王海霞 李月旺 曹漢青 孟奧書

(河鋼集團(tuán)礦業(yè)公司司家營(yíng)北區(qū)分公司)

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南非磷尾礦在司家營(yíng)研山鐵礦加工的可行性試驗(yàn)

王海霞 李月旺 曹漢青 孟奧書

(河鋼集團(tuán)礦業(yè)公司司家營(yíng)北區(qū)分公司)

南非磷尾礦全鐵品位為56.22%，有害元素硫、磷含量較低，但鈦含量較高為4.23%。針對(duì)此情況，該廠制定了2套加工試驗(yàn)方案：一是將南非磷尾礦混入現(xiàn)有生產(chǎn)工藝流程；二是對(duì)南非磷尾礦進(jìn)行單獨(dú)加工處理，將單獨(dú)選別精礦與研山鐵礦自產(chǎn)精礦按一定比例混合，從而降低精礦中的鈦金屬含量。經(jīng)過對(duì)南非磷尾礦進(jìn)行一系列選礦試驗(yàn)研究，最終確定推薦使用第2套加工方案進(jìn)行選別。

鈦含量 可磨度 重選 弱磁選 浮選

司家營(yíng)研山鐵礦位于河北灤縣，屬于鞍山式沉積變質(zhì)鐵礦床。礦石類型主要為赤鐵石英巖和磁鐵石英巖兩大類[1]。該礦目前采用階段磨礦、粗細(xì)分級(jí)、重選—強(qiáng)磁—陰離子反浮選流程[2]。鑒于南非磷尾礦中鈦金屬指標(biāo)含量遠(yuǎn)高于冶煉要求指標(biāo)的情況，為進(jìn)一步探究南非磷尾礦在司家營(yíng)研山鐵礦加工的可行性，該礦制定了兩套試驗(yàn)方案：一是將南非磷尾礦混入現(xiàn)有生產(chǎn)工藝流程，二是對(duì)南非磷尾礦進(jìn)行單獨(dú)加工處理，將單獨(dú)選別精礦與研山鐵礦自產(chǎn)精礦按一定比例混合，從而降低精礦中的鈦金屬含量。司家營(yíng)研山鐵礦針對(duì)以上兩套試驗(yàn)方案分別進(jìn)行了磨礦試驗(yàn)、重選試驗(yàn)、不同磁場(chǎng)強(qiáng)度下的磁選試驗(yàn)、浮選試驗(yàn)等一系列試驗(yàn)研究，進(jìn)而確定了加工南非磷尾礦的最佳試驗(yàn)方案。

1 南非磷尾礦礦樣性質(zhì)

1.1 南非磷尾礦的化學(xué)成分

對(duì)南非磷尾礦進(jìn)行多元素化學(xué)成分分析，結(jié)果見表1。

表1 南非磷尾礦多元素分析結(jié)果 %

由表1可知，礦樣中鐵含量較高，硅、磷、硫指標(biāo)均滿足冶煉要求，但鈦金屬含量遠(yuǎn)高于冶煉要求指標(biāo)，直接影響精礦的銷售。

1.2 粒度分析

取100 g南非磷尾礦礦樣進(jìn)行篩孔尺寸分別為0.850、0.425、0.250、0.180、0.150、0.105、0.074 mm的篩析試驗(yàn)，篩分結(jié)果見表2。由篩分結(jié)果可以看出，南非磷尾礦粒度組成比較均勻。

表2 原礦粒度分析結(jié)果

1.3 原礦相對(duì)可磨度測(cè)定

以研山鐵礦2段磨礦給礦作為標(biāo)準(zhǔn)礦石，與試驗(yàn)礦石進(jìn)行磨礦對(duì)比試驗(yàn)。將2種礦石各自混勻縮分出待磨礦樣，每份500 g，均采用RK/ZQMφ240 mm×90 mm錐形球磨機(jī)按62.5%的磨礦濃度進(jìn)行不同時(shí)間的磨礦試驗(yàn)，并對(duì)磨礦產(chǎn)品分別進(jìn)行細(xì)度測(cè)定(見表3)并進(jìn)行計(jì)算，得出每次磨礦新生成的-0.074 mm粒級(jí)含量(見圖1)，并與標(biāo)準(zhǔn)礦石進(jìn)行比較。

表3 磨礦細(xì)度對(duì)比結(jié)果

由表3、圖1可知，在磨礦時(shí)間為4.5 min 時(shí)，研山鐵礦礦石新生成-0.074 mm粒級(jí)含量為57.00%，南非礦礦石新生成-0.074 mm粒級(jí)含量為56.56%，新生成的-0.074 mm粒級(jí)含量基本相同；隨著磨礦時(shí)間的增加，南非礦新生成-0.074 mm粒級(jí)含量逐漸高于研山礦新生成-0.074 mm粒級(jí)含量，說明南非礦比研山鐵礦礦石易磨。

圖1 南非礦與研山礦新生成-0.074 mm粒級(jí)含量對(duì)比曲線

2 試驗(yàn)研究及結(jié)果

根據(jù)司家營(yíng)研山鐵礦現(xiàn)有工藝流程，分別對(duì)南非磷尾礦進(jìn)行重選、磁選、浮選試驗(yàn)研究，以確定合理的試驗(yàn)方案。

2.1 不同細(xì)度磁選管試驗(yàn)

將南非磷尾礦進(jìn)行球磨機(jī)開路磨礦，每份試樣重500 g，磨礦濃度均為62.5%，分別取試樣各50 g，用φ50 mm磁選管進(jìn)行選別試驗(yàn)，磁場(chǎng)強(qiáng)度為191.08 kA/m。試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 不同磨礦細(xì)度磁選管試驗(yàn)

由表4可知，隨磨礦細(xì)度的增加，精礦鐵品位增加，鐵回收率減少，但鐵回收率的變化不是很大；當(dāng)磨礦細(xì)度約為-0.074 mm 70%左右時(shí)，精礦鐵品位已達(dá)到要求；考慮隨著磨礦細(xì)度增加，能耗也增加，故選取磨礦細(xì)度為-0.074 mm 73.23%進(jìn)行選別試驗(yàn)。

2.2 重選試驗(yàn)

2.2.1 搖床試驗(yàn)

將南非磷尾礦磨至-0.074 mm 73.23%，利用LYS(N)-1 100 mm×500 mm搖床進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

2.2.2 螺旋溜槽試驗(yàn)

在磨礦細(xì)度為-0.074 mm 73.23%、給礦濃度為40%的條件下進(jìn)行南非磷尾礦溜槽試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表6。

表5 南非磷尾礦搖床試驗(yàn)結(jié)果 %

表6 南非磷尾礦螺旋溜槽試驗(yàn)結(jié)果 %

由表5、表6可知，南非磷尾礦搖床選別精礦鐵品位為62.43%，螺旋溜槽選別精礦鐵品位為62.17%，精礦鐵品位均達(dá)到了指標(biāo)要求；但螺旋溜槽選別精礦鐵回收率僅為39.15%，比搖床選別精礦回收率低，因此搖床選別效果比螺旋溜槽選別效果好。

2.3 磁選試驗(yàn)

2.3.1 不同磁場(chǎng)強(qiáng)度磁選管試驗(yàn)

分別取6份磨礦細(xì)度為-0.074 mm 73.23%的50 g南非磷尾礦樣品，進(jìn)行不同磁場(chǎng)強(qiáng)度條件下的磁選管試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表7。

表7 不同磁場(chǎng)強(qiáng)度磁選管試驗(yàn)結(jié)果

由表7可知，南非磷尾礦屬于強(qiáng)磁性礦物，磁選管選別后的精礦鐵品位及鐵回收率均較高；但隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化(95.54～238.85 kA/m)，選礦指標(biāo)無明顯差別。

2.3.2 不同磁場(chǎng)強(qiáng)度條件下的弱磁選試驗(yàn)

根據(jù)磁選管試驗(yàn)結(jié)果，將南非磷尾礦磨至-0.074 mm 73.23%，分別進(jìn)行磁場(chǎng)強(qiáng)度為95.54、238.85 kA/m的弱磁選試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表8。

表8 不同磁場(chǎng)強(qiáng)度條件下弱磁選試驗(yàn)結(jié)果

由表8可知，95.54 kA/m磁場(chǎng)強(qiáng)度下的弱磁選精礦鐵品位為63.10%，鐵回收率為97.93%；238.85 kA/m磁場(chǎng)強(qiáng)度下的弱磁選精礦鐵品位為62.44%，鐵回收率為97.24%；95.54 kA/m磁場(chǎng)強(qiáng)度下的選別精礦品位和回收率均較高，選別效果較好。

2.4 浮選試驗(yàn)

根據(jù)浮選生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)要求，將南非磷尾礦磨至-0.074 mm 91.20%，在NaOH用量為1 250 g/t、淀粉用量為1 050 g/t、CaO用量為 678.5 g/t、捕收劑用量為(700+350)g/t的條件下進(jìn)行反浮選試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表9。

表9 浮選試驗(yàn)結(jié)果 %

由表9可知，浮選精礦鐵品位為64.09%，鐵回收率為97.89%；與磁選選別結(jié)果相比，鐵品位雖有所提高，但鐵回收率相近，且浮選成本較高，故不建議采用浮選進(jìn)行分選。

3 結(jié) 語

(1)南非磷尾礦在磨礦細(xì)度為-0.074 mm 70%左右時(shí)的選別指標(biāo)最佳，而司家營(yíng)研山鐵礦生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的2段磨礦產(chǎn)品-0.074 mm粒級(jí)含量只達(dá)到50%左右，因此混入研山鐵礦現(xiàn)有流程后，勢(shì)必會(huì)對(duì)南非磷尾礦選別指標(biāo)造成影響，同時(shí)介于南非磷尾礦的礦石性質(zhì)異于研山鐵礦的礦石性質(zhì)，在現(xiàn)場(chǎng)閉路生產(chǎn)的情況下，會(huì)出現(xiàn)反富集現(xiàn)象對(duì)原流程的正常生產(chǎn)造成影響。經(jīng)多方面考慮，不能將南非磷尾礦混入現(xiàn)有工藝流程，建議對(duì)南非磷尾礦進(jìn)行單獨(dú)加工處理。

(2)南非磷尾礦-0.074 mm粒級(jí)含量?jī)H為16.67%，因此南非磷尾礦需再磨，進(jìn)一步提高礦物的單體解離度以利于分選。由重選試驗(yàn)結(jié)果可以看出，搖床選別效果比螺旋溜槽選別效果好，故不建議使用螺旋溜槽進(jìn)行分選。由重選和磁選試驗(yàn)結(jié)果可以看出，南非磷尾礦進(jìn)行搖床選別后的精礦鐵品位為62.43%，鐵回收率為67.17%；在95.54 kA/m磁場(chǎng)強(qiáng)度下的弱磁選精礦鐵品位為63.10%，鐵回收率為97.93%，弱磁選選別效果較好。故建議對(duì)南非磷尾礦單獨(dú)進(jìn)行磁選選別，選別精礦中TiO2含量為4.59%，鈦含量仍高于冶煉要求指標(biāo)。因此將單獨(dú)選別精礦與研山鐵礦自產(chǎn)精礦按一定比例混合，以降低精礦中的鈦含量。

[1] 魏煥民，苗淑賢，趙爭(zhēng)爭(zhēng)，等.司家營(yíng)研山鐵礦浮選尾礦回收研究[J].礦業(yè)工程，2013， 11(2):24-26.

[2] 嚴(yán)明超，王艷玲，劉 梅，等.司家營(yíng)研山鐵礦高壓輥磨流程的優(yōu)化[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2015(7):227-228.

2016-09-23)

王海霞(1986—)，女，工程師，063700 河北省唐山市灤縣響堂鎮(zhèn)。