李 琳，呂憲俊，邱 俊

(山東科技大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，山東 青島 266590)

隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，鋼鐵工業(yè)也迅速發(fā)展，國內(nèi)各鋼鐵企業(yè)對(duì)礦石的需求量增長迅猛，國內(nèi)的礦山生產(chǎn)已不能滿足需求，因此不得不依靠國外的優(yōu)質(zhì)鐵礦石資源[1-4]。目前，我國鐵礦石對(duì)國際市場的依賴程度已超50%，雖然進(jìn)口鐵礦石品位高，但價(jià)格的暴漲及海運(yùn)費(fèi)的大幅攀升也給國內(nèi)的鋼鐵企業(yè)帶來了很大的壓力，已成為我國鋼鐵工業(yè)經(jīng)濟(jì)安全的重大隱患。但目前部分老礦山因開采多年資源接近枯竭或相繼閉坑，因此極貧鐵礦資源化利用已迫在眉睫，這對(duì)于挖掘我國鐵礦資源的潛力，提高國內(nèi)鐵礦資源保障安全程度等均具有重要意義[5-7]。

極貧鐵礦大致分兩類：一類是大多數(shù)現(xiàn)有鐵礦山在開采過程中剝離出的大量極貧表外礦和貧雜礦石被堆置而未利用；另一方面還有大量極貧鐵礦石至今尚未開發(fā)利用。本文針對(duì)內(nèi)蒙某極貧鐵礦開展了選礦試驗(yàn)研究，為未來該鐵礦石開發(fā)利用的可行性提供參考[8-9]。

1 礦石性質(zhì)

本文所研究礦石為內(nèi)蒙某極貧鐵礦，原礦經(jīng)過破碎后，首先采用磁滑輪(場強(qiáng)0.35T)預(yù)選拋棄部分尾礦，預(yù)選試驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 磁滑輪預(yù)選試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果表明，通過磁滑輪預(yù)選，品位可以從10.15%提高至13.58%，拋廢率達(dá)到35.88%。

本論文所用試驗(yàn)樣品為磁滑輪預(yù)選獲得的粗精礦，將該樣品混勻、縮分，制成化學(xué)分析樣和若干份(1kg/份)試驗(yàn)樣，對(duì)分析樣進(jìn)行了鐵品位和鐵物相分析，分析結(jié)果見表2。

表2 鐵品位和鐵物相分析結(jié)果

從表2中可以看出，礦樣的全鐵品位為13.58%，含鐵礦物以磁性鐵為主，其分布率為59.13%;其次為硅酸鐵和氧化鐵，分布率分別為28.71%和9.93%；碳酸鐵、硫化鐵含量很少，分布率分別為0.54%和1.69%。

2 試驗(yàn)研究及結(jié)果討論

2.1 磨礦磁選試驗(yàn)

2.1.1 磨礦試驗(yàn)

利用XMQ-Ф240×90型球磨機(jī)對(duì)制備的試驗(yàn)樣進(jìn)行磨礦試驗(yàn)。磨礦試驗(yàn)每次使用礦樣質(zhì)量為1kg，加水650ml，磨礦濃度為60.61%。不同磨礦時(shí)間的磨礦產(chǎn)品利用200目標(biāo)準(zhǔn)篩進(jìn)行篩分，測定產(chǎn)品的磨礦細(xì)度(-200目含量)，不同磨礦時(shí)間對(duì)應(yīng)的磨礦試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 不同磨礦時(shí)間下產(chǎn)品細(xì)度測定結(jié)果

磨礦試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著磨礦時(shí)間的延長，磨礦細(xì)度逐漸增加，磨礦時(shí)間較短時(shí)，隨著磨礦時(shí)間的延長，產(chǎn)物的磨礦細(xì)度增加較快，此后增加的趨勢變緩。

2.1.2 不同磨礦細(xì)度的磁選試驗(yàn)

為了考察不同磨礦細(xì)度的磁選效果，采用XCGS型Ф50磁選管，控制磁場強(qiáng)度為0.15T，對(duì)不同細(xì)度的磨礦樣品進(jìn)行了磁選試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 不同磨礦細(xì)度磁選試驗(yàn)結(jié)果

不同磨礦細(xì)度磁選試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著磨礦細(xì)度的增加，磁選精礦的品位逐漸提高，回收率逐漸降低。磨礦細(xì)度達(dá)到-200目含量94.17%時(shí)，精礦品位仍然較低，只能達(dá)到40.01%。說明該礦樣需要較高的磨礦細(xì)度才能獲得理想的精礦品位，因此，適合采用粗磨拋尾-粗精礦再磨再選工藝[10-13]。

2.1.3 不同磁場強(qiáng)度的磁選試驗(yàn)

為了確定磁場強(qiáng)度對(duì)磁選效果的影響，采用XCGS型Ф50磁選管調(diào)整不同磁場強(qiáng)度進(jìn)行磁選試驗(yàn)，控制磁場強(qiáng)度為0.12 T、0.15 T、0.18 T、0.2T，取磨礦細(xì)度為-200目含量為73.84%的磨礦樣品進(jìn)行磁選試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見表5。

從表5的試驗(yàn)結(jié)果可以看出，隨著磁場強(qiáng)度的增加，精礦品位逐漸降低，回收率逐漸提高，對(duì)于磨礦細(xì)度達(dá)到73.48%的磨礦產(chǎn)品，當(dāng)磁場強(qiáng)度達(dá)到0.18T時(shí)，磁選精礦品位為32.68%，回收率為66.58%，當(dāng)磁場強(qiáng)度達(dá)到0.2T時(shí)，磁選精礦品位為31.34%，回收率為67.47%?？紤]到該礦樣適宜采用的粗磨拋尾-粗精礦再磨再選工藝，粗磨粗選階段的磁場強(qiáng)度應(yīng)適當(dāng)高一些，以保證回收率為主要目標(biāo)，推薦粗磨粗選段適宜的磁場強(qiáng)度為0.18～0.2T[14-15]。

表5 不同磁場強(qiáng)度磁選試驗(yàn)結(jié)果

2.2 階段磨礦階段選別試驗(yàn)

2.2.1 粗精礦的制備

上述試驗(yàn)結(jié)果表明，該礦樣采用粗磨拋尾、粗精礦再磨的階段選別流程較為有利。因此，首先分別對(duì)礦樣進(jìn)行了粗精礦制備試驗(yàn)。

根據(jù)不同細(xì)度的磁選試驗(yàn)結(jié)果，確定一段磨礦細(xì)度為-200目含量52.88%。采用XCRS-Ф400×400電磁濕法多用鼓形磁選機(jī)進(jìn)行磁選連選試驗(yàn)，磁場強(qiáng)度控制在0.18T。試驗(yàn)結(jié)果見表6。

表6 一段粗選試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果表明，采用一段鼓形磁選機(jī)磁選，能夠獲得產(chǎn)率36.91%、品位26.62%、回收率72.46%的粗精礦，磁選尾礦產(chǎn)率可達(dá)到63.09%、尾礦品位5.92%，取得了良好的粗選效果。

2.2.2 粗精礦再磨細(xì)度試驗(yàn)

將制備的粗精礦分別烘干、縮分，進(jìn)行磨礦時(shí)間為3min、5min、7min、9min的磨礦試驗(yàn)，不同磨礦時(shí)間下磨礦產(chǎn)品-200目、-325目含量測定結(jié)果見表7。

表7 不同再磨時(shí)間磨礦細(xì)度結(jié)果

2.2.3 粗精礦不同再磨細(xì)度磁選試驗(yàn)

對(duì)不同磨礦細(xì)度的粗精礦再磨產(chǎn)品進(jìn)行了磁選管試驗(yàn)，磁場強(qiáng)度控制為0.15T，試驗(yàn)結(jié)果見表8。

表8 粗精礦不同再磨細(xì)度磁選試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著粗精礦再磨細(xì)度的增加，精礦品位逐漸提高，回收率逐漸降低，當(dāng)再磨細(xì)度達(dá)到-325目含量90.57%時(shí)，可以得到品位58.75%的精礦,精礦產(chǎn)率35.86%,回收率79.06%。

2.3 推薦選礦指標(biāo)

圖1為該礦樣選礦試驗(yàn)數(shù)質(zhì)量流程圖。從圖1可以看出，采用粗磨磁選-粗精礦再磨磁選工藝，該礦樣在品位13.58%，粗磨細(xì)度-200目含量73.84%，再磨細(xì)度-325目含量90.57%的條件下，可以獲得精礦產(chǎn)率13.25%、品位58.75%、回收率12.25%的指標(biāo)。

圖1 選礦數(shù)質(zhì)量流程

由于該礦樣再磨細(xì)度達(dá)到-325目含量86.37%～90.57%時(shí)，仍不能獲得高于60%的鐵精礦，說明此礦石在現(xiàn)有技術(shù)條件下屬于極難選鐵礦石。

3 結(jié)論

1)礦石經(jīng)預(yù)選后得到的試驗(yàn)礦樣全鐵品位為13.58%，其中磁性鐵為主要含鐵礦物，分布率為59.13%。

2)該礦石采用磁滑輪預(yù)選-粗磨磁選-粗精礦再磨磁選工藝，在粗磨細(xì)度-200目含量73.84%，再磨細(xì)度-325目含量90.57%的條件下，可以獲得精礦產(chǎn)率8.49%，品位58.75%,回收率49.14%的指標(biāo)。

3)試驗(yàn)結(jié)果表明，該礦石在現(xiàn)有技術(shù)條件下屬于極難選鐵礦石，可為未來開發(fā)利用提供參考。

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