弓長(zhǎng)嶺某貧磁鐵礦磁選短流程工藝試驗(yàn)*

劉 緣 孟令軒 趙 博 陳中航

（遼寧科技大學(xué)礦業(yè)學(xué)院）

在我國(guó)鐵礦石中，磁鐵礦約占整個(gè)鐵礦資源的三分之二。處理貧細(xì)磁鐵礦石時(shí)，一般采用礦石細(xì)磨的方式來保證獲得優(yōu)質(zhì)鐵精礦［1-3］。理論上有些嵌布粒度屬中細(xì)粒級(jí)的磁鐵礦沒有必要進(jìn)行細(xì)磨作業(yè)，但很多磁選廠在選礦生產(chǎn)中為了保證精礦品位，磨礦細(xì)度大都在-0.074 mm90%以上，如弓長(zhǎng)嶺選礦廠磁選車間采用三段磨礦流程，第三段磨礦細(xì)度達(dá)-0.045 mm85%，這種作業(yè)導(dǎo)致生產(chǎn)流程中磨礦設(shè)備多、中礦再磨效率低，同時(shí)過磨會(huì)導(dǎo)致金屬回收率偏低、礦漿循環(huán)量大、能耗大、選礦成本高等問題［4-6］。弓長(zhǎng)嶺某磁鐵礦為了簡(jiǎn)化選別工藝，提出了一種新的磁鐵礦選別工藝并進(jìn)行了小型試驗(yàn)，探索在較粗的磨礦細(xì)度下可分選磁鐵礦的流程［7-9］。

1 原礦性質(zhì)

試樣取自遼陽弓長(zhǎng)嶺地區(qū)，原礦化學(xué)多元素及鐵物相分析結(jié)果見表1、表2。

由表1、表2 可知，礦樣中全鐵含量31.45%，脈石礦物主要為含鋁、硅、鈣、錳等元素的氧化物，有害雜質(zhì)硫、磷含量不高；鐵礦物以磁鐵礦為主，鐵分布率為74.88%，硅酸鐵和碳酸鐵分布率也較高，全鐵比例達(dá)25.12%。

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礦石的主要礦物組成為磁鐵礦、石英和角閃石類礦物，并含有少量綠泥石、黑云母及白云石。微量礦物為赤鐵礦、黃鐵礦、磷灰石和長(zhǎng)石類礦物。礦石構(gòu)造主要以細(xì)條帶狀構(gòu)造為主，在此基礎(chǔ)上，部分礦石疊加有柔皺狀構(gòu)造或角礫狀構(gòu)造。條帶狀構(gòu)造以細(xì)條帶狀構(gòu)造為主，寬度3～5 mm，平均1～2 mm。礦石結(jié)構(gòu)主要為區(qū)域變質(zhì)過程中形成的粒狀變晶結(jié)構(gòu)，其次是后期受混合巖化熱液氧化作用和蝕變作用影響，在變質(zhì)結(jié)晶結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上形成的各種復(fù)雜的氧化交代結(jié)構(gòu)。上述各種復(fù)雜氧化交代結(jié)構(gòu)實(shí)際上屬于磁-赤毗連鑲嵌結(jié)構(gòu)，磁鐵礦的氧化過程中，都可形成復(fù)雜的磁-赤連晶，因此赤鐵礦對(duì)選別過程影響較小。該貧磁鐵礦石屬于細(xì)粒不均勻嵌布貧磁鐵礦石，鐵礦物的嵌布粒度平均為49.74～69.65 μm，+74 μm 粒級(jí)含量達(dá)70.90%，-15 μm 粒級(jí)含量3.90%；脈石礦物的嵌布粒度平均為69.55～100.2 μm。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 一段選別流程試驗(yàn)

2.1.1 一段磨礦細(xì)度試驗(yàn)

固定磁場(chǎng)強(qiáng)度143 kA/m，將礦樣分別磨至-0.074 mm 含量46.85%，55.00%，60.50%，71.15%，80.00%，進(jìn)行一段磨礦細(xì)度試驗(yàn)。試驗(yàn)流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

由表3 可知，隨著磨礦細(xì)度的增加，磁選精礦鐵品位增加，鐵回收率減小；由于一段磨礦作業(yè)粗磨條件下可以拋棄一部分尾礦，為了兼顧品位和回收率2個(gè)指標(biāo)，確定一段磨礦細(xì)度為-0.074 mm46.85%。

2.1.2 一段磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)

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固定磨礦細(xì)度為-0.074 mm46.85%，在磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度分別為143，159，175 kA/m的條件下，進(jìn)行一段磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)。試驗(yàn)流程見圖1，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

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由表4可知，改變磁場(chǎng)強(qiáng)度鐵品位和鐵回收率變化不大，由于粗磁選作業(yè)拋棄一部分合格尾礦即可滿足需求，可采用較小的磁場(chǎng)強(qiáng)度，因此確定一段磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度為143 kA/m。

2.1.3 磁選精礦篩析試驗(yàn)

采用0.15，0.10，0.074 mm 篩子對(duì)一段磁選精礦進(jìn)行篩析，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

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由表5 可知，隨著細(xì)篩篩孔尺寸增加，篩下產(chǎn)品產(chǎn)率增加，篩下產(chǎn)品鐵品位降低，綜合考慮，確定篩孔尺寸選擇0.074 mm。

2.1.4 一段磁選柱磁選試驗(yàn)

固定磁選柱電流2 A，在上升水流分別為20，22，24 mL/s 的條件下，進(jìn)行磁選精礦篩下產(chǎn)品磁選柱磁選試驗(yàn)。試驗(yàn)流程見圖2，試驗(yàn)結(jié)果見表6。

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由表6 可知，隨著上升水流的增加，磁選柱鐵精礦品位增加，鐵回收率下降；為了獲得更高回收率的磁選柱鐵精礦，確定上升水流為20 mL/s，此時(shí)精礦鐵品位為66.32%，鐵回收率為98.22%。

2.2 二段選別流程試驗(yàn)

2.2.1 二段磨礦細(xì)度試驗(yàn)

固定磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度95 kA/m，將一段細(xì)篩的篩上礦樣分別磨至-0.074 mm 含量70.21%，75.43%，80.00%，85.26%，進(jìn)行二段磨礦細(xì)度試驗(yàn)。試驗(yàn)流程見圖3，試驗(yàn)結(jié)果見表7。

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由表7 可知，隨著二段磨礦細(xì)度的增加，磁選精礦鐵品位增加，鐵回收率減小；由于二段磨礦作業(yè)需對(duì)礦物進(jìn)行細(xì)磨，若采用二段磨礦細(xì)度為-0.074 mm85.26%，尾礦鐵品位偏高，可能影響鐵回收率，因此確定二段磨礦細(xì)度為-0.074 mm80.00%。

2.2.2 二段磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)

固定二段磨礦細(xì)度-0.074 mm80.00%，在磁場(chǎng)強(qiáng)度分別為95，111，127 kA/m 的條件下，進(jìn)行二段磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)。試驗(yàn)流程見圖3，試驗(yàn)結(jié)果見表8。

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由表8 可知，通過改變磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行選別，鐵品位和鐵回收率變化不大；綜合考慮，確定二段磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度為95 kA/m。

2.2.3 二段精礦篩析試驗(yàn)

采用0.150，0.100，0.074 mm 篩子對(duì)二段磁選精礦進(jìn)行篩析，試驗(yàn)結(jié)果見表9。

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由表9 可知，隨著細(xì)篩篩孔尺寸增加，篩下產(chǎn)品產(chǎn)率增加，鐵品位降低；為了提高精礦鐵品位，確定篩孔尺寸為0.074 mm。

2.2.4 二段磁選柱磁選試驗(yàn)

固定磁選柱電流2 A，在上升水流分別為20，22，24 mL/s的條件下，將-0.074 mm細(xì)篩的篩下產(chǎn)品進(jìn)行磁選柱磁選試驗(yàn)。試驗(yàn)流程見圖4，試驗(yàn)結(jié)果見表10。

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由表10可知，隨著上升水流的增加，二段磁選柱精礦鐵品位增加，鐵回收率下降；為了獲得更高的磁選柱精礦回收率，確定上升水流為20 mL/s，此時(shí)磁選柱精礦鐵品位為67.03%，鐵回收率為98.57%。

3 閉路試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖5，試驗(yàn)結(jié)果見表11。

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由表11 可知，原礦經(jīng)兩段磨礦—兩段磁選機(jī)磁選—兩段細(xì)篩分級(jí)—兩段磁選柱磁選，可獲得鐵品位66.67%、鐵回收率80.78%的鐵精礦；采用該流程可在粗磨條件下提前得到一部分合格精礦，同時(shí)拋棄一部分尾礦，降低中礦循環(huán)量，縮短流程結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)貧磁鐵礦的短流程選別。

4 結(jié) 論

（1）弓長(zhǎng)嶺某貧磁鐵礦原礦全鐵含量31.45%，脈石礦物主要為含鋁、硅、鈣、錳等元素的氧化物，有害雜質(zhì)硫、磷含量不高。鐵礦物以磁鐵礦為主，鐵分布率為74.88%。硅酸鐵和碳酸鐵分布率也較高，全鐵比例達(dá)25.12%。

（2）原礦經(jīng)兩段磨礦—兩段磁選機(jī)磁選—兩段細(xì)篩分級(jí)—兩段磁選柱磁選，可獲得鐵品位66.67%、鐵回收率80.78%的鐵精礦。采用該流程可在粗磨條件下提前得到一部分合格精礦，同時(shí)拋棄一部分尾礦，縮短流程結(jié)構(gòu)，最大程度地實(shí)現(xiàn)能收早收，能拋早拋，可降低選礦成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

（3）該研究的不足之處在于此次試驗(yàn)的指標(biāo)是試驗(yàn)室指標(biāo)，如果能進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)半工業(yè)試驗(yàn)或工業(yè)試驗(yàn)，該工藝流程的合理性會(huì)得到進(jìn)一步的驗(yàn)證。