

由表4 可以看出，濕式預(yù)先磁選比干式預(yù)先磁選具有更高的選礦效率，即在同樣磁場條件下，濕式預(yù)先磁選可獲得較高品位的粗精礦，且磁鐵的回收率在99%以上。

2.2 磨礦細度試驗[5]

2.2.1 原礦磨礦細度試驗

在磁場強度為160 kA/m 的條件下開展了磨礦細度試驗，試驗結(jié)果見表5。

表5 原礦磨礦細度試驗Table 5 Grinding fineness test of the raw ore

由表5 可知，隨著磨礦細度的增加，精礦品位逐漸提高，回收率逐漸下降。當(dāng)磨礦細度達到－0.074 mm 75%時，可獲得65%以上品位的精礦。

2.2.2 預(yù)選精礦磨礦細度試驗

取原礦在磁場強度為320 kA/m 的條件下選別后的粗精礦( 品位30.18%) 為原料，在磁場強度為320 kA/m的條件下開展了磨礦細度試驗，試驗結(jié)果見表6。

表6 預(yù)選精礦磨礦細度試驗結(jié)果Table 6 Test results of grinding fineness of the selected concentrate

由表6 可以看出：隨著磨礦細度的增高，精礦產(chǎn)率逐漸降低，品位逐漸增加，當(dāng)磨礦細度達到-0.074 mm 為70%時，精礦品位為65%；在精礦品位逐漸提高的同時，回收率先升高后降低，在-0.074 mm 60%時達到最高，為80.62%，此時精礦品位為63.68%；與表5 相比分析得出，隨著入選品位的提高，獲得合格精礦所需的磨礦細度降低，說明磨前預(yù)選有利于提高磨礦能力和精礦質(zhì)量。

2.3 磁場強度試驗

根據(jù)上述試驗結(jié)果，取預(yù)選粗精礦為原料，在磨礦細度為-0.074 mm 50%的條件下開展了磁場強度試驗，試驗結(jié)果見表7。

表7 磁場強度試驗結(jié)果Table 7 Grinding fineness test of the raw ore

由表7 可以看出，精礦品位隨著磁場強度的升高而降低，在磁場強度為192 kA/m 時，回收率達到最高，為81.84%，且精礦品位與其他條件下的接近，所以一段磁選磁場強度確定為192 kA/m。

2.4 選礦流程試驗

根據(jù)鐵物相分析、磨礦細度試驗和磁場強度試驗結(jié)果得知，當(dāng)磨礦細度應(yīng)達到-0.074 mm 70% 以上時，才能獲得鐵精礦品位大于65.0% 的合格產(chǎn)品。

由于礦石中尚有一定數(shù)量的弱磁性鐵礦物( 赤、褐鐵礦和碳酸鐵)，用單一弱磁選方法是不能回收這部分鐵礦物，一定程度上影響了精礦中鐵的回收率，但由于赤鐵礦等弱磁性鐵礦物含量較低，所以本次試驗不考慮強磁選回收流程，只開展 “一段磨礦- 磁選” 和 “一段磨礦- 磁選精礦再磨再選” 流程試驗研究。

2.4.1 一段磨礦- 磁選試驗

采用預(yù)選粗精礦為原料，在磁場強度為192 kA/m的條件下進行了試驗研究，試驗結(jié)果圖1。

圖1 一段磨礦- 磁選試驗試驗數(shù)質(zhì)量流程Fig .1 Quantity-quality flowsheet of one-stage grindingmagnetic separation

2.4.2 精礦再磨再選試驗

根據(jù)上述結(jié)果，進行了精礦再磨再選試驗，試驗結(jié)果表明，精礦再磨再選可以獲得品位為65.84%、產(chǎn)率為28.16%、回收率為74.64% 的精礦，試驗結(jié)果見圖2。

圖2 精礦再磨再選試驗數(shù)質(zhì)量流程Fig.2 Quantity-quality flowsheet of regrinding and reseparating of concentrate

2.5 推薦流程

通過上述試驗可以看出，采用預(yù)先磁選拋尾、一段磨礦單一磁選流程（簡稱流程Ⅰ）和預(yù)先磁選拋尾、一段磨礦粗選、粗選精礦再磨再選流程（簡稱流程Ⅱ）雖然都能獲得合格鐵精礦，但是又具有以下特點：

流程Ⅰ流程簡單、投資少、易操作管理，但技術(shù)指標(biāo)相對較低，在精礦品位相同的情況下回收率低1.82 個百分點，此外，由于尾礦需作為井下充填的主要材料，尾礦越細，其處理難度越大，井下管理越困難，所以尾礦粒度盡量避免過細。

流程Ⅱ需兩段磨礦、基建投資大、生產(chǎn)管理較復(fù)雜，但是流程具有更大的適應(yīng)性，在保證生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)方面具有更多的優(yōu)越性。此外，流程Ⅱ在技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)等方面好于流程Ⅰ，所以推薦選礦工藝為流程Ⅱ。

2.6 產(chǎn)品分析

產(chǎn)品多元素分析結(jié)果見表8。

表8 產(chǎn)品多元素分析結(jié)果 /%Table 8 Analysis results of multi-elements of the products

3 結(jié) 論

通過本次試驗研究可以得知，該礦石經(jīng)預(yù)先磁選拋尾可以丟棄大量的脈石礦物，有利于提高磨礦作業(yè)效率和入選品位，體現(xiàn)了 “能拋早拋” 的選礦理念，采用階段磨礦、階段選別的工藝流程，可以實現(xiàn)合格產(chǎn)品的提前產(chǎn)出和中礦的選擇性磨礦，能夠大幅降低成本費用；采用預(yù)先磁選拋尾、一段磨礦粗選、粗選精礦再磨再選流程可獲得全鐵品位65.84%、產(chǎn)率28.16%、回收率74.64% 的合格酸性鐵精礦，尾礦品位為8.77%，該試驗研究可為開發(fā)該礦石資源及類似鐵礦礦產(chǎn)資源提供了重要的參考依據(jù)。