于澤龍 朱巨建 郭小飛 李博琦

（遼寧科技大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，遼寧鞍山114051）

隨著我國(guó)易選磁鐵礦資源的日益短缺［1-2］，開(kāi)發(fā)和利用極貧赤鐵礦資源，提高可利用鐵礦資源儲(chǔ)量，使鐵礦資源得到持續(xù)供給，成為我國(guó)工業(yè)發(fā)展亟待解決的問(wèn)題［3-5］。赤鐵礦資源鐵品位低、嵌布粒度細(xì)、含泥量高、選礦難度大［6-7］。因此，高效開(kāi)發(fā)極貧赤鐵礦資源，提高赤鐵礦資源的利用率，對(duì)于未來(lái)鋼鐵工業(yè)的持續(xù)發(fā)展意義重大［8-9］。

袁致濤等［10］采用YG-350×1100型永磁強(qiáng)磁預(yù)選磁選機(jī)，對(duì)齊大山極貧赤鐵礦石進(jìn)行了階段預(yù)選試驗(yàn)，該磁選機(jī)皮帶表面磁感應(yīng)強(qiáng)度為1.0 T，通過(guò)1粗1掃兩段選別，在原礦鐵品位17%～18%的條件下，預(yù)選精礦鐵品位可提高5.3～6.8個(gè)百分點(diǎn)，回收率約60%，尾礦鐵品位約13%，拋尾產(chǎn)率大于50%。但由于該磁選機(jī)輥面的磁場(chǎng)衰減較快，僅能處理粒度小于20 mm的極貧赤鐵礦石，且存在以下問(wèn)題，一方面由于2段選別的磁感應(yīng)強(qiáng)度均為1.0 T，使預(yù)選尾礦品位較高、預(yù)選精礦回收率偏低；另一方面，由于礦石的嵌部粒度較細(xì)，且細(xì)粒級(jí)容易產(chǎn)生機(jī)械夾雜和磁性?shī)A雜，使預(yù)選精礦品位降低。為此，本研究以永磁強(qiáng)磁選技術(shù)和高壓輥磨機(jī)超細(xì)碎技術(shù)為基礎(chǔ)，分別采用雙輥強(qiáng)磁預(yù)選機(jī)和濕式永磁高梯度磁選機(jī)對(duì)極貧赤鐵礦石進(jìn)行分粒級(jí)預(yù)選拋尾試驗(yàn)，為我國(guó)極貧赤鐵礦礦石的開(kāi)發(fā)和利用提供研究基礎(chǔ)。

1 試驗(yàn)原料及試驗(yàn)方法

1.1 試驗(yàn)原料

試驗(yàn)所用礦樣采自齊大山鐵礦，屬于典型的鞍山式赤鐵礦石。對(duì)試樣進(jìn)行化學(xué)多元素分析，結(jié)果如表1所示。

從表1可以看出，試樣TFe品位為18.25%，F(xiàn)eO含量為1.99%，SiO2含量55.66%，屬于極貧赤鐵礦石。

試樣鐵物相分析結(jié)果見(jiàn)表2，鐵元素主要以鐵氧化物（赤鐵礦、磁鐵礦）的形式存在，赤鐵礦的分布率為86.70%，其次為磁鐵礦中鐵，分布率為9.04%。脈石礦物主要為石英、綠泥石，少量長(zhǎng)石、云母、碳酸鹽等。

1.2 試驗(yàn)方法

利用顎式破碎機(jī)將礦樣破碎至-15 mm，采用篩孔尺寸為3 mm的格篩進(jìn)行篩分，篩析結(jié)果如表3所示。其中3～15 mm粒級(jí)產(chǎn)率為66.92%，-3 mm粒級(jí)產(chǎn)率為33.08%。采用分粒級(jí)預(yù)選拋尾工藝流程，如圖1所示，3～15 mm粒級(jí)采用雙輥強(qiáng)磁機(jī)（圖2）進(jìn)行干式預(yù)選，干式預(yù)選精礦采用φ400 mm×100 mm實(shí)驗(yàn)室高壓輥磨機(jī)超細(xì)碎，-3 mm粒級(jí)使用SCG-150型濕式永磁高梯度磁選機(jī)進(jìn)行選別。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 粗粒級(jí)干式強(qiáng)磁拋尾試驗(yàn)

首先對(duì)3～15 mm粒級(jí)進(jìn)行干式強(qiáng)磁拋尾試驗(yàn)，分別使粗選輥和掃選輥的輥表最高磁感應(yīng)強(qiáng)度為1.0 T和1.25 T。在磁輥轉(zhuǎn)速分別為0.98、1.12、1.25、1.38 m/s條件下進(jìn)行預(yù)選拋尾試驗(yàn)，粗選輥和掃選輥的精礦合并成為預(yù)選精礦，結(jié)果如表4所示。

結(jié)果表明，隨著磁輥轉(zhuǎn)速的增大，精礦品位、尾礦品位都隨之升高，精礦回收率隨之降低。因此，確定雙輥預(yù)選拋尾的最佳轉(zhuǎn)速為1.25 m/s，獲得的預(yù)選精礦鐵品位為23.85%、回收率為87.00%，拋尾產(chǎn)率25.36%。

2.2 干選精礦超細(xì)碎試驗(yàn)

采用φ400 mm×100 mm高壓輥磨機(jī)對(duì)干式預(yù)選精礦進(jìn)行超細(xì)碎試驗(yàn)，輥面壓力為4 N/mm2，輥速0.25 m/s，輥縫間隙4 mm，采用控制篩孔為3 mm的分級(jí)工藝與高壓輥磨粉碎工藝組合為閉路粉碎流程。輥壓后產(chǎn)品粒度分布曲線如圖3所示。

超細(xì)碎試驗(yàn)結(jié)果表明，輥壓產(chǎn)品的P80為1.62 mm，與預(yù)先分級(jí)的-3 mm產(chǎn)品混合后（TFe品位為20.01%）進(jìn)行濕式預(yù)選拋尾試驗(yàn)。

2.3 細(xì)粒級(jí)濕式強(qiáng)磁拋尾試驗(yàn)

利用SCG-150型濕式永磁高梯度磁選機(jī)進(jìn)行濕式預(yù)選試驗(yàn)。該設(shè)備采用釹鐵硼N40和電工純鐵DT5分別作為永磁材料和聚磁材料，2種材料以4∶1的寬度比進(jìn)行交替排列組成主磁輥，輥表最高磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)1.25 T，在永磁輥表面設(shè)置了由導(dǎo)磁不銹鋼材料構(gòu)成的鋸齒狀高梯度分選環(huán)，使磁場(chǎng)梯度最高可達(dá) 80 mT/mm［12］。在磁輥轉(zhuǎn)速分別為 0.80、0.85、0.90、0.95、1.0 m/s情況下進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果如表5所示。

由表5可知，隨著磁輥轉(zhuǎn)速的提高，濕式預(yù)選精礦鐵品位逐漸增加，但精礦產(chǎn)率和回收率卻逐漸降低，尾礦品位隨之提高。隨著磁輥轉(zhuǎn)速的增加，赤鐵礦顆粒在磁輥表面所受的離心力增大，造成磁輥對(duì)赤鐵礦顆粒的捕獲能力下降。綜合考慮，選擇磁輥轉(zhuǎn)速為0.9 m/s，獲得的預(yù)選精礦TFe品位可達(dá)31.44%、作業(yè)回收率83.03%，對(duì)原礦回收率為75.60%、拋尾產(chǎn)率56.12%，尾礦TFe品位為7.20%，綜合尾礦品位8.19%。

3 結(jié)論

（1）鞍山地區(qū)齊大山鐵礦TFe品位為18.25%，屬于極貧赤鐵礦石，鐵主要賦存于赤鐵礦中，主要脈石礦物為石英。

（2）篩析試驗(yàn)結(jié)果表明，3～15 mm粒級(jí)TFe品位為20.25%，-3 mm粒級(jí)TFe品位為14.20%。采用雙輥強(qiáng)磁預(yù)選磁選機(jī)對(duì)3～15 mm粒級(jí)進(jìn)行干式強(qiáng)磁預(yù)選，在雙輥轉(zhuǎn)速1.25 m/s條件下，預(yù)選精礦TFe品位可達(dá)到23.85%，作業(yè)回收率87.00%。利用實(shí)驗(yàn)室型高壓輥磨機(jī)將一段預(yù)選精礦細(xì)碎至P80為1.62 mm，與原礦中-3 mm粒級(jí)混合，采用SCG-150型濕式永磁高梯度磁選機(jī)進(jìn)行濕式預(yù)選，精礦TFe品位可達(dá)31.44%，作業(yè)回收率83.03%。

（3）在原礦TFe品位為18.25%的情況下，采用分粒級(jí)預(yù)選拋尾工藝，可使預(yù)選精礦鐵品位達(dá)到31.44%，回收率為75.60%，拋除產(chǎn)率為56.12%、鐵品位為8.19%的尾礦。試驗(yàn)結(jié)果為極貧赤鐵礦資源的開(kāi)發(fā)和利用提供了研究基礎(chǔ)。