余 瑩 梅燦國 李春雁 王 洋

(鞍鋼礦業(yè)集團弓長嶺礦業(yè)公司選礦分公司，遼寧 遼陽 111008)

0 引言

磁鐵礦石占全國鐵礦石總量的43%左右，且鐵礦物嵌布粒度粗細(xì)不均。目前國內(nèi)鐵礦選礦廠在處理結(jié)晶粒度嵌布不均的鐵礦石時大多采用階段磨礦-單一磁選-細(xì)篩再磨工藝。雖然是階段磨礦-階段選別，但是一段磨礦后只有一段磁選拋尾，而一段磁選精礦給入到二段磨礦繼續(xù)磨礦，不做進(jìn)一步選別而獲得最終精礦產(chǎn)品。這種工藝流程存在下述問題：一是一段磁選精礦中已達(dá)單體解離的鐵礦物進(jìn)入到二段磨礦，影響了二段磨礦處理量，增加了磨礦成本；二是單體解離的鐵礦物再次磨礦產(chǎn)生過粉碎，惡化后續(xù)選別指標(biāo)，造成金屬流失加重、回收率降低等；三是精礦粒度偏細(xì)，過濾脫水困難。為此，弓長嶺選礦廠針對鞍山式貧磁鐵礦石特點，為解決嵌布粒度粗細(xì)不均的貧磁鐵礦選礦工藝存在的問題，進(jìn)行了貧磁鐵礦選礦工藝的短流程和高效化的探索研究與實踐。

1 礦石性質(zhì)

弓長嶺選礦廠處理的貧磁鐵礦石具有鞍山式沉積變質(zhì)貧鐵石英巖的共同特點，即化學(xué)成分簡單，為高硅、貧鐵、低鈣、鎂、鋁，有害雜質(zhì)硫磷低于工業(yè)允許的酸性礦石，礦石TFe品位偏低。礦石的主要礦物組成為磁鐵礦和石英，次要礦物為閃石類礦物、綠泥石、黑云母及鐵白云石等。微量礦物為赤鐵礦、磷灰石、黃鐵礦、長石類礦物等。

鐵礦物和脈石礦物的粒度分布見表1。

表1 礦石粒度分布結(jié)果(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) %

可見，鐵礦物和脈石礦物粒度分布極不均勻。鐵礦物正累積曲線大于50%的級別在104 μm以上，且大于74 μm的粒級含量已達(dá)到70.90%，而小于15 μm的粒級含量只有3.9%。脈石礦物正累積含量達(dá)到50%時所對應(yīng)的粒級為147 μm，比鐵礦物粒度粗，且大于74 μm的粒級含量達(dá)到了77.43%，而小于15 μm的粒級含量只有1.83%。鐵礦物的平均嵌布粒度為60.65 μm，脈石礦物的平均嵌布粒度為89.07 μm。

2 現(xiàn)磁鐵礦生產(chǎn)工藝流程及存在問題

弓長嶺選礦廠磁鐵礦選礦工藝采用三段磨礦、七段磁選和兩段篩分單一磁選工藝。原礦品位29.66%，精礦品位66.86%，尾礦品位8.84%，生產(chǎn)工藝流程圖，見圖1。

圖1 階段磨礦-階段選別-單一磁選-細(xì)篩再磨工藝流程圖

從流程可見，弓選廠磁鐵礦選礦存在流程長、效率低問題。磁鐵礦石中鐵礦物粒級大于74 μm的含量在70%以上，而生產(chǎn)中精礦產(chǎn)品細(xì)度控制在95%(-0.074 mm)以上，說明有用礦物在生產(chǎn)流程中過磨現(xiàn)象嚴(yán)重。雖然精礦品位達(dá)到67%以上，但過高的細(xì)度要求造成生產(chǎn)流程中磨礦設(shè)備多，中礦再磨設(shè)備磨礦效率低，過磨和磨不細(xì)導(dǎo)致金屬回收率偏低，礦漿循環(huán)量大、能耗大、選礦成本相對較高，生產(chǎn)流程較長等的問題。

3 貧磁鐵礦選礦高效率短流程研究方向

對現(xiàn)生產(chǎn)工藝中一段磁選精礦進(jìn)行粒度分析及解離度測定，結(jié)果見表2。

表2 一段磁選精礦粒度分析及解離度測定結(jié)果(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) %

從一段磁選精礦的粒度分析和單體解離度測定結(jié)果看，一次分級溢流經(jīng)一磁拋棄了產(chǎn)率在40%以上細(xì)粒尾礦，一段磁選精礦的脈石礦物解離度很低，一段磁選精礦中鐵礦物解離度達(dá)到67.80%，-0.074 mm以下級別的鐵礦物解離度較好。

磁鐵礦選礦工藝流程優(yōu)化的核心是減少過磨，實現(xiàn)在盡可能粗的粒度下拿精拋尾，即精礦能拿早拿，尾礦能拋早拋，及時將已經(jīng)單體解離的有用礦物選別為合格產(chǎn)品，及時將已經(jīng)單體解離的脈石礦物拋尾，追求充分單體解離下的分選粒度最粗和選礦流程最短，從而改善選別效率，提高處理量，節(jié)能降耗，降低運行成本。

一段磁選精礦的粒度分析和單體解離度測定結(jié)果表明，該礦具備在一段磁選后直接把結(jié)晶粒度粗的已達(dá)單體解離的鐵礦物選別進(jìn)精礦，實現(xiàn)階段提精。具體開展兩種工藝流程研究，一種采用兩段磨礦、一段磁選拋尾、粗細(xì)分選-磁-重-浮聯(lián)合選礦工藝流程；一種采用兩段磨礦、一段磁選拋尾、粗細(xì)分選-磁-重-浮聯(lián)合選礦工藝流程。

這兩種工藝流程的優(yōu)點在于：可在一段磨礦磁選拋尾后，直接把結(jié)晶粒度粗且已經(jīng)達(dá)單體解離的鐵礦物通過重選得到粗粒級鐵精礦，實現(xiàn)早拋早收，細(xì)粒級鐵礦物通過反浮選或磁選工藝得到細(xì)粒級鐵精礦，中礦再磨再選，該流程具有精礦粒度粗、工藝流程短、選礦成本低的特點。

4 粗細(xì)分選-磁-重-磁(浮)聯(lián)合

4.1 粗細(xì)分選-磁-重-浮聯(lián)合選礦工藝工業(yè)實踐

在原赤鐵礦選別工藝(階段磨礦、粗細(xì)分選、重選-強磁-陰離子反浮選)基礎(chǔ)上處理貧磁鐵礦，進(jìn)行工業(yè)實踐。

開展了赤鐵礦生產(chǎn)線處理磁鐵礦工藝及參數(shù)優(yōu)化。包括：

1)采用一段磨礦分級產(chǎn)品進(jìn)行一段磁選拋尾，實現(xiàn)多拋早拋，拋尾產(chǎn)率達(dá)45%以上；

2)通過改變粗細(xì)分級旋流器沉砂嘴尺寸，調(diào)整二次分級旋流器和粗細(xì)旋流器給礦濃度和給礦壓力，粗細(xì)溢流粒度指標(biāo)由-0.074 mm 80%～85%提高至88%以上，實現(xiàn)了指標(biāo)達(dá)標(biāo)基礎(chǔ)上重選精礦產(chǎn)率最大。同時保證了浮選給礦條件，穩(wěn)定了最終精礦指標(biāo)。

3)優(yōu)化重選工藝。取消掃螺作業(yè)，增加進(jìn)入弱磁掃中磁礦量，盡可能多拋尾，減少二次磨礦量；

4)增大振動篩篩孔尺寸，提高振動篩振幅。在保證重精品位前提下，減少篩上量，減少二段磨礦量。

工藝及參數(shù)優(yōu)化后數(shù)質(zhì)量流程圖，見圖2。獲得了原礦品位28.99%，精礦品位68.52%，尾礦品位9.12%的較好指標(biāo)。

圖2 貧磁鐵礦磁-重-浮聯(lián)合選別工藝數(shù)質(zhì)量流程圖

4.2 粗細(xì)分選-磁-重-磁聯(lián)合選礦工藝細(xì)粒選礦探索試驗

4.2.1 粗細(xì)溢磁選選別試驗

將粗細(xì)分級溢流用攪拌槽配成濃度為30%的礦漿，再用試驗室弱磁機、強磁機進(jìn)行選別，試驗室弱磁機、強磁機磁場強度分別為1 350 Gs和2 000 Gs。

品位為38.30%的粗細(xì)分級溢流產(chǎn)品經(jīng)過一段弱磁、一段強磁選別，獲得混磁精品位為56.80%，產(chǎn)率為61.54%，尾礦品位為8.70%。

4.2.2 混磁精細(xì)篩-電磁精選選別試驗

將混磁精配成濃度為40%的礦漿，給入高頻振網(wǎng)篩，篩上再磨至-0.074 mm 95%后與篩下一起給入試驗型Φ100 mm電磁精選磁選機進(jìn)行選別試驗，高頻篩篩孔尺寸為0.11 mm×0.11 mm，電磁精選補加水量為1 150 L/h，固定磁場、循環(huán)磁場、補償磁場激磁電流分別為0.6 A、0.6 A、0.6 A。

品位為56.80%，粒度為-0.074 mm含量為89.5%的混磁精經(jīng)過高頻篩篩分后，篩上粒度為-0.074 mm 60%，篩上產(chǎn)率為11.91%，篩下粒度為-0.074 mm 93.5%；篩上再磨至-0.074 mm 95%與篩下一起經(jīng)過電磁精選，獲得的精礦品位為68.06%，產(chǎn)率為79.36%，金屬回收率為68.06%，尾礦品位為13.50%。

4.2.3 推薦貧磁鐵礦粗細(xì)分選-磁-重-磁聯(lián)合選礦工藝

實際生產(chǎn)過程中細(xì)粒篩上物料直接返回二次磨礦，數(shù)質(zhì)量流程，見圖3。

圖3 貧磁鐵礦磁-重-磁聯(lián)合選別工藝數(shù)質(zhì)量流程圖

4.3 小結(jié)

1)采用粗細(xì)分選-磁-重-浮聯(lián)合選礦工藝處理弓長嶺選礦廠貧磁鐵礦，在一段閉路磨礦后，對一段弱磁精礦粗細(xì)分選，粗粒通過采用重選和細(xì)篩工藝獲得品位為67.72%的最終重選精礦，實現(xiàn)粗粒度拿精。

2)采用粗細(xì)分選-磁-重-浮聯(lián)合選礦工藝處理弓長嶺選礦廠貧磁鐵礦，磨礦作業(yè)可由三段減少為二段，且磨礦循環(huán)負(fù)荷大幅減少，減少了已經(jīng)單體解離鐵礦物的過粉碎，利于節(jié)能降耗，降低磨礦成本，簡化工藝流程。

3)采用粗細(xì)分選-磁-重-浮聯(lián)合選礦工藝處理弓長嶺選礦廠貧磁鐵礦，細(xì)粒采用浮選方法對磁鐵礦細(xì)粒物料進(jìn)行分選更有利于獲得高品位精礦，浮精品位達(dá)69.52%，綜合精礦品位達(dá)68.52%，提高1.66個百分點。

4)采用粗細(xì)分選-磁-重-浮聯(lián)合選礦工藝和粗細(xì)分選-磁-重聯(lián)合選礦工藝處理弓長嶺選礦廠貧磁鐵礦，最終精礦粒度-0.074 mm含量為80%，精礦產(chǎn)品細(xì)度降低15%，說明磨礦作業(yè)中鐵礦物的過粉碎現(xiàn)象顯著減輕，也有利于后續(xù)精礦脫水。

5 結(jié)語

采用粗細(xì)分選-磁-重-浮聯(lián)合選礦工藝和粗細(xì)分選-磁-重聯(lián)合選礦工藝處理弓長嶺選礦廠貧磁鐵礦，均能有效地解決階段磨礦-階段選別-單一磁選-細(xì)篩再磨工藝存在的問題，并取得滿意的技術(shù)指標(biāo)，探索出鞍山式貧磁鐵礦聯(lián)合選礦工藝的新途徑，為貧磁鐵礦選礦短流程、高效化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。