李 琳 吳 雷 由曉芳 呂憲俊

(山東科技大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院)

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山東某鐵礦磨前預(yù)選工藝試驗(yàn)*

李 琳 吳 雷 由曉芳 呂憲俊

(山東科技大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院)

為提高山東某鐵礦選廠的磨礦效率、降低選礦成本，針對(duì)其磨前入料開展了預(yù)選試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明：該球磨給料適宜的預(yù)選粒度為-16 mm，采用干式預(yù)選工藝能夠拋除16.94%的尾礦，拋尾鐵品位為4.80%；采用濕式預(yù)選工藝能夠拋除35.20%的尾礦，拋尾鐵品位為6.68%；與干式預(yù)選相比，濕式預(yù)選可獲得更高的拋尾率，但也會(huì)導(dǎo)致更多磁性鐵的流失，礦山企業(yè)可針對(duì)不同的市場(chǎng)環(huán)境，選擇不同的預(yù)選工藝，實(shí)現(xiàn)效益的最大化。

鐵礦 濕式預(yù)選 干式預(yù)選 球磨入料

隨著國(guó)內(nèi)鐵礦資源開發(fā)速度的加快，我國(guó)易選的高品位磁鐵礦資源已日漸枯竭，貧鐵礦的開發(fā)力度逐步加大[1-4]。但面對(duì)貧鐵礦原礦品位低所造成的入磨量大、選礦成本高、分選效率低的現(xiàn)狀，優(yōu)化傳統(tǒng)鐵礦選礦工藝變得勢(shì)在必行，而磨前預(yù)選正是針對(duì)這一問(wèn)題所提出的新型鐵礦預(yù)選工藝，其目的是通過(guò)對(duì)磨前破碎產(chǎn)品進(jìn)行選別，提前拋出合格尾礦，減少入磨量，從而提高磨機(jī)磨礦效率，降低生產(chǎn)成本[5-10]。同時(shí)，隨著我國(guó)鐵礦地質(zhì)品位的不斷降低，近年預(yù)選工藝得到了快速的推廣[11-16]。

山東某鐵礦選廠設(shè)計(jì)原礦年生產(chǎn)能力為100萬(wàn)t/a，選廠破碎工藝為3段1閉路破碎，磨選工藝為兩段階段磨礦(最終磨礦細(xì)度為-0.074 mm 80%)階段磁選流程。本文針對(duì)磨機(jī)入料開展了預(yù)選試驗(yàn)，旨在提高磨礦效率，降低選礦成本。

1 試樣性質(zhì)

1.1 試驗(yàn)多元素及鐵物相分析

取選廠磨前給料作為試驗(yàn)樣品，將試驗(yàn)樣品縮分、破碎、研磨、制樣后，進(jìn)行多元素化學(xué)分析和鐵物相分析，結(jié)果見表1、表2。

表1 試樣化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

表2 試樣鐵物相分析結(jié)果 %

由表1、表2可知，礦石中的主要有用成分為鐵，原礦鐵品位為24.45%，屬于低品位磁鐵礦礦石；含鐵礦物以磁性鐵為主，其分布率為84.38%。

1.2 礦石結(jié)構(gòu)及構(gòu)造

礦石具有粒狀變晶結(jié)構(gòu)或鱗片狀、纖維狀、纖柱狀花崗變晶結(jié)構(gòu)或纖柱狀花崗變晶結(jié)構(gòu)。磁鐵礦多為半自形，部分自形或他形粒狀，晶粒一般為0.1～0.4 mm，大者可達(dá)0.5～1.5 mm，最小0.004～0.01 mm，后兩者為數(shù)甚少。礦石中磁鐵礦常呈集合體與脈石礦物相間排列，構(gòu)造以塊狀、條帶狀和條痕狀構(gòu)造為主，少數(shù)為片狀構(gòu)造。脈石主要礦物為石英，呈他形粒狀，粒徑多大于0.5 mm，部分粒徑1～2 mm，有時(shí)具拉長(zhǎng)現(xiàn)象，定向分布。

1.3 粒度組成

對(duì)試樣進(jìn)行篩分試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

由表3可知，選廠入磨粒度為18 mm左右，鐵礦物主要集中在3～16 mm粒級(jí)范圍內(nèi)。

2 試驗(yàn)方法及裝置

采用干式預(yù)選和濕式預(yù)選2種方案對(duì)試樣進(jìn)行預(yù)選工藝對(duì)比研究，同時(shí)為了考察粒度對(duì)預(yù)選工藝的影響，分別將試樣破碎至-18、-16、-12、-6、-3 mm不同粒度進(jìn)行預(yù)選試驗(yàn)。干式預(yù)選采用磁滑輪，規(guī)格為φ400mm×600mm，磁場(chǎng)強(qiáng)度為278.66 kA/m；濕式預(yù)選采用CTS順流型永磁筒式磁選機(jī)，磁選機(jī)磁滾筒規(guī)格為φ400 mm×600 mm，磁場(chǎng)強(qiáng)度為278.66 kA/m。

表3 試樣篩分試驗(yàn)結(jié)果

3 試驗(yàn)結(jié)果及討論

3.1 干式預(yù)選試驗(yàn)

將試樣破碎至-18、-16、-12、-6、-3 mm，采用磁滑輪進(jìn)行干式預(yù)選，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 干式預(yù)選試驗(yàn)結(jié)果

由表4可知，隨著破碎粒度的降低，拋尾產(chǎn)率先略有增加后顯著降低，分析原因可能是由于在較粗的破碎粒度條件下，解離度在干式預(yù)選過(guò)程中是主要影響因素，解離度的提高顯然有利于預(yù)選排廢；但隨著粒度的進(jìn)一步降低，細(xì)粒的脈石顆粒量顯著增加，同時(shí)泥化程度也隨之提高，它們?nèi)菀着c較粗磁性顆粒黏附在一起，采用干式預(yù)選工藝不易將其脫除，當(dāng)破碎粒度達(dá)到-3 mm時(shí)，拋廢率只有13.31%；但考慮到破碎成本以及現(xiàn)場(chǎng)破碎系統(tǒng)的實(shí)際情況，推薦適宜的干式預(yù)選破碎粒度為-16 mm，此時(shí)可脫除16.94%的尾礦，尾礦鐵品位為4.80%，精礦鐵品位可由24.45%提高至28.46%。

采用化學(xué)物相分析的方法考查了干式預(yù)選產(chǎn)品中鐵的賦存狀態(tài)，分析結(jié)果見表5、表6。

表5 干式預(yù)選鐵精礦鐵物相分析結(jié)果 %

表6 干式預(yù)選尾礦鐵物相分析結(jié)果 %

由表5、表6可知，精礦中全鐵含量為28.46%，含鐵礦物以磁性鐵為主，其分布率為87.00%；尾礦中全鐵含量為4.80%，含鐵礦物以硅酸鐵為主，赤褐鐵次之，分布率分別為70.83%和16.88%，磁性鐵的分布率為8.33%，說(shuō)明干選拋棄的鐵主要是硅酸鐵和赤褐鐵。

3.2 濕式預(yù)選試驗(yàn)

將試樣破碎至-18、-16、-12、-6、-3 mm，采用CTS順流型永磁筒式磁選機(jī)進(jìn)行濕式預(yù)選，試驗(yàn)結(jié)果見表7。

表7 濕式預(yù)選試驗(yàn)結(jié)果

由表7可知，隨著破碎粒度的降低，拋尾率由34.07%提高至39.65%，拋尾鐵品位由6.74%降低至6.50%，說(shuō)明粒度降低有利于提高濕式預(yù)選效率，與干選試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比不難看出，濕式預(yù)選工藝對(duì)細(xì)粒脈石礦物的脫除更為有效。

綜合考慮破碎粒度對(duì)濕選工藝的影響、破碎成本以及現(xiàn)場(chǎng)破碎系統(tǒng)的實(shí)際情況，建議在-16 mm粒度條件下進(jìn)行濕式預(yù)選，可脫除35.20%的尾礦，尾礦鐵品位為6.68%，精礦鐵品位可由24.45%提高至34.11%。

采用化學(xué)物相分析的方法考查了濕式預(yù)選產(chǎn)品中鐵的賦存狀態(tài)，分析結(jié)果見表8、表9。

表8 濕式預(yù)選精礦鐵物相分析結(jié)果 %

表9 濕式預(yù)選尾礦鐵物相分析結(jié)果 %

由表8、表9可知，精礦中全鐵含量為34.11%，含鐵礦物以磁性鐵為主，其分布率為92.08%；尾礦中全鐵含量為6.68%，含鐵礦物以硅酸鐵為主，占61.53%，赤褐鐵次之，含少量磁性鐵；說(shuō)明預(yù)選拋棄的鐵主要是硅酸鐵和赤褐鐵。

3.3 干式預(yù)選和濕式預(yù)選對(duì)比

對(duì)比表4和表7可明顯看出，同樣在-16 mm粒度條件下進(jìn)行預(yù)選，與干式預(yù)選相比，濕式預(yù)選的拋尾率高18.26個(gè)百分點(diǎn)，預(yù)選精礦鐵品位高5.65個(gè)百分點(diǎn)，但濕式預(yù)選拋尾鐵品位比干式預(yù)選高1.88個(gè)百分點(diǎn)，磁性鐵多流失0.45個(gè)百分點(diǎn)。

試驗(yàn)結(jié)果表明，濕式預(yù)選在獲得高拋尾率的同時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致更多磁性鐵的流失。對(duì)于礦山企業(yè)來(lái)說(shuō)，面對(duì)不同的市場(chǎng)環(huán)境可以選擇不同的預(yù)選工藝，實(shí)現(xiàn)效益的最大化。當(dāng)鐵精粉價(jià)格高時(shí)，可采用干式預(yù)選，盡可能減少磁性鐵的流失，提高鐵精粉產(chǎn)量；當(dāng)鐵精粉價(jià)格低時(shí)，可采用濕式預(yù)選，適當(dāng)損失一部分磁性鐵，但可大幅度提高磨前拋廢量，提高選廠整體產(chǎn)能，降低生產(chǎn)成本。

4 結(jié) 論

(1)山東某鐵礦選廠球磨給料全鐵品位為24.45%，其中磁性鐵含量為84.38%。

(2)球磨給料適宜的預(yù)選粒度為-16 mm，采用干式預(yù)選工藝能夠拋除16.94%的尾礦，拋尾鐵品位為4.80%；采用濕式預(yù)選工藝能夠拋除35.20%的尾礦，拋尾鐵品位為6.68%。

(3)與干式預(yù)選相比，濕式預(yù)選可以獲得更高的拋尾率，但也會(huì)導(dǎo)致更多磁性鐵的流失，礦山企業(yè)可針對(duì)不同的市場(chǎng)環(huán)境，選擇不同的預(yù)選工藝，實(shí)現(xiàn)效益的最大化。

[1] 韓躍新，孫永升，李艷軍，等.我國(guó)鐵礦選礦技術(shù)最新進(jìn)展[J].金屬礦山，2015(2):1-11.

[2] 全文欣，張 彬，龐玉榮，等.我國(guó)鐵礦選礦設(shè)備和工藝的進(jìn)展[J].國(guó)外金屬礦選礦，2006(2):8-14.

[3] 田祎蘭，劉清高，任愛軍，等.鐵礦選礦工藝研究現(xiàn)狀與發(fā)展[C]∥全國(guó)選礦學(xué)術(shù)會(huì)議論文集.北京：冶金工業(yè)出版社，2009：30-35.

[4] 袁致濤，韓躍新，李艷軍，等.鐵礦選礦技術(shù)進(jìn)展及發(fā)展方向[J].有色礦冶，2006，5(22):10-13.

[5] 陳青波，劉安平.梅山鐵礦預(yù)選工藝技術(shù)改造[J].金屬礦山，2003(6):25-28.

[6] 韓翠香，劉永生.司家營(yíng)鐵礦原生礦系統(tǒng)磨前濕式分級(jí)預(yù)選研究與應(yīng)用[C]∥全國(guó)采礦學(xué)術(shù)會(huì)議論文集.北京：中國(guó)煤炭協(xié)會(huì)，2015：1-5.

[7] 郝志剛，徐毅茹，劉 靖.湖北省谷城縣低品位磁鈦鐵礦預(yù)選拋尾試驗(yàn)研究[C]∥金屬礦產(chǎn)資源高效選冶加工利用和節(jié)能減排技術(shù)及設(shè)備學(xué)術(shù)研討與技術(shù)成果推廣交流暨設(shè)備展示會(huì)論文集.馬鞍山：金屬礦山編輯部，2009：287-290.

[8] 劉 曙.程潮鐵礦選廠預(yù)選工藝的優(yōu)化改造[J].金屬礦山，1998(2):39-40.

[9] 孫建忠，霍福林.西石門鐵礦選礦車間預(yù)選作業(yè)技術(shù)改造實(shí)踐[J].礦業(yè)工程，2013，4(11):34-36.

[10] 武春濤.某鐵礦預(yù)選工藝改造[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2016(3):95-97.

[11] 殷召陽(yáng)，饒強(qiáng)堅(jiān)，徐德洲，等.磨前濕式預(yù)選工藝在冶山鐵礦的應(yīng)用實(shí)踐[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2015(3):75-77.

[12] 張春舫，王浩明，謝廣峰，等.石人溝鐵礦原礦濕式預(yù)選工藝研究[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2012(4):71-72.

[13] 張春舫，謝廣峰，王浩明，等.司家營(yíng)鐵礦原生礦合理粒級(jí)濕式預(yù)選工藝研究[G]∥王運(yùn)敏.中國(guó)采選技術(shù)十年回顧與展望.北京：冶金工業(yè)出版社，2012:285-288.

[14] 張去非，穆曉東.金嶺鐵礦選礦廠磁滑輪預(yù)選生產(chǎn)實(shí)踐[J].金屬礦山，2005(11):83-84.

[15] 張志榮，劉千帆.酒鋼樺樹溝紅鐵礦預(yù)選研究及應(yīng)用[J].礦冶工程，2007，2(21):33-36.

[16] 朱進(jìn)勇，黨 銳.桃沖鐵礦入磨粉礦磁滑輪預(yù)選研究[J].中國(guó)礦業(yè)，1999(s1):150-152.

*國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目資助(編號(hào)：51474140)；青島市應(yīng)用基礎(chǔ)研究計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào)：16-5-1-48-jch)

2016-09-10)

李 琳(1964—)，男，博士，副教授，266590 山東省青島市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)前灣港路579號(hào)。