夏一航 王 玨 李 銳 秦家思

（沈陽隆基電磁科技股份有限公司）

近年來，隨著中國鋼鐵工業(yè)的迅猛發(fā)展和我國鐵礦資源地大規(guī)模開發(fā)利用，鐵礦山的開發(fā)利用速度加快。我國鐵礦資源呈現(xiàn)貧、細(xì)、雜的趨勢，資源利用率低，開發(fā)難度大，隨之而來的鐵尾礦排放量也逐漸增加［1-3］。因此，解決尾礦的回收利用問題具有重要指導(dǎo)意義。鐵尾礦是鐵礦石在加工利用過程中產(chǎn)生的有價元素含量較低的部分，是礦山固體廢棄物的重要組成之一，也是一種寶貴的二次資源［4］。我國目前鐵尾礦年產(chǎn)量超過5億t，占尾礦總產(chǎn)量的40%以上［5］，但綜合利用率僅17%左右。堆存的鐵尾礦不僅占用大量的土地資源，而且會對周圍的環(huán)境造成嚴(yán)重污染，甚至引發(fā)災(zāi)難事故。對于礦山固廢利用問題，《冶金行業(yè)綠色礦山建設(shè)規(guī)范》明確要求：廢石、尾礦等固體廢棄物應(yīng)分類處理，持續(xù)利用，安全處置率達(dá)到100%，鐵礦尾礦綜合利用率不低于20%［6］。

鐵礦尾綜合利用將帶來顯著的社會、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益，但與原礦相比，鐵尾礦品位低、粒度細(xì)、易泥化，且共生關(guān)系復(fù)雜、含鐵礦物嵌布粒度細(xì)［7］，導(dǎo)致鐵尾礦中有價元素的回收面臨一定的技術(shù)挑戰(zhàn)。遼寧某外排尾礦，鐵品位低，結(jié)晶粒度細(xì)，在選別過程中部分礦物流失到尾礦中，造成外排尾礦中鐵金屬流失嚴(yán)重，且外排尾礦占用土地，嚴(yán)重污染環(huán)境，對資源造成巨大浪費(fèi)。因此，為充分利用該礦產(chǎn)資源，對尾礦進(jìn)行了再選，采用強(qiáng)磁—反浮選工藝，通過預(yù)先拋尾，改善入浮物料品位，對該鐵礦中的目的礦物進(jìn)行回收，為該尾礦綜合回收再利用提供參考依據(jù)。研究該尾礦中鐵礦物的回收，具有顯著的經(jīng)濟(jì)價值［8-11］。

1 試樣性質(zhì)

試樣化學(xué)成分分析結(jié)果見表1，XRD圖譜分析結(jié)果見圖1，鐵物相分析結(jié)果見表2，粒級篩析結(jié)果見表3。

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由表1、圖1可知，該礦樣中的主要有價元素為TFe和FeO，含量分別為12.77%和3.74%，主要有害組分S、P含量較少；SiO2含量較高，占比73.85%，說明含有大量的石英砂。此外，X射線衍射分析結(jié)果表明，試樣主要礦物組成以赤（褐）鐵礦、磁鐵礦為主，另含有SiO2、菱鐵礦、CaCO3，其他礦物可能含量較少，無法在XRD圖譜上顯示。

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由表2可知，礦樣中的鐵主要以赤（褐）鐵礦為主，占原礦的68.81%，其次是硅酸鐵與磁性鐵，另外含有少量的碳酸鐵和硫化鐵。

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由表3可知，礦樣粒度分布較寬，粒度較細(xì)，-74 μm占比70%以上，-25μm粒級全鐵品位較高，產(chǎn)率35.90%，其選別工藝需重點(diǎn)考慮細(xì)粒級尾礦地回收。

2 試驗(yàn)方法

通過試樣物理化學(xué)性質(zhì)可知，原礦全鐵品位較低，且嵌布粒度較細(xì)。目的礦物主要集中在-25μm粒級，為了降低磨礦成本，應(yīng)進(jìn)行預(yù)先拋尾，且磨礦細(xì)度應(yīng)磨至-25μm左右。為獲得產(chǎn)率相對較高的合格產(chǎn)品需進(jìn)行浮選試驗(yàn)，通過強(qiáng)磁選預(yù)富集，達(dá)到最佳入浮選品位，并采用反浮選工藝有效拋除鐵礦中大部分的石英脈石礦物。試驗(yàn)主要設(shè)備見表4。

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3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 弱磁選—強(qiáng)磁磨前預(yù)選試驗(yàn)

礦物粗細(xì)粒級分布不均勻，部分礦物顆粒解離不完全，為了節(jié)省磨礦成本，并減少已經(jīng)解離的鐵礦物過磨，采用強(qiáng)磁設(shè)備預(yù)先拋棄合格尾礦，可以顯著減少下一階段的入磨礦量，提高和穩(wěn)定入浮選精礦品位，預(yù)先脫除影響浮選的礦泥。因此取試樣進(jìn)行混勻，而后縮分選取一定量礦樣進(jìn)行選別，采用中磁選—強(qiáng)磁選工藝進(jìn)行預(yù)先拋尾，中磁選給礦礦漿濃度26.60%，礦漿流量12 L/min，磁場強(qiáng)度0.5 T；然后取中磁尾礦進(jìn)行強(qiáng)磁掃選試驗(yàn)，強(qiáng)磁選給礦礦漿濃度25%，礦漿流速6.5 L/min，轉(zhuǎn)環(huán)速度3.5 r/min，脈沖300次/min，漂洗水2 L/min，介質(zhì)2 mm，磁場強(qiáng)度1.0 T，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

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由表5可知，通過中磁—強(qiáng)磁選工藝，最終綜合精礦的全鐵品位為24.44%，全鐵回收率為73.33%，拋尾率為61.69%。尾礦全鐵品位為5.52%，該品位下尾礦中的全鐵回收價值較低，暫不進(jìn)行下一步回收。

3.2 混磁精礦磨礦細(xì)度試驗(yàn)

取制備好的最終混合精礦給入XMQ?150×100錐型球磨機(jī)，分別磨至-25μm占70%，80%，90%，95%的條件下進(jìn)行磨礦細(xì)度條件試驗(yàn)，結(jié)果見表6。

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由表6可知，隨著磨礦細(xì)度的增加，精礦全鐵品位由58.29%增加至64.59%，精礦全鐵回收率由36.52%降低至22.80%，精礦全鐵品位增加6.30個百分點(diǎn)，全鐵回收率降低13.72個百分點(diǎn)，可見品位指標(biāo)變化幅度較小，而回收率指標(biāo)變化幅度較大；因此，確定一段混合精礦磨礦細(xì)度在-25μm90%以上時，可直接獲得合格全鐵精礦。

3.3 預(yù)富集工藝試驗(yàn)

將礦樣磨至-25μm90%，給入高性能多磁極磁選機(jī)中進(jìn)行磁選，二段中磁給礦磁場強(qiáng)度0.5 T，礦漿濃度26.6%，礦漿流量12 L/min。再取制備好的二段中磁選尾礦樣送入?100立式強(qiáng)磁機(jī)，磁場強(qiáng)度1.0 T，給礦干礦量300 g，脈沖120次/min，介質(zhì)2 mm，在1.0 T磁場強(qiáng)度下進(jìn)行強(qiáng)磁選試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表7。

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由表7可知，通過磁選預(yù)富集可將全鐵品位由24.44%提高至63.37%，可獲得合格的強(qiáng)磁鐵精礦，回收率為32.32%；為提高最終精礦的回收率，后期考慮進(jìn)行反浮選試驗(yàn)對二段強(qiáng)磁精礦進(jìn)行下一步回收。

3.4 二段強(qiáng)磁精礦反浮選試驗(yàn)

采用浮選進(jìn)一步提升全鐵品位，以達(dá)到入冶品位，反浮選閉路試驗(yàn)流程及藥劑制度見圖2，試驗(yàn)結(jié)果見表8。

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由表8可知，通過1粗1精3掃反浮選閉路流程，可獲得產(chǎn)率63.00%，全鐵品位56.48%，全鐵回收率91.85%的鐵精礦。

3.5 全流程閉路試驗(yàn)

原礦經(jīng)一段中磁選—一段強(qiáng)磁選—磨礦（-25 μm90%）—二段中磁選-二段強(qiáng)磁選—1粗1精3掃全流程閉路試驗(yàn)，最終可獲得產(chǎn)率12.73%、全鐵品位59.05%、全鐵回收率58.86%的鐵精礦，全鐵品位6.02%的綜合尾礦。全流程閉路數(shù)質(zhì)量流程見圖3。

4 結(jié)論

（1）某低品位外排鐵尾礦中流失的鐵礦物主要是赤（褐）鐵礦，其次是菱鐵礦，主要雜質(zhì)成分為SiO2，礦樣粒級分布較寬，嵌布粒度較細(xì)，-25μm占比35.90%，大部分赤鐵礦和磁鐵礦主要集中在-25μm粒級中。

（2）試樣經(jīng)磨前預(yù)選—磁選預(yù)富集—反浮選工藝可獲得產(chǎn)率12.73%，綜合回收率58.86%，全鐵品位59.05%的綜合鐵精礦。

（3）該工藝?yán)梦驳V生產(chǎn)鐵精礦，減少了尾礦對環(huán)境的危害，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。