內(nèi)蒙古大壩溝超貧磁鐵礦石選礦試驗

馬藝聞

(遼寧科技大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，遼寧鞍山114051)

鐵礦石是國家最為重要的戰(zhàn)略資源之一，是鋼鐵工業(yè)的命脈［1-3］。隨著鐵礦石資源的不斷開發(fā)，易處理富礦越來越少，貧、細、雜難處理鐵礦石的利用成為當前我國選礦工作者面對的重要課題［4-5］。本研究對內(nèi)蒙古大壩溝低品位細粒嵌布鐵礦石進行選礦試驗，為該礦石的開發(fā)利用提供依據(jù)。

1 試樣性質(zhì)

試驗礦樣由內(nèi)蒙古大中礦業(yè)股份有限公司提供，其主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1，礦物組成見表2，鐵物相分析結(jié)果見表3。

表1 試樣主要化學(xué)成分分析結(jié)果Table 1 Main chemical composition of the sample %

表2 試樣礦物組成Table 2 Main minerals of the sample %

表3 試樣鐵物相分析結(jié)果Table 3 Iron phase analysis of the sample %

從表1可以看出，試樣TFe含量為15.68%，磁性鐵含量為10.03%，屬超貧磁鐵礦石，但有害元素S、P含量均較低，分別為0.17%和0.063%。

從表2可以看出:礦石中主要有用鐵礦物為磁鐵礦，赤鐵礦和褐鐵礦含量較少;主要脈石礦物為石英，其余均為硅酸鹽類礦物。

從表3可以看出，礦石中磁性鐵占有率僅為63.97%，而硅酸鐵占有率達21.81%，這將嚴重影響鐵的回收率。

巖礦鑒定結(jié)果表明:磁鐵礦結(jié)晶粒度較細，約70%分布在－0.07 mm粒級，而脈石礦物結(jié)晶粒度相對較粗，+0.07 mm粒級含量大于53%，這有利于粗粒拋尾;但石榴石、黑云母中均不同程度地包裹了少量微細粒磁鐵礦，這部分磁鐵礦難以解離，將進一步影響鐵的回收率。

2 預(yù)選拋尾試驗

為減少入磨礦量，提高入選品位，對原礦進行了預(yù)選拋尾試驗。經(jīng)詳細研究，確定了圖1所示的塊礦干選—閉路高壓輥磨—粉礦干選拋尾流程(其中塊礦干選采用CTDG0808型塊礦干選機，高壓輥磨采用GLGY0825型高壓輥磨機，粉礦干選采用CTL0806型粉礦干選機)，所得拋尾結(jié)果見表4。

圖1 預(yù)選拋尾試驗流程Fig.1 Tailing discarding process through pre-concentration

表4 預(yù)選拋尾試驗結(jié)果Table 4 Results of tailing discarding through pre-concentration %

由表4可知，采用圖1流程，可以拋出產(chǎn)率達54.16%、鐵品位為7.71%的合格尾礦，礦石鐵品位由15.72%提高到25.19%，磁性鐵損失率僅4.68%，預(yù)選效果良好。

3 磨選試驗

根據(jù)礦物嵌布粒度的特點，磁鐵礦石的磨選工藝一般有連續(xù)磨礦—弱磁選和階段磨礦—弱磁選兩種。鑒于大壩溝超貧磁鐵礦石中磁鐵礦結(jié)晶粒度較細而脈石礦物結(jié)晶粒度相對較粗，固宜采用階段磨礦的磨選工藝。經(jīng)探索，決定采用圖2所示的階段磨礦—細篩分級—階段弱磁選流程對所獲預(yù)選精礦進行磨選試驗［6-7］。試驗中磨礦采用XMQ－67型240 mm×90 mm錐形球磨機，弱磁選采用400 mm×300 mm濕式圓筒弱磁選機。

圖2 磨選試驗流程Fig.2 Process for grinding and separation

3.1 一段磨礦細度試驗

將預(yù)選精礦磨至不同細度，在磁場強度為135 kA/m條件下進行一段弱磁選，試驗結(jié)果見圖3。

圖3 一段磨礦細度試驗結(jié)果Fig.3 Test results of primary grinding at various grinding fineness

由圖3可知，隨著一段磨礦細度的提高，粗精礦鐵品位逐漸上升，鐵回收率逐漸下降。綜合考慮，確定一段磨礦細度為－0.076 mm占55%。

3.2 一段弱磁選磁場強度試驗

將預(yù)選精礦磨至－0.076 mm占55%進行一段弱磁選磁場強度試驗，結(jié)果見圖4。

圖4 一段弱磁選磁場強度試驗結(jié)果Fig.4 Test results of one stage low intensity magnetic separation with various intensity

由圖4可知，隨著一段弱磁選磁場強度的提高，粗精礦鐵品位逐漸下降，鐵回收率逐漸上升。綜合考慮，確定一段弱磁選磁場強度為151 kA/m。

3.3 細篩分級試驗

為確定細篩篩孔尺寸，對磨礦細度為－0.076 mm占55%、磁場強度為151 kA/m條件下所得一段磨選粗精礦進行了粒度篩析，結(jié)果見表5。

表5 一段磨選粗精礦粒度篩析結(jié)果Table 5 Particle size distribution of rough concentrate from one-stage grinding and separation process

由表5可知，一段磨選粗精礦中，－0.1 mm粒級的－0.076 mm含量達83.28%，其中的磁鐵礦應(yīng)該已較充分解離，因此可按0.1 mm進行分級。

根據(jù)表5結(jié)果，選取篩孔尺寸為0.1 mm×0.125 mm的篩板，在篩面傾角為25°、振動頻率為3 000 r/min、給礦濃度為35%條件下對一段磨選粗精礦進行高頻振動細篩分級，試驗結(jié)果見表6。

由表6可知，粗精礦經(jīng)篩孔尺寸為0.1 mm×0.125 mm的高頻振動細篩分級后，可減少67.15%的二段磨礦量。

表6 細篩分級試驗結(jié)果Table 6 Results of screening by fine sieve %

3.4 二段磨選試驗

根據(jù)條件試驗，將細篩篩上產(chǎn)品再磨至－0.076 mm占75%后與篩下產(chǎn)品合并，在103 kA/m磁場強度下進行二段弱磁選，試驗結(jié)果見表7。

表7 二段弱磁選試驗結(jié)果Table 7 Test results of two-stage low intensity magnetic separation %

由表7可知，細篩篩上產(chǎn)品再磨后與篩下產(chǎn)品合并，經(jīng)二段弱磁選，所得鐵精礦鐵品位可達65.52%，作業(yè)鐵回收率可達96.63%。

3.5 磨選全流程試驗

在以上條件試驗的基礎(chǔ)上，對預(yù)選精礦進行了階段磨礦—細篩分級—階段弱磁選全流程試驗，結(jié)果見圖5。

圖5 預(yù)選精礦磨選數(shù)質(zhì)量流程Fig.5 Count and grade process for preconcentrate grinding and separation

由圖5可知，預(yù)選精礦經(jīng)階段磨礦—細篩分級—階段弱磁選流程分選后，可獲得鐵品位為65.52%、作業(yè)鐵回收率為78.14%的鐵精礦，對原礦的鐵回收率為57.39%。

4 結(jié)論

(1)內(nèi)蒙古大壩溝鐵礦石TFe含量為15.68%，磁性鐵含量為10.03%，屬超貧磁鐵礦石。

(2)對該超貧磁鐵礦石進行塊礦干選—閉路高壓輥磨—粉礦干選，可以預(yù)先拋除產(chǎn)率達54.16%、鐵品位為7.71%的合格尾礦，從而使礦石鐵品位由15.72%提高到25.19%，而磁性鐵損失率僅4.68%。

(3)預(yù)選精礦經(jīng)階段磨礦—細篩分級—階段弱磁選，可以獲得鐵品位為65.52%、作業(yè)鐵回收率為78.14%、對原礦鐵回收率為57.39%的合格鐵精礦。

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