鞍千贫赤铁矿石预富集试验_徐冬林.pdf

鞍千贫赤铁矿石预富集试验 徐冬林 1 安亚雄 2， 3 高鹏 2， 3 韩跃新 2， 3 （1. 鞍钢集团鞍千矿业责任有限公司， 辽宁 鞍山 114043； 2. 东北大学资源与土木工程学院， 辽宁 沈阳 110819； 3. 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） 摘要鞍千贫赤铁矿石铁品位为16.67， 铁主要以赤铁矿的形式存在， 铁在赤铁矿中分布率为72.77， 主要 脉石矿物为石英。为了开发利用该低品位铁矿石， 进行了预富集试验。结果表明 采用湿式强磁预选磨矿弱磁 选强磁选工艺预富集， 矿石在给料粒度-3 mm、 背景磁感应强度为0.8 T、 立环转速2.0 r/min、 冲次频率200次/min 条件下强磁预选， 预选精矿在磨矿细度-200目占95， 磁场强度为120 kA/m条件下弱磁选， 背景磁感应强度为0.8 T条件下强磁选， 可获得TFe品位47.04、 回收率为80.25的预富集精矿。试验结果可以为我国贫赤铁矿石的强 磁预选提供参考。 关键词贫赤铁矿石强磁预富集背景磁感应强度转环转速冲次频率 中图分类号TD924.1文献标志码A文章编号1001-1250 （2019） -02-145-05 DOI10.19614/ki.jsks.201902028 Pre-concentration Experiment of Low-grade Hematite Ore from Anqian Mine Xu Donglin1An Yaxiong2， 3Gao Peng2， 3Han Yuexin2， 32 （1. Anqian Mining Co.， Ltd.， Anshan Iron and Steel Group， Anshan 114043， China； 2. School of Resources and Civil Engineering， Northeastern University， Shenyang 110819， China； 3. National-Local Joint Engineering Research Center of Refractory Iron Ore Resources Efficient Utilization Technology， Shenyang 110819， China） AbstractThe iron grade of Anqian lean hematite ore is 16.67. Iron mainly exists in the of hematite，which ac⁃ counts for 72.77 of the total iron. Main gangue mineral is quartz. In order to develop and utilize the iron ore， preconcentra⁃ tion experiment was conducted. Results indicated that，by iron enrich process of wet high-intensity magnetic pre-separation- grinding-low intensity magnetic separation-high intensity magnetic separation. At the feeding particle size -3 mm，back⁃ ground magnetic field intensity is 0.8 T，vertical ring speed 2.0 r/min，stroke frequency 200 times/min；grinding particle size -200 mesh 95， intensity of low intensity magnetic separation is 120 kA/m， intensity of high intensity magnetic separa⁃ tion is 0.8 T，the preconcentration concentrate with TFe grade of 47.04 and recovery of 80.25 was obtained. The results can provide reference for the high intensity pre-separation of poor hematite ore in China. KeywordsLow- grade hematite ore，High intensity magnetic preconcentration，Background magnetic induction strength， Vertical ring speed， Stroke frequency 收稿日期2018-12-04 基金项目 “十二五” 国家科技支撑计划项目 （编号 2015BAB15B02） 。 作者简介徐东林 （1970） ， 男， 教授级高级工程师。通讯作者安亚雄 （1991） ， 男， 硕士研究生。 总第 512 期 2019 年第 2 期 金属矿山 METAL MINE Series No. 512 February 2019 我国铁矿资源储量丰富， 截止到2017年底， 查 明资源储量840.63亿t。但我国铁矿资源禀赋差， 共 生关系复杂， 呈现贫、 细、 杂等特点， 开发利用难度 大 ［1-5］。随着经济的快速发展， 我国对铁矿石的需求 量日益增大 ［6-7］。2017年我国铁矿石进口量达到了 10.75亿t， 对外依存度达到87.5， 严重威胁我国钢铁 行业的安全运行 ［8］。我国鞍山式贫赤铁矿石资源储 量丰富， 占全国铁矿石储量的30以上， 其中铁品位 在15～20的贫铁矿石就有几十亿t， 受矿山采选生 产工艺、 产品方案及运输方式等要素的制约， 这部分 矿石只能暂时堆存， 贫赤铁矿石堆存的排土场易引 发侵占土地、 植被破坏、 土地退化、 沙漠化以及粉尘 污染、 水体污染等重大环境问题， 严重影响着矿区及 周边居民的身体健康， 矿区及周边地区居民呼吸道 疾病的发病率明显地高于其他地区。排土场除大量 占用土地、 严重破坏自然景观和生态环境外， 还极易 145 ChaoXing 金属矿山2019年第2期总第512期 诱发滑坡和泥石流等地质灾害， 直接威胁着周边居 民生命财产的安全， 已被国家安监部门列为重大危 险源 ［9-12］。因此， 开发利用低品位铁矿石， 提高我国铁 矿资源的利用率， 意义重大。本研究以鞍千TFe品位 为16.69的贫赤铁矿石为研究对象， 进行了粗粒湿 式强磁预富集试验， 旨在提前抛除大部分脉石矿物， 降低后续选别工艺的能耗， 以期为我国低品位赤铁 矿石的开发利用提供参考。 1矿石性质 鞍千贫赤铁矿石化学成分分析结果见表1， 铁物 相分析结果见表2， 粒度分析结果见表3， XRD分析结 果见图1。 由表1可知 矿石TFe品位为16.67， SiO2含量 为73.73， 属于极贫铁矿石； Al2O3和MgO含量分别 为 0.31和 0.52， 有害元素磷、 硫含量较低； 矿石 FeO含量为4.56， 因此， 矿石磁性铁含量较低。 由表2可知， 矿石中铁主要赋存于赤铁矿中， 分 布率达到72.77， 其次以磁铁矿和碳酸铁形式存在， 分布率分别为8.28和15.54， 少量以硫化铁和硅酸 铁的形式存在。 由表 3 可知， 矿石-0.075 mm 粒级含量达到 22.42， 0.075～0.15 mm含量达到11.18， 细粒级矿 石含量较高； 0.5～1.0 mm 和 1.0～2.0 mm 含量分别为 22.83、 23.56， 粗粒级含量也较高； 中间粒级0.15～ 0.28 mm、 0.28～0.5 mm含量分别为9.52、 6.52， 含 量较低。 由图1可知， 矿石主要由赤铁矿和石英组成， 主 要有用矿物为赤铁矿， 主要脉石矿物为石英， 其他矿 物如磁铁矿、 硅酸铁等由于含量很低， 无法在XRD图 谱中显示。 2试验方法 首先进行湿式强磁预选， 预先抛除一部分尾矿， 降低后续磨矿作业的处理量， 预选精矿经湿式球磨 磨矿后， 采用弱磁强磁工艺进行磁选预富集后获 得预富集精矿。强磁预选作业采用沈阳隆基电磁科 技有限公司生产的LGS-EX型立式感应湿式强磁选 机； 磨矿作业采用武汉探矿机械厂生产的 XMQ-Ф 240 mm90 mm型锥形球磨机； 弱磁选采用武汉洛 克粉磨设备制造有限公司生产的 RK/CRS-Ф400 mm300 mm弱磁选机； 强磁选采用沈阳隆基电磁科 技有限公司生产的LQL-1/28强磁机。试验流程如图 2所示。 3试验结果及分析 3. 1粗粒湿式强磁预选试验 3. 1. 1背景磁感应强度对预选指标的影响 在立环转速为2.0 r/min、 冲次频率为200 次/min 条件下， 考察背景磁感应强度对粗粒湿式强磁预选 指标的影响， 结果见图3。 由图3可知 当背景磁感应强度在0.4～0.8 T时， 146 ChaoXing 2019年第2期徐冬林等 鞍千贫赤铁矿石预富集试验 随着背景磁感应强度的增高， 预选精矿铁回收率迅 速增大， 但铁品位迅速降低； 当背景磁感应强度为 0.4 T 时， 预选精矿 TFe 品位为 28.70 、 回收率为 77.30； 背景磁感应强度提高至0.8 T时， 预选精矿 TFe品位降低至25.00， 铁回收率提高至85.50， 进 一步提高背景磁感应强度， 铁品位缓慢下降， 铁回收 率增加也变缓。因此， 确定背景磁感应强度为0.8 T。 3. 1. 2立环转速对预选指标的影响 在背景磁感应强度为 0.8 T、 冲次频率为 200 次/min 条件下， 考察立环转速对粗粒湿式强磁预选 指标的影响， 结果见图4。 由图4可知 当立环转速在1.0～2.0 r/min时， 随着 立环转速的提高， 预选精矿铁回收率迅速增大， 但铁 品位急速降低； 当立环转速为1.0 r/min时， 预选精矿 TFe品位为26.00、 回收率为77.80； 立环转速提高 至2.0 r/min时， 预选精矿TFe品位降低至25.00， 铁 回收率增大至85.50， 进一步提高立环转速， 铁回收 率提高缓慢， 铁品位迅速下降。综合考虑， 确定立环 转速为2.0 r/min。 3. 1. 3冲次频率对预选指标的影响 在背景磁感应强度为0.8 T、 立环转速为2.0 r/min 条件下， 考察冲次频率对粗粒湿式强磁预选指标的 影响， 结果见图5。 由图5可知 随着冲次频率的增大， 预选精矿铁 回收率逐渐降低， 铁品位逐渐升高； 当冲次频率为 100 次/min时， 预选精矿TFe品位为21.70、 回收率 为 89.10； 冲次频率提高至 200 次/min 时， 预选精 矿 TFe 品 位 升 高 至 25.00 ， 铁 回 收 率 降 低 至 85.50， 进一步提高冲次频率， 铁回收率迅速降低， 铁品位进一步升高。综合考虑， 确定适宜的冲次频 率为200 次/min。 综上， 在原矿 TFe 品位为 16.67、 给料粒度-3 mm时， 通过背景磁感应强度为0.8 T、 立环转速为2.0 r/min、 冲次频率为200 次/min条件下粗粒湿式强磁预 选作业， 可获得铁品位为25.00、 回收率为85.50的 预选精矿。 3. 2预选精矿预富集试验 3. 2. 1磨矿粒度对预富集效果的影响 在弱磁选磁场强度为120 kA/m、 强磁选背景磁 感应强度为0.7 T条件下， 考察了磨矿粒度对预富集 精矿指标的影响， 结果见图6。 由图6可知 随着磨矿粒度的提高， 预富集精矿 铁品位逐渐提高， 铁回收率逐渐降低； 磨矿粒度为- 200目占70时， 预富集精矿TFe品位为39.20、 回 收率为91.50； 磨矿粒度提高至-200目占95时， 预 富集精矿 TFe 品位提升至 46.10， 铁回收率降到 88.40。综合考虑， 确定磨矿粒度为-200目占95。 3. 2. 2背景磁感应强度对预富集效果的影响 在磨矿粒度为-200目占95， 弱磁选磁场强度 147 ChaoXing 为120 kA/m条件下， 考察了强磁选背景磁感应强度 对预富集精矿指标的影响， 结果见图7。 由图7可知 随着背景磁感应强度的提高， 预富 集精矿铁回收率逐渐提高， 铁品位迅速降低； 当背景 磁感应强度为 0.5 T 时， 预富集精矿 TFe 品位为 49.20、 回收率为87.50； 背景磁感应强度提高至 0.8 T时， 预富集精矿TFe品位降低到47.04， 铁回收 率提高至91.60， 进一步提高背景磁感应强度， 铁品 位继续降低， 但回收率提高幅度不大。综合考虑， 确 定背景磁感应强度为0.8 T。 综上， 预选精矿通过磨矿弱磁选强磁选作 业， 在磨矿粒度-200目占95， 弱磁选磁场强度为 120 kA/m， 强磁选背景磁感应强度为0.8 T条件下， 可 获得TFe品位为47.04、 作业回收率为91.60的预 富集精矿。 3. 3全流程试验 在条件试验的基础上， 进行湿式强磁预选磨 矿弱磁选强磁选工艺预富集试验， 获得的数质 量指标见图8。 鞍千TFe品位为16.67的极贫赤铁矿， 采用湿 式强磁预选磨矿弱磁选强磁选工艺预富集， 可获得TFe品位47.04、 回收率为80.25的预富集 精矿。 4结论 （1） 鞍千贫赤铁矿石铁品位为16.67， 属于极贫 赤铁矿； 矿石中铁主要赋存于赤铁矿中， 铁在赤铁矿 中分布率高达72.77 ； 主要脉石矿物为石英， SiO2含 量为73.73。 （2） 矿石在给料粒度-3 mm， 背景磁感应强度为 0.8 T、 立环转速2.0 r/min、 冲次频率200 次/min条件 下强磁选， 可获得铁品位为25.0、 回收率为85.50 的预选精矿。预选精矿磨细至-200目占95， 在弱 磁选磁场强度为120 kA/m， 强磁选背景磁感应强度 为0.8 T条件下， 经弱磁强磁选， 可获得TFe品位为 47.04、 作业回收率为 91.60， 对原矿回收率为 80.25的预富集精矿。 参 考 文 献 韩跃新， 孙永升， 李艳军， 等.我国铁矿选矿技术最新进展 ［J］ .金 属矿山， 2015 （2） 1-11． Han Yuexin， Sun Yongsheng， Li Yanjun， et al. 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