張 玲,王素玲
(甘肅鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院,甘肅 嘉峪關(guān) 735100)
西北某褐鐵礦選礦試驗研究*
張玲,王素玲
(甘肅鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院,甘肅 嘉峪關(guān) 735100)
對西北某地原礦鐵品位為44.12%的高堿度貧褐鐵礦進行選礦試驗研究。采用單一強磁選工藝精礦鐵品位只有48.84%,而采用焙燒磁選工藝,則可獲得鐵品位58.45%、相對焙燒礦回收率為93.62%的鐵精礦。這兩種鐵精礦均為高堿度鐵精礦,適宜與酸性鐵精礦配合使用。
褐鐵礦;強磁選;焙燒磁選
褐鐵礦絕大部分以2Fe2O3·3H2O形態(tài)存在,呈非晶質(zhì)、隱晶質(zhì)或膠狀體,外表顏色呈黃褐色、暗褐至褐黑色,弱至中磁性[1]。褐鐵屬難選鐵礦,主要采用強磁—重選、焙燒磁選、磁浮聯(lián)合等選礦方法處理[2]。本文對西北某地低品位褐鐵礦進行較為詳細(xì)的選礦工藝研究,為其開發(fā)利用提供技術(shù)參考。
本試驗鐵礦石主要鐵礦物為褐鐵礦。原礦多元素化學(xué)分析見表1。
表1 原礦多元素化學(xué)分析結(jié)果(%)
分析表明:原礦鐵品位為44.12%,屬于貧鐵礦石;堿比〔(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)〕達到2.354,故屬高堿性鐵礦石;有害元素硫、磷、鉀、鈉等含量很低,符合高爐冶煉要求;原礦燒損高達16.91%,燒后品位為53.12%。
2.1強磁選試驗
褐鐵礦為弱磁性礦物,因此,考慮采用強磁選工藝予以回收。試驗設(shè)備為仿瓊斯型濕式強磁選機,試驗流程如圖1所示。
圖1 強磁選條件試驗流程
2.1.1磨礦細(xì)度試驗
將原礦磨至不同細(xì)度后進行強磁選試驗,磁場強度固定為12000Oe,試驗結(jié)果見表2。
表2 不同磨礦細(xì)度試驗精礦指標(biāo) %
試驗表明,隨著磨礦細(xì)度的提高,精礦鐵品位提高,精礦SiO2含量下降,精礦鐵回收率下降。當(dāng)磨礦細(xì)度從-0.076mm占20%提高-0.076mm占90%時,精礦品位僅提高4.37個百分點,而鐵回收率下降約16.3個百分點,表明該礦石適宜在較粗的粒度下選別。另外,精礦中的SiO2含量均已較低,因此,選擇最佳磨礦細(xì)度為-0.076mm占50%,該細(xì)度只需一段磨礦作業(yè)即可達到。
2.1.2磁場強度試驗
將原礦磨至-0.076mm占50%后進行不同磁場強度的強磁選試驗,試驗結(jié)果見表3。
表3 磁場強度試驗結(jié)果 %
試驗表明,磁場強度升高,精礦鐵品位下降,精礦鐵回收率明顯提高。綜合考慮,選擇粗選磁場強度為12000Oe。
2.1.3強磁選流程試驗
從以上試驗結(jié)果可知,強磁選鐵回收率偏低,考慮通過增加掃選作業(yè)進一步提高鐵回收率。流程試驗數(shù)質(zhì)量流程如圖2所示。
圖2 強磁選數(shù)質(zhì)量流程圖
試驗表明,增加強磁掃選作業(yè)后,鐵回收率大幅度提高,從58.89%提高到86.15%,而精礦品位僅下降0.68個百分點。由于強磁選工藝所得精礦品位較低,只有48.84%,因此考慮進行焙燒磁選試驗。
2.2焙燒磁選試驗
焙燒磁選工藝是在高溫狀態(tài)下采用還原劑(C或H2)將弱磁性礦物轉(zhuǎn)變成強磁性礦物,然后采用弱磁選法進行回收,該工藝主要用于處理一些較難選的褐鐵礦、鏡鐵礦、菱鐵礦等。本次試驗的還原焙燒過程是在某礦山中的生產(chǎn)豎爐內(nèi)進行的。將礦樣分裝在鐵籠內(nèi)投入豎爐進行焙燒,焙燒完成后取出立即用水冷卻(避免焙燒礦再次氧化),然后對焙燒礦進行磨礦弱磁選試驗。在磨礦細(xì)度、磁場強度條件試驗的基礎(chǔ)上,進行流程試驗,流程試驗所用設(shè)備為φ400×300筒式弱磁選機,表面磁場強度為1800Oe,試驗結(jié)果如圖3所示。
圖3 焙燒礦試驗數(shù)質(zhì)量流程圖
試驗表明,原礦經(jīng)焙燒后,鐵品位可提高至52.22%,再經(jīng)兩段弱磁選,最終精礦鐵品位可達58.45%,相對焙燒礦的鐵回收率為93.62%。
2.3精礦產(chǎn)品分析
對強磁選精礦和焙燒磁選精礦進行多元素化學(xué)分析,以分析其中影響精礦品位的主要成分及有害元素種類、含量。分析結(jié)果見表4。
表4 精礦多元素化學(xué)分析結(jié)果 (%)
由表4可知,影響精礦品位的主要成分為CaO,其次為SiO2、MgO,其他雜質(zhì)成分含量都很少,主要有害元素S、P、K2O、Na2O含量都較低,符合高爐冶煉標(biāo)準(zhǔn)。強磁選精礦去燒損后精礦鐵品位有較大幅度的提高,從48.73%提高到57.43%。焙燒磁選精礦去燒損后品位可達到61%以上。由于精礦中CaO、MgO含量高而SiO2、Al2O3含量低,造成兩種精礦的堿比偏高,分別為3.60、2.94,屬于堿性鐵精礦。這種精礦如果單獨使用,則需要配加SiO2含量高的酸性熔劑而降低入爐品位。因此,可將其與市場上來源廣泛的酸性鐵精礦配合使用,達到減少燒結(jié)熔劑用量、提高燒結(jié)礦鐵品位之目的。
對原礦鐵品位為44.12%的西北某高堿度貧褐鐵礦采用單一強磁選工藝,選別指標(biāo)較差,所得精礦鐵品位只有48.84%,而采用焙燒磁選則可獲得鐵品位58.45%的鐵精礦,相對焙燒礦的鐵回收率為93.62%。
產(chǎn)品分析表明,兩種工藝所得精礦均為高堿度鐵精礦,適宜與酸性鐵精礦配合使用。
[1] 張志雄.礦石學(xué)[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1981.
[2] 謝興中,王毓華.褐鐵礦選礦研究現(xiàn)狀與思考[J].金屬礦山,2010(1):6-10.
TD951
此文為甘肅省教育廳“粉礦磁化焙燒技術(shù)參數(shù)研究”項目研究論文,項目編號:2015B-182。