孫 盛 張 凜 高春慶

(1.包鋼(集團(tuán))公司白云鄂博鐵礦；2.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究總院股份有限公司；3.華唯金屬礦產(chǎn)資源高效循環(huán)利用國家工程研究中心有限公司)

我國對于鐵礦石的需求量巨大，隨著優(yōu)質(zhì)鐵礦石被不斷開發(fā)利用而減少，研究開發(fā)利用低品位鐵礦石是延長礦山服務(wù)年限的有效手段，也是國家鐵礦資源可持續(xù)發(fā)展的必然選擇[1-3]。預(yù)選拋廢技術(shù)在礦山企業(yè)的節(jié)能降耗、降低選礦成本、增加企業(yè)效益等方面效果顯著，目前預(yù)選拋廢主要采用磁選技術(shù)來實(shí)現(xiàn)[4-5]。本文所用低品位含鐵圍巖取自包鋼集團(tuán)白云鄂博鐵礦，進(jìn)行了預(yù)選拋尾工藝試驗(yàn)，以期為后續(xù)選礦研究工作提供參考依據(jù)。

1 試樣性質(zhì)

將試樣依次進(jìn)行縮分取樣、破碎、研磨、制樣后進(jìn)行多元素分析和鐵物相分析，結(jié)果見表1、表2。

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

表2 鐵物相分析結(jié)果 %

由表1、表2可知，該礦石中鐵含量為11.29%，以磁性鐵形式存在的鐵占比35.08%，為主要回收礦物；主要雜質(zhì)為CaO、MgO和SiO2，含量分別為26.79%、10.32%和15.29%；主要有害元素S、P含量較高，分別為1.06%和0.84%。

2 干式預(yù)選拋尾工藝試驗(yàn)

將試樣破碎至350～0 mm，進(jìn)行粗碎產(chǎn)品干式磁選試驗(yàn)。試驗(yàn)設(shè)備為CTDGφ1 200 mm×1 000 mm干式磁選機(jī)，固定磁場強(qiáng)度為199.04 kA/m，圓筒線速度2.0 m/s，考察磁選機(jī)分隔板距離對各指標(biāo)的影響，結(jié)果見圖1。

圖1 350～0 mm試樣干式磁選不同分隔板距離試驗(yàn)結(jié)果

由圖1可見，隨著分隔板距離的增大，粗碎拋尾鐵精礦產(chǎn)率、TFe和mFe作業(yè)回收率均增大，TFe和mFe品位則降低；當(dāng)分隔板距離為1 040～1 260 mm時(shí)，粗碎拋尾鐵精礦TFe和mFe含量分別為15.23%～12.63%、7.38%～4.68%，TFe和mFe作業(yè)回收率分別為28.00%～88.85%、39.58%～94.97%；綜合考慮確定粗碎拋尾分隔板距離為1 220 mm，此時(shí)鐵精礦TFe、mFe作業(yè)回收率和品位分別為77.73%、87.74%和13.64%、5.11%。

以上述350～0 mm粗碎拋尾鐵精礦作為試驗(yàn)樣品，破碎到60～0 mm進(jìn)行中碎產(chǎn)品磁選拋尾試驗(yàn)。試驗(yàn)設(shè)備為φ350 mm×370 mm干式磁選機(jī)，固定磁場強(qiáng)度278.67 kA/m，皮帶速度為1.75 m/s，考察分隔板距離對分選指標(biāo)的影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖2。

圖2 60～0 mm試樣干式磁選不同分隔板距離試驗(yàn)結(jié)果

由圖2可見，隨著分隔板距離的增大，中碎拋尾鐵精礦產(chǎn)率、TFe和mFe回收率均增大，TFe和mFe品位則降低；當(dāng)分隔板距離為125～146 mm時(shí)，中碎拋尾鐵精礦TFe和mFe含量為15.98%～14.02%、8.01%～5.48%，TFe和mFe作業(yè)回收率為59.13%～94.67%、79.32%～98.44%；綜合考慮確定中碎拋尾分隔板距離為140 mm，此時(shí)鐵精礦TFe、mFe作業(yè)回收率和品位分別為93.00%、97.82%、14.15%和5.54%。

將上述60～0 mm中碎拋尾鐵精礦破碎至12～0 mm，進(jìn)行細(xì)碎產(chǎn)品磁選拋尾試驗(yàn)。試驗(yàn)設(shè)備為φ350 mm×370 mm干式磁選機(jī)，固體磁場強(qiáng)度278.67 kA/m，皮帶速度為1.75 m/s，考察分隔板距離對分選指標(biāo)的影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

圖3 12～0 mm試樣干式磁選不同分隔板距離試驗(yàn)結(jié)果

由圖3可見，當(dāng)分隔板距離為120～136 mm時(shí)，細(xì)碎拋尾鐵精礦TFe和mFe含量為24.96%～19.02%、12.87%～8.04%，TFe和mFe作業(yè)回收率為56.16%～85.33%、71.51%～91.02%；綜合考慮確定細(xì)碎拋尾分隔板距離為130 mm，此時(shí)鐵精礦TFe、mFe作業(yè)回收率和品位分別為81.30%、88.75%、20.49%和8.80%。

3 高壓輥磨—磁選試驗(yàn)

將上述12～0 mm細(xì)碎干選拋尾鐵精礦利用高壓輥磨機(jī)分別輥磨至3～0 mm、5～0 mm，并對兩種輥磨樣分別進(jìn)行干式磁選和濕式磁選試驗(yàn)。干式磁選試驗(yàn)設(shè)備為φ350 mm×370 mm磁選機(jī)，磁場強(qiáng)度為278.67 kA/m，皮帶速度為1.75 m/s，分隔板距離為110 mm；濕式磁選設(shè)備為CCTS-0503型磁選機(jī)，磁場強(qiáng)度為398.09 kA/m。試驗(yàn)結(jié)果見表3。

由表3可知，在相同粒度條件下，濕式磁選比干式磁選所得鐵精礦TFe、mFe含量和回收率都更高；3～0 mm輥磨樣在相同磁選條件下比5～0 mm輥磨樣分選效果更好；3～0 mm輥磨樣通過濕式磁選可獲得最佳分選指標(biāo)，TFe和mFe作業(yè)回收率為71.64%、94.52%，含量為28.32%、16.19%。

表3 不同粒級輥磨樣干、濕磁選試驗(yàn)結(jié)果

4 全流程試驗(yàn)數(shù)質(zhì)量流程

根據(jù)試驗(yàn)流程和數(shù)據(jù)指標(biāo)，得出原礦全流程預(yù)選拋尾試驗(yàn)數(shù)質(zhì)量流程，見圖4。

圖4 原礦粗碎、中碎、細(xì)碎分段干式磁選—高壓輥磨(3～0 mm)—濕式磁選數(shù)質(zhì)量流程

由圖4可見，原礦經(jīng)粗碎、中碎、細(xì)碎分段干式磁選—高壓輥磨濕式磁選，可獲得產(chǎn)率16.72%，TFe和mFe含量分別為28.32%、16.19%，TFe和mFe回收率分別為42.02%、72.77%的預(yù)選鐵精礦。相比原礦，預(yù)選鐵精礦TFe、mFe含量分別提高了17.05、12.47個(gè)百分點(diǎn)。

5 結(jié) 論

(1)白云鐵礦含鐵圍巖TFe含量11.29%，mFe含量3.72%，鐵主要以碳酸鐵、磁性鐵形式存在，占比分別為42.43%和35.08%，磁性鐵為主要富集對象，有害元素S、P含量分別為1.06%、0.84%。

(2)經(jīng)粗碎350～0 mm、中碎60～0 mm、細(xì)碎12～0 mm分段干式磁選—高壓輥磨至3～0 mm濕式磁選工藝處理白云鐵礦含鐵圍巖，拋廢率83.28%，獲得產(chǎn)率16.72%、TFe含量28.32%、mFe含量16.19%、TFe回收率42.02%、mFe回收率72.77%的預(yù)選鐵精礦，相比原礦TFe含量提高17.05個(gè)百分點(diǎn)。

(3)預(yù)先磁選拋尾減少了礦石入磨量，提高了下階段選礦鐵品位，有利于提質(zhì)降耗。