米子軍， 羅良飛， 李宗蔚， 鐘志剛

（1.太原鋼鐵（集團(tuán)）有限公司礦業(yè)分公司，山西 太原 030027； 2.長沙礦冶研究院有限責(zé)任公司，湖南 長沙 410012）

提高鐵精礦入料品位、降低雜質(zhì)含量，是實現(xiàn)高效率、低成本煉鐵的基礎(chǔ)［1-3］。 根據(jù)太鋼綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展和戰(zhàn)略規(guī)劃，立足太鋼三個鐵礦的資源特點及生產(chǎn)現(xiàn)狀，為滿足未來金屬化球團(tuán)發(fā)展需求，對鐵精礦質(zhì)量提出了新的要求：精礦SiO2含量要低于3.5%，甚至在2.0%以下。 而目前峨口鐵礦生產(chǎn)的鐵精礦中SiO2含量6%左右，開發(fā)一種合理高效的高品質(zhì)鐵精礦制備工藝技術(shù)已迫在眉睫。 本文以峨口鐵礦二段磁選精礦為原料，進(jìn)行高品質(zhì)鐵精礦的制備研究，為實施提鐵降硅決策提供技術(shù)支撐。

1 原料性質(zhì)

試驗原料取自太鋼峨口鐵礦現(xiàn)場二段磁選精礦。試樣化學(xué)多元素、鐵物相、礦物含量及鐵礦物解離度分析結(jié)果分別見表1～4。

表1 礦石化學(xué)多元素分析結(jié)果（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） %

表2 礦石中鐵化學(xué)物相分析結(jié)果

表3 礦石中主要礦物含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） %

表4 礦石中鐵礦物解離度

由表1～4 可知，該試樣中TFe 品位57.34%，需進(jìn)一步富集。 脈石礦物主要為石英，有害元素磷含量較低，但硫含量略高，為0.38%；鐵主要以磁鐵礦形式存在；試樣中呈單體產(chǎn)出的鐵礦物占89.2%，多數(shù)脈石與磁鐵礦構(gòu)成連生體產(chǎn)出，需進(jìn)一步磨礦才能解離。

2 試驗方法

試樣中的鐵主要賦存在磁鐵礦中，部分磁鐵礦與脈石形成富連生體，磨礦后可采用弱磁選作業(yè)進(jìn)行預(yù)富集。 為得到高品質(zhì)鐵精礦，對弱磁選精礦分別進(jìn)行了淘洗磁選及反浮選試驗研究。 根據(jù)淘洗磁選和反浮選效果，擬采用磨礦-磁選-反浮選工藝制備高品質(zhì)鐵精礦。

2.1 磨礦-弱磁選試驗

磨礦細(xì)度是影響選礦分選效果的關(guān)鍵因素，且磨礦運行成本在選礦過程中占比較高，選擇高效的細(xì)磨設(shè)備和合適的磨礦細(xì)度十分重要。 采用立磨機(jī)對試樣進(jìn)行磨礦，并進(jìn)行了不同磨礦細(xì)度下的弱磁選試驗，以考察磨礦細(xì)度對弱磁精礦品位與回收率的影響，試驗流程見圖1，結(jié)果見表5。

圖1 磨礦細(xì)度試驗流程

表5 磨礦細(xì)度試驗結(jié)果

由表5 可知，隨著磨礦細(xì)度增加，弱磁選精礦品位逐步提高，作業(yè)回收率小幅度下降。 磨礦細(xì)度－0.045 mm粒級含量達(dá)到96.45%時，弱磁選精礦TFe 品位達(dá)到70.02%；磨礦細(xì)度－0.045 mm 粒級含量達(dá)到99.08%時，弱磁選精礦TFe 品位達(dá)到70.92%。

2.2 提鐵降雜試驗

為了考察試樣不同磨礦細(xì)度的弱磁選精礦進(jìn)一步提鐵降雜的可行性，對不同磨礦細(xì)度的弱磁選精礦進(jìn)行了淘洗磁選和反浮選提鐵降硅試驗。

2.2.1 淘洗磁選提鐵降硅試驗

淘洗磁選機(jī)通過特殊磁系來實現(xiàn)多種磁場的疊加，使筒體內(nèi)水平方向磁場分布均勻、垂直方向磁力向下。 礦物進(jìn)入筒體時，磁性礦物在磁力、礦物自身重力、上升水沖力等的綜合作用下從筒體底部排出，細(xì)粒脈石及貧連生體在上升水沖力作用下從頂部排出，從而達(dá)到提質(zhì)降雜的目的［4-5］。 在淘洗磁選機(jī)固定磁場和補(bǔ)償磁場均為96 kA／m、循環(huán)磁場80 kA／m、上升水量900 L／h3條件下，立磨磨礦的弱磁選精礦淘洗磁選試驗結(jié)果見表6。

表6 淘洗磁選試驗結(jié)果

由表6 可知，采用淘洗磁選可以將不同磨礦細(xì)度的弱磁選精礦提高品位0.38 ～2.04 個百分點，隨著磨礦細(xì)度增加，鐵精礦品位逐漸上升，雜質(zhì)硅含量逐漸下降。 磨礦細(xì)度－0.045 mm 粒級含量達(dá)到83.30%時，弱磁選精礦經(jīng)過淘洗后精礦TFe 品位達(dá)到68.96%，精礦中SiO2含量為2.71%。 在較細(xì)的磨礦細(xì)度條件下淘洗磁選可以得到高品質(zhì)鐵精礦，但其磨礦成本較高。

2.2.2 反浮選提鐵降硅試驗

在NaOH 用量600 g／t、苛化淀粉用量800 g／t、CaO 用量200 g／t、捕收劑RA 用量100 g／t、浮選溫度30 ℃、浮選濃度33%、浮選時間2 min 條件下，對不同磨礦細(xì)度的弱磁選精礦進(jìn)行了反浮選提質(zhì)降雜試驗，反浮選試驗流程見圖2，結(jié)果見表7。

圖2 反浮選試驗流程

表7 反浮選試驗結(jié)果

由表7 可知，采用反浮選工藝可以將不同磨礦細(xì)度的弱磁選精礦提高品位0.43 ～3.56 個百分點，隨著磨礦細(xì)度增加，鐵精礦品位逐漸上升，雜質(zhì)硅含量逐漸下降。 磨礦細(xì)度－0.045 mm 粒級含量達(dá)到79.51%時，弱磁選精礦經(jīng)反浮選后精礦TFe 品位達(dá)到70.16%，精礦中SiO2含量為1.99%，SiO2含量比淘洗磁選低1.77個百分點。

通過對比兩種提質(zhì)降雜工藝可知，反浮選比淘洗磁選提質(zhì)降硅效果更好，可以放粗磨礦細(xì)度約4 個百分點，且精礦中SiO2含量更低。 因此，針對二磁精礦再磨細(xì)度－0.045 mm 粒級占79.51%的弱磁精礦，在NaOH 用量600 g／t、苛化淀粉用量800 g／t、CaO 用量200 g／t、浮選溫度30 ℃、浮選濃度33%、浮選時間2 min 條件下，進(jìn)行了捕收劑RA 用量試驗，結(jié)果見表8。

表8 弱磁選精礦反浮選捕收劑RA 用量試驗結(jié)果

由表8 可知，隨著捕收劑RA 用量增加，精礦、尾礦品位均提高，回收率下降。 單機(jī)開路試驗要獲得TFe 品位大于70%的精礦，捕收劑用量需達(dá)到200 g／t以上。

2.3 全流程試驗

在條件試驗基礎(chǔ)上，進(jìn)行了全流程閉路試驗，試驗數(shù)質(zhì)量流程見圖3。

圖3 全流程試驗數(shù)質(zhì)量流程

通過磨礦-弱磁選-反浮選全流程試驗，可以獲得產(chǎn)率76.33%、TFe品位69.93%、回收率93.08%、SiO2含量1.63%的高品質(zhì)鐵精礦，完全滿足金屬化球團(tuán)原料要求。

3 結(jié) 論

1） 結(jié)合太鋼峨口鐵礦生產(chǎn)工藝流程，以第二段磨選生產(chǎn)的二磁精礦為切入點，開展高品質(zhì)鐵精礦制備技術(shù)研究切實可行。

2） 系統(tǒng)研究了反浮選與淘洗磁選提質(zhì)降雜效果，反浮選比淘洗磁選工藝磨礦細(xì)度可放粗約4 個百分點，且精礦中SiO2含量更低。

3） 二磁精礦經(jīng)磨礦-弱磁選-反浮選，可以獲得產(chǎn)率76.33%、TFe 品位69.93%、回收率93.08%、SiO2含量1.63%的高品質(zhì)鐵精礦，可以滿足太鋼未來金屬化球團(tuán)發(fā)展要求，為下一步選礦廠技術(shù)改造提供強(qiáng)有力的支持。