梅山降磷弱磁尾礦高梯度強(qiáng)磁選試驗(yàn)

歐張文 張祖剛

（南京寶地梅山產(chǎn)城發(fā)展有限公司礦業(yè)分公司）

梅山鐵礦為巖漿后期陸相火山—熱液侵入型鐵礦床，賦存于輝石閃長玢巖和安山巖侵入接觸帶中，礦物組成復(fù)雜，結(jié)構(gòu)構(gòu)造多樣，礦石中含有硫、磷等對鋼鐵冶煉有害的雜質(zhì)。原礦中主要鐵礦物為磁鐵礦、假象半假象赤鐵礦、赤鐵礦和菱鐵礦，含有少量的黃鐵礦、褐鐵礦和含鐵硅酸鹽礦物，菱鐵礦與菱鎂礦存在完全類質(zhì)同象，屬于復(fù)雜難選混合鐵礦石［1-3］。

梅山鐵礦選礦工藝流程為原礦經(jīng)二段中碎、磁重預(yù)選拋尾，獲得粗精礦經(jīng)細(xì)碎后給入兩段閉路連續(xù)磨礦，磨礦細(xì)度-0.074mm 65%，再經(jīng)浮選脫硫、弱磁選—強(qiáng)磁選降磷，將弱磁粗選、弱磁掃選、強(qiáng)磁粗選、強(qiáng)磁掃選4種精礦合并為最終精礦，過濾脫水后為鐵精礦產(chǎn)品［4-5］。目前，精礦鐵品位大于57%，SiO2含量在5%～6%，硫含量低于0.5%，磷含量低于0.15%。本研究針對磁選降磷選別中弱磁尾礦的性質(zhì)變化，在保證鐵精礦產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，開展強(qiáng)磁選別試驗(yàn)，提高金屬回收率，減少精礦夾雜，為生產(chǎn)提供有價值的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

1 現(xiàn)狀分析

梅山降磷磁選處理的是浮選脫硫后的尾礦，采用二段弱磁、二段強(qiáng)磁進(jìn)行選別，弱磁粗選、掃選精礦混合為弱磁精礦，強(qiáng)磁粗選、掃選精礦混合為強(qiáng)磁精礦，弱磁精礦與強(qiáng)磁精礦匯總為全鐵品位約57%、SiO2含量小于6.0%的鐵精礦產(chǎn)品。梅山降磷磁選工藝流程見圖1。梅山鐵礦2020年降磷磁選生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)見表1。

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由表1可知，降磷磁選給礦全鐵品位45.39%，SiO2含量14.18%；降磷選別系統(tǒng)兩段弱磁選后，弱磁綜合精礦全鐵品位62.64%，SiO2含量3.68%，精礦產(chǎn)率48.18%；強(qiáng)磁給礦全鐵品位29.35%，強(qiáng)磁綜合精礦全鐵品位36.83%，SiO2含量13.91%，精礦產(chǎn)率21.55%；從鐵精礦產(chǎn)品質(zhì)量對SiO2指標(biāo)要求來分析，目前生產(chǎn)選別系統(tǒng)的強(qiáng)磁綜合精礦的SiO2含量偏高，對鐵精礦產(chǎn)品質(zhì)量影響較大，其中強(qiáng)磁掃選為兜底選別，防止金屬資源流失，因此對強(qiáng)磁粗選精礦的SiO2指標(biāo)（達(dá)10.32%）開展試驗(yàn)，提高強(qiáng)磁粗選指標(biāo)。

2 試驗(yàn)研究

2.1 弱磁尾礦性質(zhì)

取生產(chǎn)現(xiàn)場弱磁尾礦進(jìn)行鐵物相分析，分析結(jié)果見表2。

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由表2可知，弱磁尾礦的全鐵品位為29.86%，F(xiàn)e3O4含量1.67%，占有率5.59%，主要弱磁性礦物為Fe2CO3和Fe2O3，其含量分別為11.98%和14.21%，占有率分別為40.12%和47.59%。

2.2 條件試驗(yàn)

試驗(yàn)室采用SLon-100周期式高梯度磁選機(jī)和SLon-500高梯度磁選機(jī)進(jìn)行磁選試驗(yàn)。先開展SLon-100周期式高梯度磁選機(jī)磁選試驗(yàn)，分別進(jìn)行磁場強(qiáng)度、沖次、棒介質(zhì)條件試驗(yàn)。

2.2.1 磁感應(yīng)強(qiáng)度條件試驗(yàn)

在礦漿濃度25%，脈動沖程24 mm，沖次粗選150 r/min、掃選200 r/min，2 mm棒介質(zhì)的條件下，進(jìn)行磁場強(qiáng)度條件試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見表3。

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由表3可知，強(qiáng)磁粗選磁場強(qiáng)度從0.3 T調(diào)整到0.4 T，粗選精礦全鐵品位從50.01%下降到45.60%，下降了4.41個百分點(diǎn)；全鐵回收率從49.74%上升到56.37%，上升了6.63個百分點(diǎn)。精礦夾雜SiO2含量從6.00%上升到7.82%，上升了1.82個百分點(diǎn)；說明隨著磁場強(qiáng)度的提高，精礦全鐵品位呈下降趨勢，精礦回收率上升，精礦夾雜SiO2含量上升。

2.2.2 脈動沖次條件試驗(yàn)

在粗選磁場強(qiáng)度0.3 T、掃選磁場強(qiáng)度0.5 T、棒介質(zhì)2 mm、掃選沖次200 r/min的條件下，進(jìn)行粗選不同沖次條件試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

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由表4可知，隨著沖次的提高，粗選精礦全鐵品位呈上升趨勢，精礦全鐵品位從50.01%上升到56.76%，上升了6.75個百分點(diǎn)；精礦回收率從49.74%下降到25.76%，下降了23.98個百分點(diǎn)，下降幅度明顯；精礦夾雜SiO2含量減少，從6.00%下降到5.26%，下降了0.74個百分點(diǎn)。

為進(jìn)一步驗(yàn)證沖次對選別指標(biāo)的影響，在粗選磁場強(qiáng)度0.4 T、掃選磁場強(qiáng)度0.6 T，棒介質(zhì)2 mm，掃選沖次200 r/min的條件下，進(jìn)行粗選不同沖次條件試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

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由表5可知，隨著沖次的增加，粗選精礦的全鐵品位呈上升趨勢，精礦全鐵品位從45.60%上升到53.61%，上升了8.01個百分點(diǎn)；精礦回收率從56.37%下降到38.67%，下降了17.70個百分點(diǎn)，下降幅度明顯；精礦夾雜SiO2含量減少，從7.82%下降到4.24%，下降了3.58個百分點(diǎn)。

2.2.3 介質(zhì)條件試驗(yàn)

在粗選磁場強(qiáng)度0.3 T、掃選磁場強(qiáng)度0.5 T、沖次200 r/min的條件下，進(jìn)行不同棒介質(zhì)條件試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表6。

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由表6可知，棒介質(zhì)從2 mm增加到3 mm，粗選精礦的全鐵品位從50.01%上升到55.10%，上升了5.09個百分點(diǎn)；精礦夾雜SiO2含量從6.00%下降到4.47%，降低了1.53個百分點(diǎn)；棒介質(zhì)從3 mm增加到4 mm，粗選精礦全鐵品位和精礦夾雜SiO2含量變化不明顯。

2.3 SLon-500高梯度磁選機(jī)試驗(yàn)

在SLon-100周期式高梯度磁選機(jī)磁選條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，開展SLon-500高梯度磁選機(jī)試驗(yàn)。在沖次200 r/min、棒介質(zhì)3 mm的條件下，進(jìn)行不同磁場強(qiáng)度條件試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表7。

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由表7可知，磁場強(qiáng)度從0.15 T增加到0.30 T，粗選精礦全鐵品位從49.76%降低到42.30%，降低了7.46個百分點(diǎn)，下降幅度明顯；粗選精礦回收率從51.43%增加到61.06%，增加了9.63個百分點(diǎn)，上升趨勢明顯；粗選精礦夾雜SiO2含量從6.57%上升到10.29%，上升了3.72個百分點(diǎn)，上升明顯。磁場強(qiáng)度從0.30 T調(diào)整到0.40 T，選別指標(biāo)變化不明顯，粗選精礦全鐵品位下降了1.37個百分點(diǎn)，全鐵回收率增加了1.06個百分點(diǎn)，精礦夾雜SiO2含量增加了0.46個百分點(diǎn)。

3 結(jié) 論

（1）通過試驗(yàn)表明，磁場強(qiáng)度對梅山弱磁尾礦選別指標(biāo)影響最明顯。SLon-100周期式高梯度磁選機(jī)強(qiáng)磁粗選磁場強(qiáng)度從0.3 T提高到0.4 T，粗選精礦全鐵品位下降了4.41個百分點(diǎn)，全鐵回收率上升了6.63個百分點(diǎn)，精礦夾雜SiO2含量上升了1.82個百分點(diǎn)。SLon-500高梯度磁選機(jī)磁場強(qiáng)度從0.15 T提高到0.30 T，粗選精礦全鐵品位降低了7.46個百分點(diǎn)，回收率增加了9.63個百分點(diǎn)，粗選精礦夾雜SiO2含量上升了3.72個百分點(diǎn)。

（2）隨著磁場強(qiáng)度的增加磁選精礦的全鐵品位呈現(xiàn)下降趨勢，精礦回收率上升，精礦夾雜SiO2含量上升。當(dāng)磁場強(qiáng)度低于0.3 T時，磁選精礦品位下降、回收率上升、精礦夾雜SiO2含量增加，變化幅度更明顯；當(dāng)磁場強(qiáng)度大于0.3 T時，隨著磁場強(qiáng)度的增加精礦品位下降、回收率上升、精礦夾雜SiO2含量增加的變化趨于穩(wěn)定。

（3）強(qiáng)磁機(jī)棒介質(zhì)尺寸對梅山弱磁尾礦磁選指標(biāo)有影響，棒介質(zhì)從2 mm增加到3 mm時，粗選精礦的全鐵品位上升了5.09個百分點(diǎn)，精礦夾雜SiO2含量降低了1.53個百分點(diǎn)。

（4）強(qiáng)磁機(jī)沖次對選別指標(biāo)影響明顯。隨著沖次的增加，粗選精礦的全鐵品位呈現(xiàn)上升趨勢，精礦全鐵品位上升了7.38個百分點(diǎn)，回收率下降了20.84個百分點(diǎn)，下降幅度明顯，精礦夾雜SiO2含量逐漸減少，下降了2.16個百分點(diǎn)。在高磁場強(qiáng)度條件下，隨著強(qiáng)磁機(jī)沖次的增加精礦回收率下降幅度不大，但對品位指標(biāo)影響明顯，精礦的全鐵品位和精礦夾雜SiO2含量變化幅度較大。

（5）根據(jù)梅山弱磁尾礦性質(zhì)和鐵精礦產(chǎn)品對全鐵品位和精礦夾雜SiO2含量要求，綜合試驗(yàn)研究結(jié)果，建議在生產(chǎn)過程中強(qiáng)磁粗選選用3 mm介質(zhì)棒，沖次200 r/min，磁場強(qiáng)度0.15～0.30 T，能滿足鐵精礦產(chǎn)品質(zhì)量要求，且生產(chǎn)工序選別效率最高。