南京某磁鐵礦選礦試驗研究

李宏建 林小鳳 張 永 劉 軍

（1.中國瑞林工程技術有限公司；2.中鋼集團馬鞍山礦山研究總院股份有限公司）

某選廠鐵礦石屬低品位磁赤混合鐵礦石，礦石中可回收的主要組分是鐵，還伴生有黃鐵礦、磁黃鐵礦等形式存在的金屬硫化物［1-2］。鐵精礦中的硫含量是衡量鐵精礦產(chǎn)品的重要指標，直接影響鋼鐵冶煉的質量，對高爐生產(chǎn)也有危害［3-5］。為優(yōu)化選鐵工藝流程，從而提高該礦石鐵精礦質量并綜合回收硫，在工藝礦物學研究的基礎上，對該選廠鐵礦石進行了選礦試驗研究［6］。

1 原礦性質

該礦石中的金屬礦物主要為磁鐵礦、赤鐵礦、菱鐵礦，含量分別為24.02%，19.42%，8.45%，其次為黃鐵礦、磁黃鐵礦等，褐鐵礦微量；脈石礦物主要為碳酸鹽（方解石、白云石），含量為16.92%，次要脈石礦物為石英、黏土，含量分別為9.12%和9.30%，其他脈石礦物少量。礦石主要為灰色，少量灰白色，主要具塊狀結構，少量斑狀結構、浸染狀結構。原礦化學多元素分析及鐵物相分析結果見表1、表2。

由表1可知，原礦中除鐵外，其他有用元素含量較低，礦石中主要雜質為SiO2、Al2O3、S、P、Na2O，ω（CaO+MgO）/ω（Si O2+Al2O3）=0.530，為半自熔性鐵礦石。

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由表2可知，原礦中有用鐵礦物主要是磁鐵礦、赤褐鐵礦及菱鐵礦，磁鐵礦中的鐵分布率為57.58%，赤褐鐵礦和菱鐵礦中的鐵分布率分別為32.48%和7.76%，為此次試驗需要回收的主要目的礦物。

2 選礦試驗

根據(jù)礦石性質及現(xiàn)場工藝流程（磨礦—浮選選硫—浮尾弱磁1粗1掃—強磁1粗1掃），因入磨礦石硫品位低，并主要以黃鐵礦的形式存在，而硫精礦為副產(chǎn)品，因此磨選試驗時先不考慮硫的回收，直接磨礦—磁選，確定選鐵流程的磨礦細度、弱磁及強磁磁場強度等工藝參數(shù)后，再進行浮選選硫試驗，確定選硫的浮選藥劑制度等，最后進行浮選選硫—浮尾磁選選鐵的全流程試驗。

2.1 磁選試驗

2.1.1磨礦細度試驗

將原礦磨至不同細度進行弱磁—強磁試驗，弱磁采用φ400 mm×300 mm濕式電磁筒式磁選機，強磁采用Slon750型脈動高梯度磁選機，磁介質為4 mm棒介質，轉環(huán)轉速為2 r/min，脈動沖次為200次/min，沖洗水量為6 L/min。試驗流程及參數(shù)見圖1，試驗結果見表3。

由表3可知，隨著磨礦細度變細，弱磁鐵精礦品位及強磁鐵精礦品位提高，但鐵精礦回收率降低，考慮到金屬回收率，選取磨礦細度為-0.074 mm65%。

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2.1.2弱磁選磁場強度試驗

弱磁選不同磁場強度試驗在φ400 mm×300 mm濕式電磁筒式磁選機上進行，試驗流程為1次粗選，試驗結果見表4。

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由表4可知，隨著弱磁選磁場強度提高，鐵精礦品位降低，鐵回收率提高；綜合考慮，選取弱磁選磁場強度為143 kA/m。

2.1.3弱磁選尾礦弱（中）磁掃選試驗

將表4中磁場強度為143 kA/m的弱磁尾礦進行弱（中）磁掃選不同磁場強度試驗，弱磁掃選試驗設備為φ400 mm×300 mm濕式電磁筒式磁選機，中磁掃選試驗設備為φ400 mm×300 mm濕式永磁筒式磁選機，試驗結果見表5。

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由表5可知，采用中磁掃選，掃選精礦產(chǎn)率較弱磁掃選大幅提高，中磁精礦鐵品位也較高，回收率也大幅提高；分析結果表明，強磁性礦物的比磁化系數(shù)隨粒度變細而降低，弱磁選因磁場強度較低而未能回收這部分細粒級強磁性礦物；因此為了盡可能回收弱磁粗選尾礦中的強磁性礦物，弱磁尾礦采用中磁掃選，磁場強度為318 kA/m。

2.1.4不同磁場強度強磁粗選試驗

將表5中磁場強度為318 kA/m的中磁選尾礦進行強磁選不同磁場強度試驗，試驗設備為Slon750型脈動高梯度磁選機，磁介質為4mm的棒介質，轉環(huán)轉速、脈動沖次、沖洗水量分別為2 r/min、200次/min、6L/min，強磁選不同磁場強度試驗結果見表6。

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由表6可知，隨著強磁粗選磁場強度提高，強磁精礦品位降低，鐵回收率提高；考慮后續(xù)選別指標，選擇強磁粗選磁場強度為80 kA/m。

2.1.5不同磁場強度強磁掃選試驗

將表6中強磁粗選磁場強度為80 kA/m的強磁粗選尾礦進行強磁掃選不同磁場強度試驗，采用Slon750型脈動高梯度磁選機，設備參數(shù)同上。強磁掃選不同磁場強度試驗結果見表7。

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2.2 浮選試驗

2.2.1捕收劑用量試驗

將原礦磨至-0.074 mm65%進行硫浮選不同捕收劑用量試驗。試驗在XFD型3 L掛槽式浮選機中進行，捕收劑為乙基黃藥，起泡劑為2#油，試驗流程及藥劑制度見圖2，試驗結果見表8。

由表8可知，隨著捕收劑用量的增加，粗精礦硫品位大幅降低，但硫回收率增加；為給浮硫精選創(chuàng)造良好條件，保證精礦硫品位＞30%，故選擇捕收劑乙基黃藥用量50 g/t為宜。

2.2.2開路浮選試驗

在條件試驗的基礎上進行硫浮選開路試驗，開路浮選藥劑制度及流程見圖3，試驗結果見表9。

2.2.3閉路浮選試驗

在開路試驗的基礎上進行閉路試驗，采用1粗3精1掃，浮選中礦和掃選精礦集中返回粗選，閉路試驗數(shù)質量流程見圖4。

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2.3 全流程試驗

根據(jù)上述鐵硫各選別作業(yè)所確定的工藝參數(shù)進行磨礦—浮硫—磁選全流程試驗，其數(shù)質量流程見圖5。

3 結 論

（1）南京某磁性鐵礦石入磨礦石硫品位低，金屬硫化物主要為黃鐵礦和磁黃鐵礦，使用單一浮選不能有效提高鐵精礦品位，浮選脫硫后磁選選鐵能綜合回收鐵、硫。

（2）該鐵礦石中的有用鐵礦物主要是磁鐵礦、赤褐鐵礦及菱鐵礦等，脈石礦物主要為碳酸鹽（方解石、白云石）、石英、黏土等，礦石鐵品位為43.66%、硫品位為0.79%，屬半自熔性礦石。

（3）該礦石經(jīng)磨礦—浮硫—磁選流程試驗，在最終磨礦細度為-0.074 mm65%時，可獲得鐵品位為57.68%、鐵回收率為86.75%的鐵精礦，硫品位為31.01%、硫回收率為69.57%的硫精礦。