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        云南某鐵礦老尾礦選礦試驗(yàn)研究

        2014-04-02 05:52:12李學(xué)智楊茂椿漆小莉
        中國(guó)礦業(yè) 2014年6期
        關(guān)鍵詞:強(qiáng)磁赤鐵礦褐鐵礦

        廖 佳,李學(xué)智,楊茂椿,漆小莉

        (云南科立新材料有限公司,云南 昆明 650031)

        在選礦分選作業(yè)中,有用目標(biāo)組分含量最低的部分通常做為尾礦丟棄,近年來(lái),由于資源枯竭和環(huán)境保護(hù)的壓力,各大礦山逐漸開(kāi)始重視對(duì)尾礦資源的開(kāi)發(fā)利用,并且已經(jīng)取得了實(shí)用性成果并且已經(jīng)取得了實(shí)用性成果[1-2]。在眾多尾礦類型中,鐵礦石尾礦在工業(yè)固體廢棄物中占的比例最大,往往需要占據(jù)大量的農(nóng)用和林用土地[3]。對(duì)于鐵礦山,普遍采用磁選回收鐵礦物,但由于受到技術(shù)、裝備和經(jīng)濟(jì)條件等因素的限制,有的鐵礦山選礦回收率并不高,尾礦平均含鐵11%左右,而一些老尾礦含鐵最高可達(dá)27%左右,其中主要為微細(xì)粒的褐鐵礦、赤鐵礦等弱磁性鐵礦物[4]。

        本文針對(duì)云南某鐵礦老尾礦開(kāi)展研究,通過(guò)對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的工藝礦物學(xué)及選礦試驗(yàn)研究,尋求最佳的選礦工藝流程和技術(shù)指標(biāo),達(dá)到綜合回收利用此類老尾礦的目的。

        1 礦石性質(zhì)

        云南某鐵礦老尾礦的化學(xué)多元素分析和鐵物相分析結(jié)果如表1、表2所示。結(jié)果表明老尾礦含鐵28.28%,不僅遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于我國(guó)鐵礦山尾礦含鐵低于15%的標(biāo)準(zhǔn),而且也已達(dá)到鐵礦石品位大于25%的要求,對(duì)其開(kāi)展相關(guān)選礦試驗(yàn)研究,綜合回收有用礦物,有較好的技術(shù)推廣價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益。物相分析結(jié)果表明,老尾礦中的鐵以磁性鐵存在的僅為1.28%,而以赤、褐鐵礦物存在的鐵高達(dá)54.89%。

        為查明老尾礦中鐵的賦存狀態(tài),對(duì)占有率較高的赤鐵礦和褐鐵礦進(jìn)行了工藝礦物學(xué)研究,SEM掃描電鏡結(jié)果如圖1所示。結(jié)果表明礦石中部分赤鐵礦、褐鐵礦是以碎屑的形式存在,被鐵浸染的白云石和方解石等碳酸鹽礦物充填在碎屑之間,在磁選過(guò)程中極易影響鐵精礦品位,只有在磨礦細(xì)度較細(xì)的情況下,才能使赤鐵礦、褐鐵礦有效解離。但在較細(xì)的細(xì)度下,這些弱磁性鐵礦物的回收十分困難,導(dǎo)致

        表1 老尾礦化學(xué)多元素分析結(jié)果

        表2 老尾礦鐵物相分析結(jié)果

        圖1 赤鐵礦和褐鐵礦(紅褐色)的集合體呈粉砂狀的碎屑,被白云石膠結(jié),構(gòu)成碎屑結(jié)構(gòu)

        鐵回收率下降明顯,這是該老尾礦綜合利用的主要難點(diǎn)之一。

        老尾礦中鐵粒度組成結(jié)果如表3所示。結(jié)果表明老尾礦中鐵主要分布在-0.15+0.019 mm粒級(jí)范圍內(nèi),屬粗細(xì)不均勻分布,既有粗粒級(jí)也有細(xì)粒級(jí)。但在+0.15mm粒級(jí)范圍內(nèi),鐵的品位均僅為15%左右,鐵金屬分布率也僅為10%左右,明顯低于其它粒級(jí),表明原選礦工藝中大部分粗粒級(jí)的鐵得到了較好的回收。而-0.074+0.019 mm粒級(jí)不僅鐵的金屬分布率較高,而且鐵品位也較高,表明老尾礦中褐鐵礦和赤鐵礦嵌布粒度較細(xì)。綜上所述,對(duì)于老尾礦中的鐵,不僅要保證原選礦工藝殘留的小部分粗粒鐵的回收,也要保證鐵金屬占有率較高的細(xì)粒鐵的回收。

        表3 老尾礦中鐵粒度組成結(jié)果

        2 選礦試驗(yàn)研究

        工藝礦物學(xué)結(jié)果表明,老尾礦中鐵主要以赤鐵礦、褐鐵礦等弱磁性礦物的形式存在,脈石礦物則為非磁性礦物,可以采用強(qiáng)磁選回收鐵礦物。但在強(qiáng)磁選作業(yè)中,由于強(qiáng)磁選機(jī)適宜的給礦粒度為+0.020mm,當(dāng)粒度小于0.020mm時(shí),采用強(qiáng)磁選鐵的回收率較低。由于老尾礦中鐵粗細(xì)不均勻,且大部分鐵以細(xì)粒的形式存在,入選粒度既不能為了使赤鐵礦和褐鐵礦充分解離而過(guò)細(xì),也不能為了保證鐵的回收率而過(guò)粗,因此重點(diǎn)進(jìn)行了磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)。為了確定適宜的強(qiáng)磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度,也進(jìn)行了磁場(chǎng)強(qiáng)度條件試驗(yàn)。

        在強(qiáng)磁選作業(yè)中,由于部分赤鐵礦、褐鐵礦是以碎屑的形式浸染在白云石、方解石等碳酸鹽礦物中,導(dǎo)致磁選中礦鐵品位僅為35%左右,若循序返回,將會(huì)嚴(yán)重影響鐵精礦品位,因此需要對(duì)磁選中礦進(jìn)行進(jìn)一步處理。工藝礦物學(xué)結(jié)果表明,磁選中礦褐鐵礦和赤鐵礦嵌布粒度細(xì),需要細(xì)磨才能解離,并且目的鐵礦物與白云石、方解石等脈石礦物同時(shí)存在著磁性差異和比重差異,因此分別進(jìn)行了“細(xì)磨-強(qiáng)磁選”和“細(xì)磨-重選”的方案對(duì)比試驗(yàn)研究。

        2.1 強(qiáng)磁粗選條件試驗(yàn)

        2.1.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

        磨礦細(xì)度試驗(yàn)流程如圖2所示,磁選機(jī)采用Slon-100周期式脈動(dòng)高梯度磁選機(jī),試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

        由表4表明,當(dāng)磨礦細(xì)度由不磨提高至-0.074mm占85.40%時(shí),精礦和中礦鐵累積回收率變化不大,均在77%左右,但鐵累積品位由44.63%提高至46.32%,繼續(xù)增加磨礦細(xì)度至-0.074mm占96.73%,雖然鐵累積品位由46.32%提高至47.65%,但鐵累積回收率由77.74%降至75.07%。綜合考慮,最終選擇磨礦細(xì)度為-0.074mm占85.40%。

        圖2 強(qiáng)磁選-磨礦細(xì)度試驗(yàn)流程

        表4 強(qiáng)磁選-磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

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

        根據(jù)工業(yè)型Slon脈沖高梯度磁選機(jī)磁場(chǎng)強(qiáng)度上限值,分別選擇磁場(chǎng)強(qiáng)度為0.8T和1.0T進(jìn)行了條件試驗(yàn),試驗(yàn)流程見(jiàn)圖3,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

        圖3 強(qiáng)磁選-磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)流程

        由表5數(shù)據(jù)可知,隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加,鐵累積回收率由76.75%提高至77.15%,且尾礦中鐵品位由12.15%降至11.84%,綜合考,最終確定強(qiáng)磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度為1.0T。

        2.2 擴(kuò)大試驗(yàn)

        為了驗(yàn)證上述工藝條件在實(shí)際生產(chǎn)中的穩(wěn)定性,進(jìn)行了強(qiáng)磁選擴(kuò)大試驗(yàn),試驗(yàn)規(guī)模為50kg,試驗(yàn)流程如圖4所示,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。如表6所示,擴(kuò)大試驗(yàn)獲得了鐵品位58.70%,鐵回收率為47.70%的合格褐鐵精礦產(chǎn)品,與小型試驗(yàn)指標(biāo)相差不大,但中礦鐵品位僅為36.53%,若直接返回,將大大降低鐵精礦品位,需對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步單獨(dú)處理。

        圖4 強(qiáng)磁精選擴(kuò)大試驗(yàn)流程

        表5 強(qiáng)磁選-磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

        表6 強(qiáng)磁精選擴(kuò)大試驗(yàn)結(jié)果

        2.3 中礦再處理試驗(yàn)

        2.3.1 “中礦細(xì)磨-強(qiáng)磁選”試驗(yàn)

        對(duì)于擴(kuò)大試驗(yàn)生產(chǎn)的強(qiáng)磁選中礦,首先進(jìn)行了“細(xì)磨-強(qiáng)磁選”的方案試驗(yàn),分別進(jìn)行了不同磨礦細(xì)度下的強(qiáng)磁選試驗(yàn),試驗(yàn)流程如圖5所示,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7所示。結(jié)果表明中礦細(xì)磨后,不僅精礦鐵品位可由52.03%提高至59.15%,鐵的作業(yè)回收率也由39.23%提高至44.05%,加大磨礦細(xì)度,鐵回收率下降明顯。因此磨礦細(xì)度選擇-0.043mm占84.57%為宜。

        圖5 強(qiáng)磁中礦再磨-強(qiáng)磁選分離試驗(yàn)流程

        表7 強(qiáng)磁中礦再磨-強(qiáng)磁選分離試驗(yàn)結(jié)果

        2.3.2 “中礦細(xì)磨-重選”試驗(yàn)

        褐鐵礦和赤鐵礦比重在3.75左右,而白云石和方解石等碳酸鹽礦物比重在2.85左右,根據(jù)重選可選性準(zhǔn)則公式,其重選難易度E為1.5,屬重選較易分離的礦石,因此也進(jìn)行了“中礦細(xì)磨-重選”試驗(yàn),試驗(yàn)流程如圖6所示,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表8。表8結(jié)果表明采用搖床重選,無(wú)論磨礦與否,獲得的精礦鐵作業(yè)回收率與強(qiáng)磁選方案相差不大,但鐵品位卻明顯低于強(qiáng)磁選方案。最終采用“細(xì)磨-強(qiáng)磁選”的中礦再處理方案。

        2.4 全工藝流程試驗(yàn)

        在上述試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,最終確定了“強(qiáng)磁粗選-中礦細(xì)磨-強(qiáng)磁分離”的選鐵工藝流程,為了進(jìn)一步提高精礦鐵品位,對(duì)強(qiáng)磁精礦1采用了細(xì)篩拋除鐵品位較低的篩上部分,最終確定的全工藝流程如圖7所示,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表9。

        表8 細(xì)磨-重選分離試驗(yàn)結(jié)果

        圖6 細(xì)磨-重選分離試驗(yàn)流程

        圖7 全工藝流程

        表9 全工藝流程試驗(yàn)結(jié)果

        全工藝流程獲得了鐵品位62.52%,鐵回收率39.42%的鐵精礦1和鐵品位58.95%,鐵回收率17.49%的鐵精礦2,總鐵回收率為56.91%,較好的實(shí)現(xiàn)了老尾礦中鐵的綜合回收利用。

        3 小結(jié)

        1)云南某鐵礦老尾礦中鐵主要以褐鐵礦和赤鐵礦形式存在,嵌布粒度粗細(xì)不均勻,且部分赤鐵礦、褐鐵礦是以碎屑的形式存在,而被鐵浸染的白云石和方解石等碳酸鹽礦物充填在碎屑之間,在磁選過(guò)程中極易影響鐵精礦品位。

        2)通過(guò)詳細(xì)的選礦條件試驗(yàn),確定了“強(qiáng)磁粗選-中礦細(xì)磨-強(qiáng)磁分離”的選鐵工藝流程。為了進(jìn)一步提高精礦品位,對(duì)強(qiáng)磁粗選得到的鐵精礦采用細(xì)篩拋除鐵品位較低的篩上部分,最終在老尾礦含鐵28.28%的情況下,分別獲得了產(chǎn)率為17.83%,鐵品位為62.52%,鐵回收率為39.42%的鐵精礦1和產(chǎn)率為8.39%,鐵品位為58.95%,鐵回收率為17.49%的鐵精礦2,總鐵回收率為56.91%。

        3)針對(duì)該尾礦褐鐵礦和赤鐵礦粗細(xì)不均勻的特點(diǎn),采用“階段磨礦-階段選別”的技術(shù)方案,既保證了原選礦工藝殘留的小部分粗粒鐵的回收,也保證了鐵金屬占有率較高的細(xì)粒鐵的回收,較好的實(shí)現(xiàn)了該老尾礦中鐵的選礦回收利用。

        [1] 邱顯揚(yáng),王成行,胡真,等.從選銅尾礦中綜合回收銅鉍鎢試驗(yàn)研究[J].有色金屬:選礦部分,2011(4):19-22.

        [2] 王成行,童雄,胡真.西南某稀土尾礦中回收鉛的選礦試驗(yàn)研究[J].礦山機(jī)械,2013(8):91-94.

        [3] 金末梅,劉全軍.鐵礦尾礦的現(xiàn)狀和綜合利用途徑[J].礦冶,2010(2):31-33,37.

        [4] 朱運(yùn)凡,楊波,盧琳.云南大紅山鐵尾礦再選新工藝研究[J].礦冶,2012(1):35-38.

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