巴西某鐵礦石選礦試驗(yàn)研究

曹鵬飛 王 帥 劉 軍 陳 洲

（1.中鋼設(shè)備有限公司；2.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究總院股份有限公司）

鋼鐵產(chǎn)業(yè)對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的健康穩(wěn)定發(fā)展具有重大意義［1-4］。我國(guó)鐵礦儲(chǔ)量巨大，但礦石鐵品位低、共生關(guān)系復(fù)雜，處理難度高，成本大，國(guó)產(chǎn)鐵礦石已無(wú)法滿足市場(chǎng)需求。在此背景下，從國(guó)外進(jìn)口鐵礦石已成為解決國(guó)內(nèi)鐵礦石供應(yīng)不足的主要方法之一［5-10］。

國(guó)內(nèi)某選礦廠進(jìn)口巴西某鐵礦石進(jìn)行加工并出售，要求精礦鐵品位須達(dá)到67%以上。為此，針對(duì)該鐵礦石開(kāi)展選礦試驗(yàn)研究，根據(jù)其礦石性質(zhì)，對(duì)試驗(yàn)中的影響因素進(jìn)行系統(tǒng)研究，為該礦石的生產(chǎn)提供技術(shù)及理論支撐。

1 礦樣性質(zhì)

對(duì)礦樣進(jìn)行化學(xué)成分、鐵物相及粒度分析，結(jié)果見(jiàn)表1～表3。

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由表1、表2 可知，該礦樣全鐵品位48.93%，主要雜質(zhì)為SiO2和Al2O3，含量分別為24.04%和1.24%，有害元素硫和磷的含量分別為0.054%和0.229%，其余雜質(zhì)含量較低；礦樣中的鐵主要存在于赤褐鐵礦中，含量35.75%，分布率73.06%，其次存在于磁鐵礦中，含量9.19%，分布率18.78%，剩余鐵元素賦存于碳酸鐵、硅酸鐵和硫化鐵中。

由表3 可知，原礦中-1.00mm 粒級(jí)含量64.81%，-0.15 mm 粒 級(jí) 含 量48.18%，-0.074 mm 粒 級(jí) 含 量27.44%，說(shuō)明原礦中細(xì)粒級(jí)含量較高。

為研究該礦石結(jié)構(gòu)和有用礦物的嵌布特征，采用偏光顯微鏡對(duì)礦石進(jìn)行鏡下觀察，結(jié)果見(jiàn)圖1。

由圖1可見(jiàn)，赤鐵礦主要呈片狀、粒狀（圖1（a））和斑狀（圖1（b））集合體嵌布，集合體中常包裹細(xì)粒、微細(xì)粒脈石礦物，微細(xì)粒脈石包裹體粒度分布在20 μm以下，兩者很難完全解離；其次赤鐵礦呈不規(guī)則粒狀嵌布，并與褐鐵礦、脈石礦物緊密共生（圖1（c））；部分赤鐵礦呈細(xì)粒浸染狀嵌于脈石礦物中，粒度主要分布在40 μm以下（圖1（d））；另外少部分赤鐵礦交代磁鐵礦形成假象赤鐵礦，多數(shù)假象赤鐵礦呈細(xì)脈狀、不規(guī)則細(xì)粒狀沿磁鐵礦的裂隙或邊緣交代，粒度主要分布在20 μm以下（圖1（e）），雖然此類假象赤鐵礦粒度較細(xì)，但與磁鐵礦緊密共生，在弱磁選過(guò)程中會(huì)與磁鐵礦一起進(jìn)入弱磁精礦，相對(duì)易回收；少量假象赤鐵礦嵌布粒度較粗，可達(dá)0.1 mm以上（圖1（f））。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 一段磨礦磁選試驗(yàn)

2.1.1 一段磨礦細(xì)度試驗(yàn)

固定弱磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度198.94 kA/m，強(qiáng)磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度477.46 kA/m，對(duì)原礦進(jìn)行不同磨礦細(xì)度磁選試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖2，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。

由圖3 可見(jiàn)，隨著磨礦細(xì)度的增加，弱磁精礦和強(qiáng)磁精礦的全鐵品位升高，精礦鐵回收率降低；為最大限度地保證鐵回收率，選擇磨礦細(xì)度-0.074 mm55%，此時(shí)弱磁精礦和強(qiáng)磁精礦的全鐵品位分別為68.27%，63.96%，鐵回收率分別為18.56%，63.21%。

2.1.2 強(qiáng)磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)

固定一段磨礦細(xì)度-0.074 mm55%，弱磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度198.94 kA/m，進(jìn)行強(qiáng)磁選不同磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖2，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖4。

由圖4可見(jiàn)，強(qiáng)磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化對(duì)強(qiáng)磁精礦鐵品位和回收率影響較大，隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加，強(qiáng)磁精礦全鐵品位降低，鐵回收率升高；當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)795.77 kA/m 以上時(shí)，鐵回收率趨于穩(wěn)定，全鐵品位明顯降低；為保證全鐵品位，強(qiáng)磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度選擇954.93 kA/m。

2.1.3 一段磨礦磁選開(kāi)路試驗(yàn)

將弱磁精礦和強(qiáng)磁精礦合并為精礦產(chǎn)品，進(jìn)行一段磨礦磁選開(kāi)路試驗(yàn)，數(shù)質(zhì)量流程見(jiàn)圖5。

由圖5 可見(jiàn)，一段粗磨磁選最終可獲得鐵品位65.18%、回收率87.17%的鐵精礦；說(shuō)明在一段粗磨的情況下較難獲得全鐵品位大于67%的鐵精礦，需采用二段磨礦使鐵礦物與脈石礦物進(jìn)一步解離。

2.2 二段磨礦磁選試驗(yàn)

二段磨礦磁選試驗(yàn)流程見(jiàn)圖6。

2.2.1 二段磨礦細(xì)度試驗(yàn)

固定弱磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度198.94 kA/m，強(qiáng)磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度954.93 kA/m，對(duì)一段強(qiáng)磁精礦進(jìn)行二段磨礦細(xì)度試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖6，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖7。

由圖7 可見(jiàn)，隨著磨礦細(xì)度的增加，弱磁精礦全鐵品位和回收率升高，強(qiáng)磁精礦鐵品位升高，鐵回收率降低；綜合考慮，選擇二段磨礦細(xì)度為-0.074 mm85%，此時(shí)弱磁精礦和強(qiáng)磁精礦全鐵品位分別為69.49%和65.90%，回收率分別為21.86%和67.78%。

2.2.2 二段磨礦強(qiáng)磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)

固定二段磨礦細(xì)度-0.074 mm85%，弱磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度198.94 kA/m，對(duì)弱磁尾礦進(jìn)行不同磁場(chǎng)強(qiáng)度強(qiáng)磁選試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖6，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖8。

由圖8 可見(jiàn)，隨著強(qiáng)磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加，強(qiáng)磁精礦全鐵品位降低，鐵回收率升高；當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度為477.46 kA/m 時(shí)，鐵精礦品位和鐵回收率分別為66.89%，82.64%；磁場(chǎng)強(qiáng)度繼續(xù)增加，強(qiáng)磁精礦全鐵品位大幅降低，因此二段強(qiáng)磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度選擇477.46 kA/m。

2.2.3 全流程試驗(yàn)

采用階段磨礦階段磁選流程對(duì)礦石進(jìn)行回收，全流程試驗(yàn)數(shù)質(zhì)量流程見(jiàn)圖9。

由圖9可見(jiàn)，采用階段磨礦階段磁選可獲得全鐵品位67.21%、鐵回收率75.35%的鐵精礦，全鐵品位54.68%、鐵回收率11.82%的強(qiáng)磁尾礦；分選效果較好，達(dá)到了精礦鐵品位67%以上的指標(biāo)要求。

3 結(jié) 語(yǔ)

（1）巴西某鐵礦石鐵品位48.93%，原礦中的鐵礦物主要為赤（褐）鐵礦和磁鐵礦，分布率分別為73.06%，18.78%，有害雜質(zhì)SiO2含量較高，為24.02%。原礦中-0.15 mm粒級(jí)含量48.18%，-0.074 mm粒級(jí)含量27.44%，說(shuō)明原礦中細(xì)粒級(jí)含量較高。

（2）通過(guò)磨礦—弱磁選—強(qiáng)磁選流程，可得到鐵品位65.18%、鐵回收率87.17%的鐵精礦，鐵精礦未達(dá)到品位大于67%的產(chǎn)品要求，需要采用二段磨礦使鐵礦物與脈石礦物進(jìn)一步解離。

（3）采用階段磨礦階段磁選流程，可獲得全鐵品位67.21%、鐵回收率75.35%的鐵精礦，全鐵品位54.68%、鐵回收率11.82%的強(qiáng)磁尾礦，分選效果較好，達(dá)到了精礦鐵品位67%以上的指標(biāo)要求。