趙英嘉 謝思瑩 蔣 傳 趙彥雲(yún) 郭小飛 馬藝聞

（遼寧科技大學礦業(yè)工程學院）

鞍山式鐵礦石是我國重要的鐵礦石類型之一，約占鐵礦資源總量的50%。該類型礦石屬于沉積型變質鐵礦床，賦存于太古宇鞍山群下混合巖層中，由角閃巖層、含鐵層、硅質巖層組成，主要金屬礦物以赤鐵礦和磁鐵礦為主，含少量菱鐵礦，脈石礦物主要為石英、綠泥石及閃石等，具有礦物組成和結構構造復雜、嵌布粒度粗細不均、原礦品位低等特點［1］。多年來，選礦工作者圍繞科學有效利用鐵礦石資源進行了大量研究，使我國鞍山式赤鐵礦的選礦技術達到了國際領先水平，其中最具代表性的是階段磨礦、粗細分級、重選—磁選—反浮選工藝的應用，該工藝流程存在適應性強、磨礦和選別效率較高等優(yōu)點，但流程相對復雜，一定程度上增加了生產成本［2］。

鞍山式鐵礦石具有礦石組成復雜、強磁性磁鐵礦與弱磁性赤鐵礦共伴生等特點，隨著開采深度的增加，鐵礦石所受氧化程度降低，礦石的磁化特性也會隨之發(fā)生改變，上述工藝難以適應磁性改變的鐵礦石［1，3-4］。因此，針對鞍山式鐵礦石中不同磁性礦石的磁化規(guī)律進行研究，進一步優(yōu)化磁選設備的磁場強度，提高對鞍山式鐵礦石的分選精度和分選效率。

本文采用VSM 振動磁強計對鞍山式鐵礦石中的強磁性磁鐵礦、弱磁性赤鐵礦和非磁性脈石的磁化特性進行研究［5］，并分析不同粒度和不同礦物組成對礦石磁化規(guī)律的影響，為鞍山式鐵礦石磁選工藝的優(yōu)化提供理論基礎。

1 試樣原料與方法

1.1 試樣原料

試樣取自遼寧鞍山某選礦廠，主要化學成分見表1，XRD分析結果見圖1。

由表1 和圖1 可知，該混合型磁赤鐵礦的全鐵含量為31.23%，SiO2含量53.66%，硫、磷有害元素含量較低；主要金屬礦物為磁鐵礦和赤鐵礦，脈石礦物以石英為主，屬于典型的混合型磁赤鐵礦。

1.2 試樣方法

為將試樣中的強磁性磁鐵礦和弱磁性赤鐵礦分離開來，在不同磨礦細度條件下對原礦進行階段磁選試驗，試驗流程見圖2。一段弱磁選采用φ50×900磁選管（磁場強度95.4 kA/m），二段強磁選采用CRIMM 70-200 型電磁夾板強磁機（背景磁感應強度0.35 T），分別將產品A、B、C 近似看作磁鐵礦、赤鐵礦和脈石進行檢測分析。

2 結果與討論

2.1 分選試驗

采用圖2試驗流程，先將試樣球磨至-74 μm含量分別為47.5%，65.0%，75.0%，85.0%，再采用階段磁選試驗流程進行分選，結果見表2。

由表2 可知，當磨礦細度為-74 μm47.5%時，磁鐵礦的全鐵品位和回收率分別為50.83%和68.05%，赤鐵礦的全鐵品位和產率分別為31.78%和21.40%；當磨礦細度為-74 μm85.0%時，磁鐵礦和赤鐵礦的全鐵品位分別達62.37%和40.42%，而脈石全鐵品位下降；相同條件下不同產品的全鐵品位和回收率是由試驗礦樣的單體解離度決定的，而磁鐵礦和赤鐵礦磁化特征的變化及其在磁選過程中受力特性的變化對分選效果具有直接影響。

2.2 不同分選產品磁化特性分析

對不同磨礦細度條件下階段磁選的3 種分選產品，采用Modl-7404 振動磁強計進行磁化曲線測定，比磁化率的計算結果見表3。

由表3可知，隨著磨礦細度的增加，3種分選產品的比磁化率均減?。划斈サV細度從-74 μm47.5%增加到-74 μm85.0%時，不同礦物間的解離更加充分，含有弱磁性或非磁性礦物的磁鐵礦連生體的比磁化率實際上僅決定于其中磁鐵礦的百分含量，這是因為弱磁性礦物的比磁化率比磁鐵礦小得多；盡管磁鐵礦的全鐵品位由50.83%升高至62.37%，但比磁化率降低了33.77%，礦物的比磁化率越大，更容易通過磁選的方法實現(xiàn)分離，但隨著磨礦粒度變細，產品磁鐵礦的比磁化率降低較快。

赤鐵礦屬于弱磁性礦物，脈石屬于比磁化率更小的非磁性礦物，它們的比磁化率一般為常數(shù)，與磁化場強度、本身形狀和粒度等因素無關，只與礦物組成有關。階段磁選試驗中弱磁性赤鐵礦的比磁化率降低了81.49%，脈石的比磁化率降低了94.53%。弱磁性赤鐵礦的比磁化率分別為39.81×10-6，21.86×10-6，20.73×10-6，7.37×10-6m3/kg，隨著粒度的降低，各粒級的比磁化率也逐漸減小，當磨礦細度為-74 μm85.0%時，其比磁化率急劇降低。

細?；蛭⒓毩４盆F礦或其他強磁性礦物（如硅鐵、磁赤鐵礦、磁黃鐵礦）進入磁選機的磁場時，沿著磁力線取向形成磁鏈或磁束。細的磁鏈的退磁因子比單個顆粒小得多，而它的磁化率或磁感應強度卻比單個顆粒高得多。在磁選機磁場中形成的磁鏈對回收微細的磁性顆粒，特別是濕選時有好的影響，這是因為磁鏈的磁化率高于單個磁性顆粒的磁化率，而且在磁場比較強的區(qū)域方向上，水介質對磁鏈的運動阻力卻小于單獨顆粒的阻力。磁選強磁性礦石或礦物時，除了顆粒的磁化率外，起重要作用的還有顆粒的剩磁和矯頑力；正是由于它們的存在，使得經過磁選機或磁化設備磁場的強磁性礦石或精礦，從磁場出來后常常保存自己的磁化強度，使細粒和微細粒顆粒形成磁團或絮團。磁鐵礦與脈石礦物的連生體和相當純凈的磁鐵礦礦粒分離時，效率就低得多，因為它們的比磁化率之比很?。?-7］。

細粒或微細粒的弱磁性礦石或礦物進入磁選機的磁場時不形成磁鏈或磁束，因為它的磁化率或磁感強度較低，致使磁選回收率不夠高（在強磁場磁選機中選分時），使用高梯度強磁選機時，磁選回收率有較大幅度的提高。

不同礦物在磁分離過程中受到磁力和機械力（包括重力、摩擦力、流體阻力、離心慣性力等）的作用。磁性不同、粒度不同的顆粒所受力的情況不一樣，運動路徑就不相同。磁性顆粒運動路徑由其受到的磁力和所有機械力的合力決定，其中磁力與礦物的比磁化率和磁化磁場密切相關，非磁性顆粒運動的路徑則由作用其上的機械力的合力來決定［8］。因此，可利用混合型磁赤鐵礦中不同礦物的磁性差異，優(yōu)先采用弱磁選工藝將強磁性磁鐵礦選別出來，能夠簡化生產工藝，降低生產成本。

3 結論

（1）采用階段磁選工藝對試樣進行分選，當磨礦細度增至-74 μm85%時，可獲得全鐵品位和回收率分別為62.37%和57.80%的強磁性磁鐵礦，弱磁性赤鐵礦的全鐵品位和回收率分別為40.42%和33.10%。

（2）當試驗礦樣磨礦細度由-74 μm47.5%增加至-74 μm85% 時，強磁性磁鐵礦的全鐵品位由50.83%升高至62.37%，但比磁化率降低了33.77%；弱磁性赤鐵礦的全鐵品位由31.78%升高至40.42%，比磁化率降低了81.49%。

（3）磁鐵礦的強磁性和赤鐵礦的弱磁性對該混合型鐵礦石的分選至關重要，可通過弱磁選提前獲得部分合格鐵精礦，提高分選效率。