楊秋明 伍紅強

(1.航宇救生裝備有限公司；2.中鋼集團馬鞍山礦山研究院有限公司；3.華唯金屬礦產(chǎn)資源高效循環(huán)利用國家工程研究中心)

某鐵礦石高效節(jié)能選礦工藝試驗

楊秋明1伍紅強2，3

(1.航宇救生裝備有限公司；2.中鋼集團馬鞍山礦山研究院有限公司；3.華唯金屬礦產(chǎn)資源高效循環(huán)利用國家工程研究中心)

針對某礦山鐵礦石現(xiàn)場工藝流程不合理，生產(chǎn)能耗高、經(jīng)濟效益差等情況，通過試驗研究確定采用干選拋尾—階段磨礦—弱磁選的高效節(jié)能選礦工藝流程。使用該工藝后，礦山鐵礦石資源得到了綜合高效的利用，最終獲得了鐵精礦品位達67%以上、鐵回收率達86%以上的滿意指標(biāo)，且經(jīng)濟效益顯著。

鐵礦石 干選拋尾 階段磨礦 磁選 高效節(jié)能

某礦山鐵礦石儲量較大，但現(xiàn)場選礦工藝采用連續(xù)磨礦后2段磁選的工藝流程，該工藝流程不但生產(chǎn)能耗高，而且經(jīng)濟效益差，同時制約現(xiàn)場產(chǎn)能的提高。為此，針對現(xiàn)場實際情況對礦石進行了磨前預(yù)選試驗和階段磨礦階段選別試驗，最終確定采用干選拋尾—階段磨礦—弱磁選的選礦流程。礦石經(jīng)干式磁選拋尾可拋除產(chǎn)率為11.33%、鐵品位為7.88%的礦石，粗精礦鐵回收率達97.40%，原礦鐵品位從34.22%提高到了37.59%，拋尾效果較好。階段磨礦階段選礦后可獲得鐵品位為67.18%，鐵回收率為86.42%的合格鐵精礦，該工藝流程在獲得合格鐵精礦的同時降低了生產(chǎn)能耗，且經(jīng)濟效益顯著[1-2]。

1 礦石性質(zhì)

對原礦進行化學(xué)多元素及鐵物相分析，其結(jié)果見表1、表2。

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

元素TFeSFeFeOCaOMgO含量34.2532.3016.336.268.22元素SiO2Al2O3SP燒失含量25.302.800.4470.0684.32

由表1可知，原礦樣中雜質(zhì)硫、磷含量較低，且經(jīng)選別后應(yīng)能繼續(xù)降低磷、硫指標(biāo)；其w(CaO+MgO)/w(SiO2+Al2O3)=0.52，屬半自熔性礦石。

由表2可知，鐵礦物以磁鐵礦為主，占全鐵的87.26%，赤褐鐵礦和硅酸鐵礦物次之。

表2 原礦鐵物相分析結(jié)果 %

鐵物相鐵含量鐵分布率磁鐵礦29.4587.26赤褐鐵礦1.303.85黃鐵礦0.020.06硅酸鐵2.086.16碳酸鐵0.902.67全鐵33.75100.00

根據(jù)光、薄片鑒定結(jié)果可知，該礦金屬礦物以磁鐵礦為主，次為赤鐵礦、黃鐵礦、少量菱鐵礦、微量黃銅礦；脈石礦物以陽起石、透閃石為主，其次為黑云母、方解石、綠泥石、石英，少量斜長石；微量絹云母、白云母、磷灰石、榍石及黏土礦物。

礦石結(jié)構(gòu)種類較多，有自形晶結(jié)構(gòu)、半自形晶結(jié)構(gòu)、他形晶結(jié)構(gòu)、嵌晶結(jié)構(gòu)、柱狀變晶結(jié)構(gòu)、纖維狀變晶結(jié)構(gòu)、他形粒狀變晶結(jié)構(gòu)、葉片狀變晶結(jié)構(gòu)、反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)、交代殘余、交代假象結(jié)構(gòu)等；礦石構(gòu)造有次塊狀構(gòu)造、稠密浸染構(gòu)造、斑雜狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造等，以次塊狀構(gòu)造、稠密浸染狀構(gòu)造為主。

2 試驗研究

根據(jù)鐵礦石的原礦性質(zhì)和生產(chǎn)現(xiàn)場實際情況，試驗擬對該礦石先進行干式磁選預(yù)選拋尾，將混入的廢石在入磨機前先拋除，以達到減少入磨量從而達到節(jié)能降耗的目的[3]。

2.1 原礦干式磁選試驗

由于試驗礦樣為巖芯樣，塊度約為0～45mm，考慮到礦石形狀對拋尾性質(zhì)的影響，將干式磁選粒度選擇細碎產(chǎn)品礦石粒度(-25mm左右)，試驗設(shè)備為電磁φ500 mm×500 mm干式磁選機。

2.1.1 磁場強度試驗

磁場強度是磁選機最主要的性能參數(shù)，為了選擇最合適的磁場強度進行了磁場強度試驗。在磁選機排礦分隔板距離為12 cm、筒表面線速度為 1.10 m/s、磁場強度分別為119.37，127.32，135.28 kA/m的條件下進行磁場強度試驗，試驗結(jié)果見表3。

表3 干式磁選磁場強度試驗結(jié)果

由表3可知，干式磁選磁場強度對原礦干式磁選預(yù)先拋尾的效率影響不明顯，在磁場強度為119.37～135.28 kA/m時，均能拋除產(chǎn)率為16.07%～16.36%、鐵品位為8.25%～8.71%的廢石，拋尾效果較好，故選擇磁場強度119.37 kA/m為宜。

2.1.2 分離隔板距離試驗

固定磁場強度為119.37 kA/m、筒表面線速度為1.10 m/s、分離隔板距離分別為12.0，13.5， 15.0 cm進行分離隔板距離試驗，試驗結(jié)果見表4。

表4 干式磁選分離隔板距離試驗結(jié)果

由表4可知，干式磁選中分離隔板距離對原礦干式磁選預(yù)先拋尾的影響較大，隔板距離縮小，拋出的廢石量就大，精礦品位有所提高，同時廢石品位也高，所以綜合考慮選擇分離隔板距離為13.5 cm為宜，拋出廢石量占給礦量的11.40%，廢石品位小于8%，拋尾效果較好。

2.2 階段磨礦—磁選試驗

2.2.1 1段磨礦細度試驗

將干拋精礦磨至不同細度，固定磁場強度為143.24 kA/m進行弱磁選試驗，試驗結(jié)果見表5。

由表5可知，隨著磨礦細度的增加，鐵精礦產(chǎn)率減小，鐵品位增加明顯，鐵回收率略為下降，說明磨礦細度是影響鐵礦石精礦品位的主要因素；在粗磨至-0.074mm45%～65%時，經(jīng)磁選可拋除產(chǎn)率為40.55%～46.04%，鐵品位為7.90%～ 7.98%的合格尾礦，粗精礦品位從37%左右富集到57.33%～61.82%，說明該礦石采用階段磨選效果較好；根據(jù)階段磨礦的特點，國內(nèi)階段磨選廠1段磨礦細度一般選擇-0.076mm50%～60%，故該試驗1段磨礦細度選擇-0.076mm55%為宜。

表5 1段磨礦細度試驗結(jié)果 %

磨礦細度(-0.076mm)產(chǎn)品名稱產(chǎn)率鐵品位鐵回收率45精礦59.4557.3391.32尾礦40.557.988.68原礦100.0037.32100.0055精礦55.9260.5390.63尾礦44.087.939.37原礦100.0037.35100.0065精礦53.9661.8290.16尾礦46.047.909.84原礦100.0037.00100.0075精礦53.0563.4890.03尾礦46.957.959.97原礦100.0037.41100.0080精礦51.8165.0189.79尾礦48.197.9510.21原礦100.0037.51100.0085精礦50.2066.4289.58尾礦49.807.8010.42原礦100.0037.22100.0090精礦49.4467.8789.18尾礦50.568.0510.82原礦100.0037.62100.00

2.2.2 1段磁選磁場強度試驗

固定1段磨礦細度為-0.076mm55%、在磁場強度分別為127.32，143.24，159.15，175.07kA/m的條件下進行1段磁場強度試驗，試驗結(jié)果見表6。

表6 1段磁場強度試驗結(jié)果

由表6可知，磁場強度的變化對精礦影響不大，隨著磁場強度的升高，精礦產(chǎn)率略有升高，鐵品位略有下降，鐵回收率變化不大，故選擇1段磁場強度為143.24kA/m。

2.2.3 2段磨礦細度試驗

將經(jīng)過1段磨礦磁選的粗精礦進行2段磨選試驗，在2段磁場強度為143.24kA/m的條件下，2段磨礦細度分別選擇-0.076mm粒級含量為75%，80%，85%，90%進行磨礦細度試驗，試驗結(jié)果見表7。

表7 2段磨礦細度試驗結(jié)果 %

磨礦細度(-0.076mm)產(chǎn)品名稱產(chǎn)率鐵品位鐵回收率75精礦90.2465.4198.27尾礦9.7610.691.73原礦100.0060.07100.0080精礦89.2566.6798.09尾礦10.7510.821.91原礦100.0060.66100.0085精礦88.0566.9597.84尾礦11.9510.882.16原礦100.0060.25100.0090精礦87.0667.3897.15尾礦12.9413.292.85原礦100.0060.38100.00

由表7可知，粗精礦經(jīng)2段磨選鐵品位提高幅度較大，隨2段磨礦細度的增加，精礦產(chǎn)率下降，鐵品位升高，鐵回收率下降；當(dāng)2段磨礦細度達 -0.076mm80%時，鐵精礦品位已達66.67%，作業(yè)回收率達98%以上，而對1段-0.076mm55%的細度來說球磨機配置也較為合理，故2段磨礦細度選擇-0.076mm80%為宜。

2.2.4 2段磨礦磁選磁場強度組合試驗

將2段磨礦細度定為-0.076mm80%進行2段磁選磁場強度組合試驗，磁場強度組合分別為159.15和127.32kA/m，143.24和111.41kA/m，127.32和95.49kA/m，試驗結(jié)果見表8。

表8 2段磨礦磁選組合試驗結(jié)果

由表8可知，經(jīng)過2段磨礦2次磁選，磁場強度的變化對鐵品位及鐵回收率影響不大，上述組合均能使鐵精礦品位達到67%以上，鐵作業(yè)回收率在97%以上；故選擇2段磨礦后磁場強度組合為143.24和111.41kA/m。

2.3 原礦干拋—階段磨選流程試驗

按上述各試驗選擇的最佳工藝條件，對原礦進行干拋—階段磨選全流程試驗，其試驗數(shù)質(zhì)量流程見圖1。

圖1 原礦干拋—階段磨礦—弱磁選數(shù)質(zhì)量流程

3 結(jié) 語

(1)某礦山鐵礦石以磁鐵礦為主，含有少量赤、褐鐵礦、碳酸鐵及硅酸鐵礦物，及微量黃鐵礦，礦石中硫含量較低，回收利用價值不大，所以試驗研究以選鐵為主。

(2)從試驗結(jié)果可以看出，磨礦細度是影響該原礦礦石選別指標(biāo)的重要因素，采用原礦干拋—階段磨選的工藝流程能盡早拋掉廢石，減少入磨量，從而很好的達到節(jié)能降耗的目的。

(3)采用原礦干拋—階段磨選選別工藝流程，可使鐵精礦品位達到67%以上，鐵精礦回收率達到86%以上，同時降低了磨礦能耗，提高了生產(chǎn)產(chǎn)能，經(jīng)濟效益顯著提高。

[1] 葛新建.馬鋼和尚橋鐵礦石選礦試驗研究[J].金屬礦山，2009(9)：64-69.

[2] 楊任新.應(yīng)用高壓輥磨機的紅格釩鈦磁鐵礦選礦工藝研究[J].金屬礦山，2011(2):47-50.

[3] 余永富，祁超英，麥笑宇，等.鐵礦石選礦技術(shù)進步對煉鐵節(jié)能減排增效的顯著影響[J].礦冶工程，2010(4):27-32.

2015-01-08)

楊秋明(1960—)，男，部長，工程師，241000 安徽省蕪湖市雍鎮(zhèn)鄉(xiāng)。