磁鐵礦雙介質(zhì)，細篩—塔磨—高效磁選新工藝技術(shù)研究

張叢香 鐘 剛

(1.鞍鋼集團礦業(yè)設(shè)計研究院有限公司，遼寧 鞍山 114002；2.鞍鋼集團礦業(yè)公司動力廠，遼寧 鞍山 114002)

0 引言

磁鐵礦通常采用“三段破碎作業(yè)，階段磨礦，細篩—再磨—單一磁選”工藝流程選別，流程中采用粗破、中破、細破三段破碎作業(yè)，一次磨礦、二次磨礦、三次磨礦作業(yè)，兩段細篩作業(yè)選別，一段細篩篩上再磨后，粒度達到-0.074mm含量約90%，經(jīng)過磁選—二段細篩工藝選別，二段細篩篩上產(chǎn)品返至三次球磨機再磨，形成中礦循環(huán)。流程中存在破碎和磨礦作業(yè)段數(shù)多、成本高、工藝復(fù)雜等弊端。

如果采用“磁鐵礦雙介質(zhì),細篩—塔磨—磁選”工藝，礦石經(jīng)過粗破、中破，在中破后的產(chǎn)品粒度達到-25mm含量90%以上時，通過“高壓輥磨—風(fēng)力分級”(風(fēng)介質(zhì))系統(tǒng)，使礦石粒度達

到-0.074mm含量55%～60%，風(fēng)力分級后的產(chǎn)品經(jīng)過“磁選—細篩—塔磨(水介質(zhì))—高效磁選”工藝選別，可獲得高品位精礦，節(jié)省了細破作業(yè)和一段磨礦作業(yè)，取消了二段細篩再磨作業(yè)，實現(xiàn)了“風(fēng)介質(zhì)和水介質(zhì)”的雙介質(zhì)、短流程選別。新設(shè)備與新技術(shù)的研究應(yīng)用，可大幅度降低選礦成本，提高經(jīng)濟效益。

1 礦石性質(zhì)分析

1.1 原礦物相及化學(xué)多元素分析

試驗礦樣取自某鐵礦井下采出的磁鐵礦石，經(jīng)粗破、中破、細破后，粒度達到0～2mm，混勻縮分，取代表性礦樣進行原礦物相、化學(xué)多元素分析，結(jié)果見表1、2。

表1 原礦物相分析結(jié)果(%)

表2 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果(%)

從原礦物相、化學(xué)多元素分析結(jié)果看，試驗礦樣全鐵品位29.52%，亞鐵含量15.52%，磁性鐵含量25.25%、占全鐵含量的85.54%，硅酸鐵、碳酸鐵含量分別為3.00%、1.25%，分別占全鐵含量的10.16%、4.23%，礦石中硫、磷的含量都較低，該礦石為硅酸鐵含量較高的低硫、磷貧磁鐵礦石。

1.2 礦石相對可磨度測定

圖1 礦石相對可磨度曲線

將試驗礦石與大孤山礦石進行可磨度測定，從圖1相對可磨度曲線看，試驗礦石與大孤山礦石可磨度相近。

1.3 原礦不同磨礦粒度磁選管選別試驗

將原礦磨至不同粒度(-0.074mm含量61%、71%、80%、90%、96%)，分別進行磁選管選別試驗，磁選管磁場強度96kA/m，選別結(jié)果見表3。

表3 原礦不同磨礦粒度產(chǎn)品磁選管選別試驗結(jié)果

由表3可見，磨礦粒度達到-0.074mm 為60%時，磁選管精礦品位53.19%，產(chǎn)率47.90%，可拋掉產(chǎn)率52.10%、品位7.76%的合格尾礦。該礦石可采用階段磨礦，粗粒拋尾的方法選別，減少后續(xù)作業(yè)磨礦量，降低選礦成本。當磨礦粒度達到-0.074mm為96%時，磁選管精礦品位65.12%，礦石在細磨的條件下可獲得高品位精礦。

2 試驗礦石“高壓輥磨—風(fēng)力分級”試驗

2.1 “高壓輥磨—風(fēng)力分級”工藝流程試驗

“高壓輥磨—風(fēng)力分級”系統(tǒng)簡介，原礦給入高壓輥磨，輥壓后的料餅經(jīng)提升機喂入打散機，經(jīng)打散后的物料進入風(fēng)力分級系統(tǒng)進行分級，產(chǎn)出細粒級產(chǎn)品，粗粒級物料進入輥壓磨進行輥壓，輥壓后的料餅與原礦混合再經(jīng)提升機喂入打散機，構(gòu)成閉路循環(huán)。該系統(tǒng)主要由高壓輥磨和打散機、風(fēng)力分級形成的一套自動控制系統(tǒng)。

原礦(粒度0～300mm)，經(jīng)粗破、中破后，產(chǎn)品粒度達到-25mm含量91%，給入高壓輥磨機進行輥壓，經(jīng)打散后進行風(fēng)力分級，分選出細粉，粗粒返回高壓輥磨機再磨。經(jīng)“高壓輥磨—風(fēng)力分級”系統(tǒng)處理后，產(chǎn)品粒度直接達到-0.074mm為56%。

2.2 “高壓輥磨—風(fēng)力分級”后產(chǎn)品粒度分析及單體解離度測定

對高壓輥磨-風(fēng)力分級后的產(chǎn)品進行了粒度分析及單體解離度測定，從測定結(jié)果看，產(chǎn)品的粒度-0.074mm含量56.59%，鐵礦物單體解離度66.13%，脈石解離度63.15%。

同時將原礦采用球磨機磨至粒度-0.074mm含量56.5%，進行了產(chǎn)品粒度分析及單體解離度測定，從測定結(jié)果看，鐵礦物單體解離度60.50%，脈石解離度59.14%。

從兩種不同磨礦方式相同粒度的產(chǎn)品的單體解離度測定結(jié)果看，高壓輥磨—風(fēng)力分級產(chǎn)品單體解離度比球磨機的單體解離度略高些，說明原礦經(jīng)過粗破、中破、高壓輥磨—風(fēng)力分級系統(tǒng)處理后的礦石與原礦經(jīng)過粗破、中破、細破、一段磨礦處理后的礦石達到相同粒度時相比，風(fēng)力分級獲得的產(chǎn)品鐵礦物單體解離度高5.63個百分點，脈石的單體解離度高4.01個百分點，有利于后續(xù)選別指標的提高。

3 選礦工藝流程試驗

3.1 一段磁選機拋尾試驗

“高壓輥磨—風(fēng)力分級”后產(chǎn)品粒度-0.074mm含量56.59%，進行一段磁選機選別試驗，磁選機磁場強度144kA/m，獲得一段磁選機精礦品位47.51%，產(chǎn)率55.45%，尾礦品位7.13%，產(chǎn)率44.55%的選別指標。該礦石在粗粒度條件下，經(jīng)過一段磁選機選別即可拋掉產(chǎn)率約45%、品位7.13%的粗粒合格尾礦，可采用階段磨礦—粗粒拋尾的方法選別。

3.2 一段磁選精礦磨至粒度-0.074mm含量90%的磁選-細篩選別試驗

風(fēng)力分級后的產(chǎn)品經(jīng)一段磁選機選別后，一段磁選粗精礦品位47.51%，將一段磁選粗精礦磨至粒度-0.074mm含量90%，經(jīng)過二段磁選機選別，拋掉作業(yè)產(chǎn)率27.23%，品位6.55%的部分合格品位尾礦；二段磁選機精品位62.84%，將二段磁選精礦給入細篩作業(yè)，篩孔尺寸0.09mm×0.09mm，細篩篩下品位66.45%、作業(yè)產(chǎn)率30.67%，篩上品位60.21%、作業(yè)產(chǎn)率42.10%，篩上產(chǎn)品需要進一步再磨再選。一磁精磨礦后的磁選—細篩選別數(shù)質(zhì)量流程見圖2。

3.3 篩上產(chǎn)品塔磨至不同粒度磁選機選別試驗

一段細篩篩上產(chǎn)品為60.21%，粒度-0.074mm含量76.25%，經(jīng)塔磨機分別磨至粒度-0.045mm含量90%、95%，經(jīng)第三段磁選機選別，獲得三段磁選機精礦，根據(jù)塔磨—磁選后的選別結(jié)果，確定篩上產(chǎn)品的最佳磨礦粒度，選別結(jié)果見表4。

圖2 一磁精再磨(d：90%-0.074mm)磁選機—細篩選別數(shù)質(zhì)量流程

表4 一段細篩篩上產(chǎn)品再磨至不同粒度的磁選機選別指標對比

由表4可見，塔磨粒-0.045mm含量85%時，磁選機精礦品位為 67.21%，精礦品位較低，沒有達到67.5%；塔磨粒-0.045mm含量在90%、95%時，磁選精礦品位均較高，分別為67.70%、68.11%，但磨礦粒度達到-0.045mm含量95%時，將會大幅增加選礦成本，而塔磨粒度達到-0.045mm含量90%時，精礦品位已達到67.5%以上。綜合考慮，選擇一段細篩篩上產(chǎn)品的再磨粒度為-0.045mm含量90%為最佳再磨粒度。

3.4 細篩篩下產(chǎn)品的一段磁選機選別試驗

細篩篩下品位66.45%，為進一步提高精礦質(zhì)量，將篩下產(chǎn)品給入第四段磁選機選別，獲得第四段磁選機精礦品位67.92%，尾礦品位14.38%，選別數(shù)質(zhì)量流程見圖3。

圖3 細篩篩下產(chǎn)品一段磁選機選別數(shù)質(zhì)量流程圖

3.5 磁鐵礦“雙介質(zhì)、磁選—細篩—塔磨—磁選”工藝選別結(jié)果

根據(jù)礦石性質(zhì)分析、一段磁選精礦不同磨礦粒度的優(yōu)化試驗，細篩—塔磨—磁選工藝中篩上產(chǎn)品的再磨粒度確定為-0.045mm含量90%。

原礦經(jīng)過粗破、中破后，粒度達到 -25mm含量90%以上，該產(chǎn)品經(jīng)“高壓輥磨—風(fēng)力分級”系統(tǒng)處理，獲得粒度-0.074mm含量56.59%的產(chǎn)品，“高壓輥磨—風(fēng)力分級”后的產(chǎn)品經(jīng)一段磁選機選別，拋掉粗粒合格尾礦，一段磁選機磁場強度144kA/m；將一段磁選精礦磨至粒度-0.074mm含量90%，給入二段磁選機選別，拋掉部分合格尾礦；二段磁選機精礦給入一段細篩作業(yè)，得到篩上和篩下產(chǎn)品；將篩上產(chǎn)品塔磨至粒度-0.045mm含量90%，經(jīng)過第三段磁選機選別，獲得品位67.70%的精礦；細篩篩下產(chǎn)品再經(jīng)第四段磁選機選別，獲得品位67.92%的磁選精礦；三段磁選機精礦與四段磁選機精礦合為最終精礦；一段磁選機尾礦、二段磁選機尾礦、三段磁選機尾礦、四段磁選機尾合為最終尾礦。

原礦采用“雙介質(zhì)、磁選—細篩—塔磨—磁選”工藝選別，原礦品位29.52%，獲得了精礦品位67.80%，產(chǎn)率36.88%，尾礦品位7.15%，金屬回收率84.70%的選別指標。

4 結(jié)語

——試驗礦樣原礦品位29.52%，亞鐵含量15.52%，碳酸鐵含量1.25%、硅酸鐵含量3.00%，磁性鐵含量25.25%，該礦石為低硫磷貧磁鐵礦石。

——從礦石的相對可磨度測定結(jié)果看，該礦石與大孤山礦石可磨度相近。

——從原礦不同磨礦粒度磁選管選別結(jié)果看，該礦石在粗磨的條件下即可拋掉54%左右合格尾礦。

——通過磨礦工藝優(yōu)化研究，確定細篩篩上產(chǎn)品塔磨的最佳粒度為-0.045mm含量90%。

——試驗礦樣采用“雙介質(zhì)、磁選-細篩-塔磨-磁選”工藝流程試驗，獲得了原礦品位29.52%，精礦品位67.80%，產(chǎn)率36.88%，尾礦品位7.15%，金屬回收率84.70%的選別指標。

——采用“雙介質(zhì)、磁選-細篩-塔磨-高效磁選”工藝流程選別磁鐵礦石，通過“高壓輥磨—風(fēng)力分級”系統(tǒng)處理(風(fēng)介質(zhì))，可以直接將-25mm礦石達到粒度-0.074mm含量 55%的產(chǎn)品，減少一段細破作業(yè)和一段磨礦作業(yè)，細篩篩上產(chǎn)品采用塔磨機處理(水介質(zhì))，使產(chǎn)品粒度達到-0.045mm含量90%，再經(jīng)過一段磁選機選別，獲得高品位精礦，取消了二段細篩作業(yè)，沒有二段細篩篩上循環(huán)量，穩(wěn)定了流程結(jié)構(gòu)，減少了選別作業(yè)段數(shù)，實現(xiàn)了磁鐵礦雙介質(zhì)、短流程選別。