鞍山式铁矿重选精矿工艺矿物学研究_张琦.pdf

鞍山式铁矿重选精矿工艺矿物学研究 张琦 1， 2 唐学飞 3 刘杰 1， 2 秦永红 1， 2 （1. 东北大学资源与土木工程学院， 辽宁沈阳 110819； 2. 难采选铁矿资源高效开发利用技术国家地方联合工程 研究中心， 辽宁 沈阳 110819； 3. 鞍山钢铁集团有限公司东鞍山烧结厂， 辽宁 鞍山 114041） 摘要随着辽宁某选厂重选精矿的铁品位变低， 其已不能作为精矿产品汇入总精矿， 为给该选厂工艺流程 改善提供指导， 从化学组成、 元素赋存状态、 矿物组成、 矿物间的嵌布关系及连生关系等方面， 对重选精矿进行了工 艺矿物学研究。结果表明 重选精矿铁品位为60.62， 铁主要赋存于赤铁矿和磁铁矿中， 主要的脉石矿物为石英； 铁主要分布在-0.074 mm粒级， 铁在该粒级分布率高达84.47， TFe品位64.52， 只有通过细磨才能实现铁矿物与 脉石的较好解离； 在有用矿物与脉石的连生体中， 以赤铁矿与脉石结合形成的连生体为主， 其次为磁铁矿、 赤铁矿 与脉石矿物结合形成的连生体； 随着粒度变细， 试样中赤铁矿和磁铁矿的单体解离度快速提高， 尤其在-0.045 mm 粒级产品中， 绝大多数赤铁矿和磁铁矿颗粒完成了单体解离； 赤铁矿和磁铁矿的浸染粒度以中粒、 细粒嵌布为主， 中粒级试样中脉石含量仍较高， 细粒赤铁矿和磁铁矿含量较高， 铁主要赋存在-0.074 mm粒级中。建议采用细筛分 级载体浮选工艺进行试验研究， 即重选精矿筛上返回再磨， 筛下产品进入浮选， 背负细粒磁选精矿完成回收。 关键词重选精矿矿物学矿物组成嵌布特征解离度 中图分类号TD912文献标志码A文章编号1001-1250 （2019） -02-183-05 DOI10.19614/ki.jsks.201902035 Process Mineralogy of GravityConcentrate of Anshan Iron Mine Zhang Qi1， 2Tang Xuefei3Liu Jie1， 2Qin Yonghong1， 22 （1. School of Resources and Civil Engineering， Northeastern University， Shenyang 110819， China； 2. National-Local Joint Engineering Research Center of Refractory Iron Ore Resources Efficient Utilization Technology， Shenyang 110819, China 3. Donganshan Sintering Plant， Ansteel Group Corporation， Anshan 114041， China） AbstractAs the iron grade of the gravity concentrate becomes lower in a concentration plant in Liaoning Province， which would not be used as the final concentrate product to integrate into the comprehensive concentrate. Process mineralogy of gravity concentrate is conducted to study in detail from the aspects of chemical composition， element occurrence state， min⁃ eral composition，inter-mineral intrusion relationship and continuous relationship，in order to provide guidance for the im⁃ provement of the process flow. The results show that the iron grade is 60.62，and iron in the gravity concentrate is mainly found in hematite and magnetite，and the main gangue mineral is quartz. Iron is mainly distributed in the -0.074 mm grain size. In this grain size the rate of iron distribution is as high as 84.47， the TFe grade is 64.52， and iron ore and gangue in gravity concentrate can only be separated by fine grinding. In the combination of useful minerals and gangue， the main combi⁃ nation is the combination of hematite and gangue， followed by the combination is the combination of magnetite， he⁃ matite and gangue minerals. It was found that the monomer dissociation degree of hematite and magnetite in the sample in⁃ creased rapidly with the grain size becoming finer. Especially in the -0.045 mm grain size products，the majority of hematite and magnetite particles completed the monomer dissociation. Hematite and magnetite are mainly imbedded with medium and fine grain size. The gangue content in the medium grain size sample is still relatively high，and the content of fine hematite and magnetite is relatively high. Iron mainly occurs in the -0.074 mm grain size. It is suggested that the fine sieving gradation- carrier flotation process is used for experimental research. That is，the gravity concentrate，the product on the screen is re⁃ turned for re-grinding， the product under the screen enters the flotation and carries fine-grained magnetic separation concen⁃ trate to complete recovery. KeywordsGravity concentrate， Mineralogy， Mineral composition， Dissemination characteristics， Dissociation degree 收稿日期2018-12-08 作者简介张琦 （1992） ， 男， 博士研究生。 总第 512 期 2019 年第 2 期 金属矿山 METAL MINE Series No. 512 February 2019 183 ChaoXing 金属矿山2019年第2期总第512期 辽宁某选厂所处理铁矿石属典型的鞍山式贫杂 赤铁矿 ［1］， 该矿石具有原矿铁品位低， 矿石结构构造 复杂、 可磨性差， 矿物组成复杂、 嵌布粒度细等特点， 是我国最有代表性、 应用较早、 开展研究工作较多的 难选鞍山式贫赤铁矿石 ［2-5］。当前该选厂采出铁矿石 矿物组成复杂， 且生产过程中矿石的类型及矿物组 成变化较为频繁， 虽然经过选矿工艺改造后取得了 一定的效果， 但仍存在尾矿铁品位较高、 指标不稳定 及精矿铁品位低等问题。同时， 现场重选、 扫中磁作 业存在问题较多 重选精矿产量大、 品位低， 已不能 作为最终精矿汇入总精矿； 扫中磁选作业处理能力 过剩， 但回收率较低。针对该选厂存在的问题， 只有 在查明重选精矿的矿物组成、 元素赋存状态、 矿物间 的嵌布关系及连生关系的基础上， 才能为改善当前 工艺提供理论指导 ［6-9］。因此， 本文对该选厂重选精 矿的工艺矿物学特性进行了详细研究， 为选厂的工 艺优化提供参考。 1试样的物质组成 1. 1试样多元素分析 试样化学多元素分析结果如表1所示。 由表1可知， Fe作为试样中目标回收元素， 质量 分数高达 60.62； SiO2的含量比较高， 质量分数为 14.13， 表明试样的主要脉石矿物是石英； 有害元素 S、 P含量分别为0.04、 0.02。 1. 2试样铁物相分析 为确定试样中铁的赋存状态， 进行了化学物相 分析， 结果见表2。试样中铁主要以赤铁矿和磁铁矿 的形式存在， 分布率分别为73.14和23.04。 1. 3试样矿物组成 利用光学显微镜和XRD对试样进行了物相分 析， 试样的XRD分析结果如图1所示， 试样主要矿物 组成如表3所示。 结合图1和表3可以看出， 试样中主要含铁矿物 为赤铁矿、 磁铁矿， 主要脉石矿物为石英。 1. 4试样铁元素粒度分布 对试样各粒级的产率及铁分布率进行了分析计 算， 如图2所示。 由图2可以看出 随着粒度的降低， 试样TFe品 位快速升高， 当粒度在-0.045 mm时， TFe品位可达 65以上； 试样中铁主要分布在-0.074 mm粒级中， 铁 在-0.074 mm 粒级分布率高达 84.47， TFe 品位 64.52。因此， 只有通过细磨才能实现铁矿物与脉 石的较好解离。 2主要矿物解离特征 赤铁矿、 磁铁矿和石英为试样中主要矿物， 对这 3种矿物单体解离度进行研究， 对下一步的提纯除杂 具有重要的指导意义。 2. 1赤铁矿 赤铁矿是试样中主要含铁矿物， 铁在赤铁矿中 分布率为73.14。赤铁矿的连生情况统计如表4所 示。 184 ChaoXing 2019年第2期张琦等 鞍山式铁矿重选精矿工艺矿物学研究 注 Ht为赤铁矿， Mt为磁铁矿， G为脉石， Py为黄铁矿。 由表 4 可知 赤铁矿的单体解离度较低， 仅 55.95， 但由于磁铁矿也是欲回收目的矿物， 因此赤 铁矿与磁铁矿的连生体可计为铁矿物单体， 赤铁矿 的单体解离度为59.40 （55.953.45） ； 赤铁矿的 连生体主要为赤铁矿与脉石矿物结合形成的连生 体， 其次为赤铁矿与黄铁矿与脉石形成的连生体， 同 理与脉石矿物形成连生体的赤铁矿含量为40.60 （39.520.600.48） 。 表5为赤铁矿与脉石矿物结合类型统计结果。 由表5可以看出， 在赤铁矿与脉石矿物结合的连 生体中， 主要结合类型为毗连型 （图3 （a） ） 和包裹型 （图3 （b） ） 连生体， 含量分别为45.66和32.78， 其 次为反包裹型 （图3 （c） ） 连生体， 含量为18.16， 细脉 形 （图3 （d） ） 连生体含量较少， 仅有3.40。此外， 由 于包裹型连生体、 反包裹型和细脉型连生体中的赤 铁矿难以与脉石矿物完全解离， 将会造成铁的损失， 同时影响铁精矿品位。 2. 2磁铁矿 磁铁矿是试样中的次要含铁矿物， 铁在磁铁矿中 分布率为23.03， 磁铁矿的连生情况统计如表6所示。 由表6可知， 磁铁矿的单体解离度为53.11， 磁 铁矿与赤铁矿结合形成的连生体含量为32.41， 由于 赤铁矿也是欲回收目的矿物， 因此磁铁矿与赤铁矿的 连生体可计为铁矿物单体， 那么磁铁矿的单体解离度 为85.52 （53.1132.41） 。磁铁矿的连生体有磁 铁矿与脉石矿物结合形成的连生体， 磁铁矿、 赤铁矿 与脉石矿物结合形成的连生体， 同理与脉石矿物连生 的磁铁矿含量为14.48 （2.7611.72） 。 注 Ht为赤铁矿， Mt为磁铁矿， G为脉石。 表7为磁铁矿与脉石矿物结合类型统计结果。 由表7可以看出， 磁铁矿与脉石矿物结合的连生 体中， 主要结合类型为包裹型 （图4 （a） ） 和毗连型 （图 4 （b） ） 连生体， 含量分别为68.32和31.18， 另有少 量细脉型连生体， 含量为0.50， 未见反包裹型连生 体。 2. 3石英 石英是试样中的主要脉石矿物， 占矿物总量的 14.13。石英的连生情况统计如表8所示。 由表8可知， 仅有40.73的石英得到了完全解 离， 石英的连生体有赤铁矿与石英结合形成的连生 185 ChaoXing 体， 磁铁矿与石英结合形成的连生体， 磁铁矿、 赤铁 矿与石英矿物结合形成的连生体。 表9为石英与有用矿物结合类型统计结果。 由表9可以看出， 在石英与有用矿物结合的连生 体中， 主要结合类型为毗连型和反包裹型连生体， 含 量分别为43.35和42.47， 另有一定量包裹型连生 体， 含量为14.18。总的来说， 试样中石英的含量较 高， 且解离度不高， 这也说明了试样作为重选精矿， 已不能作为最终产品汇入总精矿， 需对该矿样进行 选别处理。 2. 4不同粒级的解离度对比 对试样筛分后各粒级产品进行解离度分析， 结 果如图5所示。 由图5可以看出， 在0.106 mm的粒度范围内， 有用矿物总的解离度不足35， 随着粒度变细， 试样 中赤铁矿和磁铁矿的单体解离度快速提高， 尤其 在-0.045 mm粒级， 绝大多数赤铁矿和磁铁矿颗粒都 完成了单体解离。 3有用矿物的浸染粒度 重选精矿中赤铁矿和磁铁矿为主要回收矿物， 对其进行粒度测定， 结果如表10、 表11所示。 由表 10、 表 11 可以看出， 赤铁矿和磁铁矿 在 0.075 mm 粒 级 中 的 分 布 率 分 别 为 16.13 、 18.67， 而在-0.038 mm 粒级中的分布率分别为 33.98、 54.82， 可见赤铁矿和磁铁矿的浸染粒度以 中粒、 细粒嵌布为主， 铁矿物分布不均匀， 细粒赤铁 矿和磁铁矿含量较高， 结合赤铁矿及磁铁矿的解离 度分析可以确定， 试样中细粒矿物解离良好， 中粒矿 物脉石含量仍较高， 不利于选别作业。 4结论 （1） 辽宁某选厂重选精矿TFe含量为60.62， 试 样中铁主要赋存在赤铁矿和磁铁矿中， 脉石主要为 石英。试样中铁主要分布在-0.074 mm粒级， 铁在该 粒级分布率高达84.47， TFe品位64.52， 只有通过 细磨才能实现铁矿物与脉石矿物的较好解离。 （2） 试样主要回收铁矿物赤铁矿和磁铁矿的单 注 Q为石英， Ht为赤铁矿， Mt为磁铁矿。 金属矿山2019年第2期总第512期 186 ChaoXing ［1］ ［2］ ［3］ ［4］ ［5］ ［6］ ［7］ ［8］ ［9］ 体解离度分别为59.40、 85.52。在有用矿物与脉 石的连生体中， 以赤铁矿与脉石结合形成的连生体 为主， 其次为磁铁矿、 赤铁矿与脉石矿物结合形成 的连生体。随着粒度变细， 试样中赤铁矿和磁铁矿 的单体解离度快速提高， 尤其在-0.045 mm 粒级产 品中， 绝大多数赤铁矿和磁铁矿颗粒完成了单体解 离。 （3） 赤铁矿和磁铁矿的浸染粒度以中粒、 细粒嵌 布为主， 铁矿物分布不均匀， 细粒赤铁矿和磁铁矿含 量较高， 试样中细粒级矿物解离良好， 中粒级试样中 脉石含量仍较高， 不利于选别作业。 （4） 综合考虑重选精矿不同粒级产品的铁分布 率和有用矿物的解离度、 连生体特征及浸染粒度， 可 以考虑采用细筛分级载体浮选工艺进行试验研 究， 即重选精矿筛上返回再磨， 筛下产品进入浮选， 背负细粒磁选精矿完成回收。 参 考 文 献 鲁荣林.东鞍山铁矿矿石工艺矿物学特征研究 ［J］ .金属矿山， 2004 （9） 40-41. 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