湖北某地赤铁矿的选矿实验研究.pdf

湖北某地赤铁矿的选矿实验研究湖北某地赤铁矿的选矿实验研究 张发军 （西部矿业锡铁山分公司，青海 锡铁山，816203） 摘要摘要通过对湖北某矿样分析得知，该矿样含 TFe31.58，采用“焙烧-磨矿-强 磁-磨矿-弱磁”在磁化焙烧温度为 850℃，磁化焙烧时间为 45min，矿样与还原 剂的配比为 504质量比，焙烧矿磁选前磨细至 89.31％左右-350 目，在此条 件下得到的铁精矿的品位达 65.07％左右，回收率达 70.30％左右的较好指标。 TheTheTheThe processingprocessingprocessingprocessing ofofofof h h h hu u u ub b b bei ei ei ei hematitehematitehematitehematite mineralmineralmineralmineral ZHANG Fa-jun Western Mining xitieshan branch，Xitieshan816203, china 关键词关键词磁选，焙烧，选矿 AbstractAbstractAbstractAbstract Analysis of HuBei like that of a mine, the mine samples containing TFe 31.58,by “roasting-grinding-magnetic-grinding-weakening”in the magnetic roasting temperature of 850℃, magnetic roasting time of 45min, ore and reducing agent ratio of 504 mass ratio, grinding ore to 89.31 of ground magnetic ago about -350 mesh, obtained under this condition, the grade of iron concentrate is about 65.07, recovery rate of about 70.30 good indicator. KeywordsKeywordsKeywordsKeywords Magnetic separation, Roasting, mineral processing 随着我国经济的高速发展， 国内对铁矿的开采力度不断加大，大型富铁矿床 基本已开采殆尽。并且，我国铁矿资源绝大部分为贫矿，而且结构复杂，有害杂 质的含量较高。另有资料显示，我国铁矿石品位每 5 年下降一个百分点，再加上 部分铁矿石开采受技术经济条件的限制， 其开发利用难度很大， 所以从总体上讲， 我国铁矿资源的供应已经处于高度紧张状态。 因此在富铁矿和易选的贫铁矿储量 日趋枯竭的前提下， 我们已经展开了对难选赤铁矿选别和利用的研究，这具有十 分重要的战略意义。 由于该赤铁矿具有嵌布粒度细，铁矿物和脉石矿物呈层间分 布，属于难选的一种铁矿石。为此，本文对该矿样进行了“焙烧-磨矿-强磁-磨 矿-弱磁”的研究，可以选出品位为 65.07的合格铁精矿。 1 1矿石性质矿石性质 该矿石中的金属矿物主要有赤铁矿、褐铁矿、磁铁矿另外还有少量的菱铁矿、 黄铁矿、褐铁矿；脉石矿物主要为石英，其次为角闪石、辉石、电气石、阳起石、 绿泥石、粘土等。该矿石的多元素分析见表 1，原矿铁物相分析见表 2，原矿粒 度分析结果见表 3。 表 1 原矿的多元素分析结果 化学成 分 TFeFeOSiO2CaOMgOAl2O3SP 含量31.582.7739.940.170.502.110.0090.024 表 2 铁物相分析结果 相名磁性铁碳酸铁硫化铁硅酸铁赤铁TFe 含铁量4.050.600.531.7015.0231.58 铁分布率18.492.742.427.7668.59100.00 表 3 原矿各粒级百分含量及品位分布表 粒级（mm）产率（）品位（）铁金属分布率 （） 0.6047.1432.4848.69 -0.600.1526.0931.1125.30 -0.150.1210.5930.149.80 -0.120.0742.0429.121.79 -0.0740.0613.8930.913.74 -0.06110.2532.6810.68 合计21.7731.77100.00 由表 1 可以看出，矿石中有工业回收价值的元素仅 Fe 一种，有害元素 S、 P 含量均很低，以此即可以决定选矿产品为单一产品，即为铁精矿。由表 2 可以看 出，赤铁矿占到全铁含量的 68.59，菱铁矿占到全铁的 2.74，磁铁矿占到全铁 含量的 18.49，硫化铁和难溶硅酸铁合起来仅占全铁的 10.18。由表 3 可以看 出，在各个粒级中铁的品位变化不大，0.6mm 以上粒级中铁的分布相对集中。 2 2原矿的焙烧实验原矿的焙烧实验 2.12.1 焙烧温度实验焙烧温度实验 用无烟煤做还原剂，试验在矿样与还原剂的配比为 504，磁场强度为 160kA/m，磨矿细度为-200 目占 84.48 ，磁化焙烧温度分别为 600℃、850℃、 1000℃的条件下磁化焙烧 1 小时，试验结果见图 1。 由图 1 可知温度对铁的回收率的影响是很显著的，在 600℃时，精矿的回收 率低，随着焙烧温度的升高在 850℃是各项指标都达到最大值，温度再继续升高 各项指标开始下降。 6007008009001000 0 20 40 60 80 100 品位 回收率 焙烧温度（℃） 精矿品位 20 40 60 80 100 精矿回收率 图 1 磁化焙烧温度的影响 2.22.2 焙烧时间实验焙烧时间实验 磁化焙烧温度 850℃下用无烟煤做还原剂，试验在矿样与还原剂的配比为 504，磁场强度为 160kA/m，磨矿细度为 84.48 -200 目，磁化焙烧时间分别 为 20min、45 min、60 min、80 min 的条件下焙烧，试验结果见图 2。 20304050607080 0 20 40 60 80 100 品位 回收率 焙烧时间（min） 精矿品位 40 60 80 100 精矿回收率 图 2 磁化焙烧时间的影响 从图可知，精矿品位随时间的变化不大,回收率随时间的延长先增加,在 45 min 时达到最大值后开始下降。 2.32.3 还原剂用量的实验还原剂用量的实验 用无烟煤做还原剂，磁场强度为 160kA/m，磨矿细度为 84.48 -200 目，磁 化焙烧温度分别为 850℃， 在矿样与还原剂的配比为 502 、 502.5、504、 506 的条件下磁化焙烧 45min，试验结果见图 3。 68101214161820222426 0 20 40 60 80 100 品位 回收率 矿样与还原剂比例 精矿品位 40 60 80 100 精矿回收率 图 3 矿样与还原剂的配比对铁精矿各项指标的影响 由图可看出在矿样与无烟煤的配比在 504 时可获得较好的分选效果。 3 3第一段磁场强度实验第一段磁场强度实验 3.13.1 磨矿细度实验磨矿细度实验 在强磁机磁场强度为 8000 Oe、强磁选浓度为 20的条件下，进行了磨矿细 度实验，以选择合适的细度进行抛尾，实验结果见图 4。 556065707580859095 0 20 40 60 80 100 品位 回收率 磨矿细度 精矿品位 0 20 40 60 80 100 精矿回收率 图 4 磨矿细度与精矿品位和回收率关系图 由磨矿细度-品位和磨矿细度-回收率曲线图可知 精矿品位随着磨矿细度的 增大而提高，而精矿的回收率则随着磨矿产品细度增大而降低，细度从 84.48％ 到 91.16％时，品位上升较快。由此可见，在磨矿细度增大的过程中，存在着超 细粒难以回收的问题， 即过细粒产品在磁选管试验中由于磁性较低难以回收而流 失。由于尾矿产率和品位过高，为了充分利用可以对尾矿再次强磁选，从而降低 尾矿品位。 根据强磁精矿的品位和回收率随细度变化曲线可以看出， 在磁场强度一定条 件下，随着矿石粒度的减小其品位在增大，而回收率变小，经分析认为出现这种 情况的主要原因是 矿石粒度减小使得单体解离完全，一些连生体与磁性矿物达 到完全分离，使得选别出来的精矿中的非磁性矿物减少，提高了品位，但是同时 也造成了矿物过磨而使得磁性矿物的磁性减弱，磁选机无法选别，使得回收率变 小。 可知虽然当粒度为 94.62时，其品位最高，但同时其回收率与产率很低， 在细度为-200 目含量占 58.78时，产率高但是品位太低。说明在较低的细度条 件下不能获得高品位的铁精矿， 因此需进行阶段磨矿阶段选别。根据结果和现场 实际情况综合分析，第一段磨矿细度定为-200 目含量 57.78时，此时品位为 48.02，产率为 69.65，回收率为 83.22，此为经过分析所得到第一段磨矿的 最佳粒度条件。 3.23.2 磁场强度实验磁场强度实验 阶磨阶选流程的目的， 是在第一段较粗的磨矿细度条件下，丢掉大部分的尾 矿，大幅度降低再磨矿量，同时也获得尽可能高的回收率。故强磁选磁场强度的 选择，对保证回收率尤为重要。磨矿细度-200 目占 58.78、强磁选浓度为 20 时，强磁选磁场强度实验结果见图 5。 由图可知，随磁场强度的增加，强磁精矿的品位小幅度下降，铁的回收率增 加。当磁场强度达到 16000Oe时，铁的回收率达到 84.60。为了提高回收率， 强磁选磁场强度选择 16000Oe是合适的。 10000110001200013000140001500016000 0 20 40 60 80 100 品味 回收率 磁场强度（Oe） 精矿品位（） 0 20 40 60 80 100 精矿回收率（） 图 5 磁选精矿品位和回收率与磁场强度关系 4 4第二段磁场强度实验第二段磁场强度实验 4.14.1 磨矿细度实验磨矿细度实验 取 4 份制备好的粗精矿各称取 80g， 用 XMB-73 型Φ1203 三头研磨机磨矿， 在第二段磁场强度为 80kA/m 条件下做磁选实验，实验结果见图 6。 60657075808590 0 20 40 60 80 100 品位 回收率 磨矿细度 精矿品位 0 20 40 60 80 100 精矿回收率 图 6 品位和回收率随细度变化曲线 根据品位和回收率随细度变化曲线可知在磁场场强一定的条件下，粒度和 品位成正比，和回收率成反比。当矿石-350 目含量大于 82.22，品位直线上升， 这是因为磨矿粒度小使得矿物单体解离度比较完全，磁性矿物完全解离出来， 在 磁场的作用下， 使得目的矿物能够被完全地选别出来。但是同时也造成了矿物过 磨而使得磁性矿物的磁性减弱，磁选机无法选别，使得回收率变小。 虽然当粒度为 89.31时，其回收率与产率相对较低，但品位最高，说明只 有在较高的细度条件下才能获得高品位的铁精矿， 因此根据结果和现场实际情况 综合分析，第二段磨矿细度定为-350 目含量 89.31时，此时品位为 65.07，产 率为 57.76，回收率为 70.30，此为经过分析所得到第二段磨矿的最佳粒度条 件。 4.24.2 磁场强度实验磁场强度实验 将-350 目含量为 89.31的矿样分成四份，并将这四份矿样分别送入型号为 XCGS-73 型磁选管分别在场强为 40kA/m、80kA/m、120kA/m、160kA/m 的条件 下进行选别，试验结见图 7。 20406080100120140160180 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 品位 回收率 磁场强度kA/m 品位（） 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 回收率（） 图 7 精矿品位和回收率随场强变化曲线 由精矿品位和回收率随场强变化曲线可以看出，随着场强的增大，其品位降 低，而回收率在增大。说明在磨矿细度确定的条件下，一部分完全解离，一部分 包裹在连生体中，有些单体矿物磁性能完全表现出来，有些不能表现出来，加大 场强使得一些连生体也被选入精矿之中，造成品位降低回收率增大。 根据分析得出当物料粒度-350 目含量占 89.31，场强为 80kA/m 的时候， 试验所得的精矿品位为 65.06，产率为 57.77，回收率为 70.31，此场强为最 优的场强条件。 5 5综合试验流程综合试验流程 采用阶段焙烧-磨矿-强磁-弱磁选联合流程方案，能够获得铁品位 65以上 的铁精矿。 其中第一段磨矿细度为-200 目 58.78为宜， 然后用强磁-弱磁机分选抛出大 量的脉石；确定二段磨矿细度时，主要考虑了适宜强磁的粒度，并参考实际生产 中能够达到磨矿细度，定为磨矿细度-350 目占 89.31左右。物料粒度-350 目含 量占 89.31，场强为 80kA/m 的时候，试验所得的精矿品位为 65.07，产率为 57.76，回收率为 70.30，方案推荐工艺流程图见图 8。 原矿 图例 铁品位（） 回收率（） 产率（） 磁化焙烧 I 段磨矿-200 目 58.78 磁选 16000 奥斯特 II 段磨矿-350 目 89.31 磁选80kA/m 铁精矿 尾矿 31.58100.00 100.00 40.2397.65 100.00 53.4653.68 90.88 11.5743.97 9.12 65.07 34.12 70.30 37.5819.56 20.58 14.7663.53 29.70 图 8 综合试验流程图 5 5结论结论 （1）该矿石为微细粒矿石，难以解离，要求的磨矿细度较细。主要以赤、 褐铁矿为主占到全铁含量的 68.59。 （2） 用无烟煤做还原剂，磁化焙烧温度为 850℃,在矿样与还原剂的配比 为 504 下磁化焙烧时间为 45min，第一段磁场强度和磨矿细度分别为 16000Oe、 -200 目占 58.78， 第二段磁场强度和磨矿细度分别为 80kA/m、 -350 目占 89.31， 最终得到的铁精矿品位为 65.07，产率为 57.76，回收率为 70.30。 （3）赤铁矿的选矿实验研究，对于进一步改善选矿工艺，提高技术经济指 标，对于满足钢铁行业的需求有重大意义。 参考文献 [1]牛福生 , 等.冀东地区某地低贫赤铁矿选矿实验研究 [J].中国矿业， 2009,564-68 [2]王成行，等 .某鲕状赤铁矿磁化焙烧 -磁选试验研究 [J].金属矿山， 2009,557-59 [3]张永革，张名，薛敏.东鞍山贫赤铁矿石选矿技术研究[J]. 金属矿山， 2009,346-49 [4]肖永忠，等.超微细贫赤铁矿直接还原-磁选试验研究[J]. 金属矿山， 2008,447-50 [5]左倩，等.鄂西某鲕状赤铁矿焙烧磁选试验研究[J]. 金属矿山，2008,836-39