吳文紅 唐 昊

(鞍鋼集團礦業(yè)設計研究院)

某碳酸鹽貧磁鐵礦選別效果考查及提質工藝研究

吳文紅 唐 昊

(鞍鋼集團礦業(yè)設計研究院)

通過對某地選廠處理高碳酸鹽貧磁鐵礦礦石工藝流程選別效果考查分析，查明由于該礦石碳酸鐵含量較高，其鐵礦物嵌布粒度較細，采用細篩提質工藝處理該礦，存在最終鐵精礦品位難以達到65%以上的問題，并針對該問題進行了相關試驗研究。根據研究結果提出了采用細磨磁選提高其終精品位的提質工藝流程措施建議。

高碳酸鐵貧磁鐵礦 細粒嵌布 提質 細篩 解離度

某地選廠采用“階段磨礦—單一磁選—細篩再磨”工藝流程處理碳酸鹽貧磁鐵礦礦石，近年來由于礦石中碳酸鐵含量增加，其最終鐵精礦品位難以達到65%以上。為此，針對該問題進行了流程選別效果考查分析，查找出了最終精礦品位低的原因并進行了試驗研究，提出了措施建議。

1 工藝流程簡述

某地選廠處理含碳酸鹽貧磁鐵礦的生產工藝流程為階段磨礦—單一磁選—細篩再磨工藝流程，即原礦由1段球磨機與1次螺旋分級機構成1段閉路磨礦作業(yè)，1次分級溢流給入1段弱磁機進行1段磁選，拋出部分合格尾礦，1段磁選精礦給入2次分級作業(yè)，1次分級沉砂給入2段球磨機，球磨排礦返回2次分級旋流器，2次分級溢流給入1段脫水槽，脫水槽精礦給入2段弱磁選別，2段磁選精礦給入1段高頻振網篩(振網篩篩孔為0.075 mm，2段亦同)，1段細篩篩上產品給入脫水弱磁選機濃縮，脫水磁精給入3段球磨機進行再磨，再磨排礦給入2段脫水槽，脫水槽精礦給入3段弱磁選別，3段磁選精礦給入2段振網篩，2段細篩篩上產品返回到再磨前脫水永磁作業(yè)；1段、2段篩下產品合并給入3段脫水槽，脫水槽精礦給入4段弱磁選別，4段磁選精礦給入4段脫水槽，4段脫水槽精礦作為最終精礦產出，各段磁選機尾礦、脫水槽尾礦合并作為綜合尾礦輸送到尾礦壩堆積。

2 各選別及提質作業(yè)考查結果

通過對處理該碳酸鹽貧磁鐵礦工藝流程的考查得出，原礦品位為24.30%，終精品位為64.21%，精礦產率為18.20%，綜尾品位為15.42%，金屬回收率為48.09%。

2.1 1段磁選拋尾作業(yè)

原礦經過1段磨礦分級后，粒度為-0.074 mm 52.44%的1段分級溢流給入1段弱磁選機選別拋尾。1段磁選作業(yè)選別指標見表1。

表1 1段磁選作業(yè)選別指標 %

鐵品位給礦精礦尾礦拋尾產率24.3043.8614.2667.03

由表1可知，1段磁選作業(yè)在粗磨的條件下，拋掉了鐵品位為14.26%、產率為67.03%的尾礦，拋尾量較多但鐵品位較高。

2.2 2段、3段弱磁拋尾作業(yè)

2段、3段選別作業(yè)均為細篩前選別拋尾作業(yè)，1段磁選精礦給入2次分級作業(yè)分級，粒度為 -0.074 mm 88.53%的2次分級旋流器溢流給入2段磁選作業(yè)拋尾；1段、2段細篩篩上產品給入再磨機再磨，粒度為-0.074 mm 91.50%的再磨排礦給入3段磁選作業(yè)拋尾，2段、3段選別作業(yè)技術指標見表2。

表2 2段、3段磁選拋尾作業(yè)選別指標 %

作業(yè)名稱鐵品位給礦精礦尾礦拋尾產率1段脫水槽43.8651.7618.487.832段磁選機51.7655.7715.612.512段脫水槽51.4552.3416.820.663段磁選機52.3455.0621.772.09

由表2可知，1段脫水槽提質幅度較大，1段脫水槽提質7.90個百分點，2段磁選機提質效果也較好，精礦鐵品位提高了4.01個百分點；而2段脫水槽提質幅度則較小，只提高了0.89個百分點，2段、3段弱磁選別作業(yè)尾礦品位都較高。

2.3 細篩提質作業(yè)

1段、2段細篩作業(yè)是磁鐵礦流程的關鍵提質作業(yè)。細篩作業(yè)主要技術指標見表3。

表3 細篩作業(yè)主要技術指標

由表3可知，1段、2段細篩的提質幅度均較高，1段提高了6.79個百分點，2段提高了6.65個百分點，但在1段篩給粒度為-0.074 mm 88.64%的條件下，篩給鐵品位較低，只有55.77%，篩下粒度在-0.074 mm 98.75%的條件下，篩下鐵品位只有62.56%，兩段細篩作業(yè)狀況相近。

2.4 4段弱磁拋尾作業(yè)

4段選別作業(yè)為細篩篩下產品提質作業(yè)，4段選別作業(yè)主要技術指標見表4。

表4 4段磁選作業(yè)主要技術指標 %

作業(yè)名稱鐵品位給礦精礦尾礦拋尾產率3段脫水槽62.1563.7323.520.764段磁選機63.7363.9934.090.164段脫水槽63.9964.2125.180.10

由表4可知，3段脫水槽實現(xiàn)了一定的提質，精礦鐵品位提高了1.58個百分點，4段磁選機和4段脫水槽提質幅度都甚微，且這3個選別作業(yè)的尾礦鐵品位均較高。

3 考查結果分析

3.1 原礦性質

對流程考查的原礦樣進行了化學多元素分析和鐵物相分析，其結果見表5、表6。

表5 原礦化學多元素分析結果 %

成分TFeFeOSiO2CaOMgO含量24.3014.8751.572.471.61成分Al2O3MnOSP燒失含量1.360.240.2200.0306.14

表6 原礦鐵物相分析結果 %

由表5、表6可知，原礦鐵品位較低為24.30%，礦石以磁鐵礦為主，礦石中碳酸鐵含量較高為7.21%，占礦石中鐵礦物含量的29.67%；工業(yè)不可利用的硅酸鐵和采用單一磁選工藝回收效果較差的赤褐鐵礦含量也較多，這樣的礦石性質決定了其選別回收率必然較低，尾礦品位必然較高[1-2]，同時有害硫元素含量也稍高。

3.2 流程選別關鍵產品分析研究

3.2.1 最終磨礦產品粒度及解離度

最終磨礦產品粒度和解離度測定結果見表7。

表7 最終磨礦產品粒度和解離度測定結果 %

產品名稱鐵品位粒度(-0.074mm)解離度鐵礦物脈石2旋溢43.1190.3272.9254.89再磨排礦51.9792.6880.0830.75

由表7可知，處理該碳酸鐵貧磁鐵礦工藝流程中的2個最終磨礦產品2旋溢和再磨排礦的鐵礦物和脈石礦物解離度都不高，再磨排礦的鐵礦物解離度稍高，但也只有80.08%，但其脈石礦物解離度較低為30.75%，這是其終精品位較低的主要原因。

3.2.2 細篩作業(yè)產品粒度及解離度

由于細篩作業(yè)為處理該礦石工藝的關鍵提質作業(yè)，因此對該部分的主要流程產品1篩給、1篩下、2篩給、2篩下分別進行了粒度分析和解離度測定，測定結果見表8～表11。

表8 1篩給粒度分析及解離度測定結果

表9 2篩給粒度分析及解離度測定結果

由表8、表9可知，這兩個產品的解離度均較低，雖然這兩個產品在0.076 mm這個粒度級別上下有明顯的品位差，但0.076 mm粒度以下級別產品除了-0.021 mm級別產品品位較高外，其他各粒度級別品位均較低，特別是0.031～0.056 mm這個粒度區(qū)間的產品，只有53%～57%，所以對該碳酸鐵磁鐵礦采用細篩工藝提質，即使是采用0.076 mm較細篩孔的振動細篩，雖然提質幅度也較高，但其篩下產品難以達到較高的品位。

表10 1篩下粒度分析及解離度測定結果

表11 2篩下粒度分析及解離度測定結果

由表10、表11可知，由于采用的為0.075 mm篩孔的振動細篩，該產品幾乎全部為-0.076 mm粒級產品，1篩下產品中-0.076 mm粒級含量為98.92%，但-0.076 mm粒級產品鐵品位較低，1篩下產品中-0.076 mm粒級產品品位平均為63.24%，0.031～0.056 mm粒度產品的鐵品位較低，只有60.58%～62.40%，但該粒度的產率卻高達47.46%，2篩下產品的情況較之更差，所以該高碳酸鐵磁鐵礦采用細篩提質，即使是采用0.076 mm的篩孔尺寸，也很難達到較高品位的篩下產品[3]。

3.2.3 終精產品分析

對最終精礦產品進行化學多元素分析、粒度分析和解離度測定，分析及測定結果見表12、表13。

表12 終精化學多元素分析結果 %

組分TFeFeOSiO2CaOMgO含量64.3519.628.000.370.265組分Al2O3MnOSP燒失含量0.180.0490.0370.0140.4

由表12可知，終精鐵品位為64.35%，其中SiO2含量較高為8%，但經選別后終精中的有害元素硫元素含量較低，達到冶煉標準。

表13 終精粒度分析及解離度測定結果

由表13可知，終精中0.056～0.043 mm粒級的產率為33.52%，但該粒級產品的鐵品位只有61.97%。在-0.076 mm粒級產率累計達到99%以上的條件下，終精鐵礦物解離度為88.63%，這說明該碳酸鐵磁鐵礦的嵌布粒度很細，即使在細篩作業(yè)后采用2段脫水槽和1段磁選進行提質，其終精品位也難以達到65%以上。

3.2.4 綜尾產品分析

對綜合尾礦產品進行了鐵物相分析，分析結果見表14。

表14 綜尾鐵物相分析結果 %

鐵物相鐵含量鐵分布率磁鐵礦1.509.58碳酸鐵7.5047.92硅酸鐵2.1513.74假象、半假赤鐵礦0.301.92赤褐鐵礦4.2026.84全鐵15.65100.00

由表14可知，綜尾鐵品位較高為15.65%，其中含量最多的為碳酸鐵，占鐵礦物含量的47.92%；采用單一弱磁選工藝難以有效回收的赤褐鐵礦損失也較多，占其鐵礦物含量的26.84%，硅酸鐵含量占鐵礦物含量的13.74%，相對來說磁性鐵損失較少。

4 提質探索試驗研究

流程選別效果考查結果表明，采用階段磨礦—單一磁選—細篩再磨工藝流程，處理該高碳酸鐵貧磁鐵礦，最終精礦品位難以達到65%以上，細篩篩下產品，經3段脫水槽、4段磁選機、4段脫水槽這3段提質選別作業(yè)選別后，鐵品位提高幅度較小，對篩下產品的分析結果表明，篩下產品的解離度較低，針對該考查結果，采取原流程中的2磁精產品礦樣，采用試驗室濕式球磨機將其磨至-0.045 mm 95%和-0.037 4 mm 95%兩個粒度進行磁選管選別試驗研究，試驗結果見表15。

表15 2磁精磁選管試驗結果 %

2磁精鐵品位精礦鐵品位精礦產率尾礦鐵品位金屬回收率粒度55.9665.5172.0031.4084.2995(-0.045mm)67.2965.9034.0679.2495(-0.0374mm)

由表15可知，將原流程中的2磁精磨至 -0.045 mm 95%的條件下，可獲得鐵品位為65.51%的鐵精礦，當將2磁精磨至-0.037 4 mm 95%的條件下，可獲得鐵品位為67.29%的鐵精礦。

5 提質工藝流程措施建議

根據對該礦的流程選別效果考查及對流程中2磁精的細磨產品磁選管選別試驗結果，建議將現(xiàn)流程中的細篩作業(yè)去掉，采用階段磨礦—單一磁選工藝處理該高碳酸鐵貧磁鐵礦石，即2磁精之前的工藝流程不變，將流程中的2磁精直接采用塔磨機細磨至-0.045 mm 95%以上后，采用弱磁選機進行提質選別，使其最終精礦品位達到并穩(wěn)定在65%以上。

6 結 語

某地選廠碳酸鐵含量較高的貧磁鐵礦石中鐵礦物嵌布粒度較細，在磨礦粒度較粗的條件下，其鐵礦物難以達到較好的單體解離程度，特別是采用細篩工藝提質，由于受篩孔尺寸限制，其鐵精礦品位難以達到65%以上。探索試驗結果表明，該高碳酸鐵貧磁鐵礦只有通過細磨至-0.045 mm 95%以上，使其鐵礦物與脈石礦物都達到較好的單體解離程度，再采用單一磁選工藝進行選別，其最終精礦品位才可能達到并穩(wěn)定在65%以上。

[1] 張志雄.礦石學[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1981.

[2] 許 時.礦石可選性研究[M].2版.北京：冶金工業(yè)出版社，1989.

[3] 孫炳泉.近年我國復雜難選鐵礦石選礦技術進展[J].金屬礦山，2006(3):11-13.

2015-07-23)

吳文紅(1968—)，女，碩士，高級工程師，114002 遼寧省鞍山市鐵東區(qū)東解放路132#。