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(guó)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(kāi)發(fā)，易處理富礦越來(lái)越少，貧、細(xì)、雜難處理鐵礦石的利用成為當(dāng)前我國(guó)選礦工作者面對(duì)的重要課題［4-5］。本研究對(duì)內(nèi)蒙古大壩溝低品位細(xì)粒嵌布鐵礦石進(jìn)行選礦試驗(yàn)，為該礦石的開(kāi)發(fā)利用提供依據(jù)。

1 試樣性質(zhì)

試驗(yàn)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(jiàn)表1，礦物組成見(jiàn)表2，鐵物相分析結(jié)果見(jiàn)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(dá)21.81%，這將嚴(yán)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(xì)，約70%分布在－0.07 mm粒級(jí)，而脈石礦物結(jié)晶粒度相對(duì)較粗，+0.07 mm粒級(jí)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(xì)粒磁鐵礦，這部分磁鐵礦難以解離，將進(jìn)一步影響鐵的回收率。

2 預(yù)選拋尾試驗(yàn)

為減少入磨礦量，提高入選品位，對(duì)原礦進(jìn)行了預(yù)選拋尾試驗(yàn)。經(jīng)詳細(xì)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(jī)，高壓輥磨采用GLGY0825型高壓輥磨機(jī)，粉礦干選采用CTL0806型粉礦干選機(jī))，所得拋尾結(jié)果見(jiàn)表4。

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

表4 預(yù)選拋尾試驗(yàn)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(dá)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(yàn)

根據(jù)礦物嵌布粒度的特點(diǎn)，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(xì)而脈石礦物結(jié)晶粒度相對(duì)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(xì)篩分級(jí)—階段弱磁選流程對(duì)所獲預(yù)選精礦進(jìn)行磨選試驗(yàn)［6-7］。試驗(yàn)中磨礦采用XMQ－67型240 mm×90 mm錐形球磨機(jī)，弱磁選采用400 mm×300 mm濕式圓筒弱磁選機(jī)。

圖2 磨選試驗(yàn)流程Fig.2 Process for grinding and separation

3.1 一段磨礦細(xì)度試驗(yàn)

將預(yù)選精礦磨至不同細(xì)度，在磁場(chǎng)強(qiáng)度為135 kA/m條件下進(jìn)行一段弱磁選，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 一段磨礦細(xì)度試驗(yàn)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(xì)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(xì)度為－0.076 mm占55%。

3.2 一段弱磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)

將預(yù)選精礦磨至－0.076 mm占55%進(jìn)行一段弱磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖4 一段弱磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)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(chǎng)強(qiáng)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(chǎng)強(qiáng)度為151 kA/m。

3.3 細(xì)篩分級(jí)試驗(yàn)

為確定細(xì)篩篩孔尺寸，對(duì)磨礦細(xì)度為－0.076 mm占55%、磁場(chǎng)強(qiáng)度為151 kA/m條件下所得一段磨選粗精礦進(jìn)行了粒度篩析，結(jié)果見(jiàn)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(jí)的－0.076 mm含量達(dá)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(jìn)行分級(jí)。

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(dòng)頻率為3 000 r/min、給礦濃度為35%條件下對(duì)一段磨選粗精礦進(jìn)行高頻振動(dòng)細(xì)篩分級(jí)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)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(dòng)細(xì)篩分級(jí)后，可減少67.15%的二段磨礦量。

表6 細(xì)篩分級(jí)試驗(yàn)結(jié)果Table 6 Results of screening by fine sieve %

3.4 二段磨選試驗(yàn)

根據(jù)條件試驗(yàn)，將細(xì)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(chǎng)強(qiáng)度下進(jìn)行二段弱磁選，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。

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

由表7可知，細(xì)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(dá)65.52%，作業(yè)鐵回收率可達(dá)96.63%。

3.5 磨選全流程試驗(yàn)

在以上條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)預(yù)選精礦進(jìn)行了階段磨礦—細(xì)篩分級(jí)—階段弱磁選全流程試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)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(xì)篩分級(jí)—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(duì)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(duì)該超貧磁鐵礦石進(jìn)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(dá)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(xì)篩分級(jí)—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(duì)原礦鐵回收率為57.39%的合格鐵精礦。

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