某贫磁-赤混合铁矿石预选工艺研究_刘军.pdf

收稿日期2019-10-22 基金项目2018年安徽省重点研究与开发计划面上攻关项目 （编号 1804a0802212） 。 作者简介刘军 （1982） ， 男， 高级工程师， 硕士。 总第 522 期 2019 年第 12 期 金属矿山 METAL MINE 某贫磁-赤混合铁矿石预选工艺研究 刘军 1 王小玉 2 张永 11 （1. 中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司， 安徽 马鞍山243071； 2. 安徽马钢罗河矿业有限责任公司， 安徽 合肥231562） 摘要某贫磁-赤混合铁矿石铁品位低， 目前原矿破碎后直接入磨选， 采用阶段磨矿弱磁强磁阴离子 反浮选工艺流程， 生产成本居高不下。为降低磨矿能耗， 在实验室进行了破碎产品 （-12 mm） 筒式中磁辊式强磁 干式预选试验、 破碎产品 （-12 mm） 湿式外磁内筒式磁选机预选试验、 超细碎产品 （-3 mm） 粗粒湿式中磁脉动 高梯度强磁预选工艺对比试验。结果表明 采用超细碎粗粒湿式中磁脉动高梯度强磁预选工艺选别指标最 好， 在超细碎产品粒度-3 mm、 中磁选磁场强度318 kA/m、 强磁选磁场强度955 kA/m的条件下， 可抛除产率25.19、 铁品位6.46、 铁损失率仅5.42的合格尾矿， 预选精矿铁品位较原矿提高了7.93个百分点， 为37.92， 预选抛尾效 果十分显著， 可为赤铁矿石或混合铁矿石的预选工艺提供有益借鉴。 关键词辊式强磁干选外磁内筒式磁选粗粒脉动高梯度强磁选 中图分类号TD924文献标志码A文章编号1001-1250 （2019） -12-070-05 DOI10.19614/ki.jsks.201912012 Study on the Preconcentration Process of a Lean Magnetic Hematite Ore Liu Jun1Wang Xiaoyu2Zhang Yong12 （1. Sinosteel Maanshan Institute of Mining Research Co.， Ltd.， Maanshan 243071， China； 2. Anhui Masteel Luohe Mine Co.， Ltd.， Hefei 231562， China） AbstractThe iron grade of a lean magnetic-hematite ore is low. At present， the raw ore is directly put into grinding and separation after crushing， and the production cost remains high with the process of stage grinding， low intensity magnetic sep- aration， high intensity magnetic separation and anion reverse flotation. In order to reduce the energy consumption of grinding， in the laboratory，the crushed product（-12 mm）cylindrical magnetic-roller high intensity dry magnetic pre-separation test， crushed product（-12 mm）wet external magnetic inner cylinder magnetic separator pre-separation test，ultra-fine crushed product（-3 mm） -coarse-grained wet-mode magnetic-pulsation high-gradient high intensity magnetic pre-separation process comparison test. The results showed that， the separation index of ultra-fine fragmentation-coarse particle wet medium magnet- ic-pulsating high gradient high intensity magnetic preseparation process is the best. Under the conditions of ultra-fine product granularity（-3 mm） ， medium magnetic separation magnetic field intensity 318 kA/m， and high intensity magnetic separation magnetic field intensity 955 kA/m，qualified tailings with productivity of 25.19，iron grade of 6.46 and loss rate of only 5.42 can be removed. Compared with the raw ore， the irong rade of pre-concentrate was increased by 7.93 percentage points to 37.92，the effect of pre-separation is very obvious，which can provide useful reference for the pre-separation process of hematite or mixed iron ore. KeywordsRoller type high intensity dry magnetic separation， External magnetic inner cylinder magnetic separation， Pulsating high gradient high intensity magnetic separation of coarse particles 铁矿石在磨矿之前采用预选工艺抛除采矿时不 可避免混入的围岩， 提高入磨品位并降低入磨矿量， 是铁矿选矿厂节能降耗的有效手段。单一磁铁矿石 的预选工艺应用广泛， 初碎产品 （-300 mm） 及中碎产 品 （-75 mm） 可采用大块干式磁选机进行大块干 选 ［1］； 细碎产品 （-12 mm） 及高压辊磨超细碎产品 （-3 mm） 既可采用粉矿干选， 也可采用粗粒湿式中磁选机 进行预选抛尾 ［2-5］。预选所丢弃的尾矿还可作为建材 矿物工程 Series No. 522 December2019 70 ChaoXing 的原料， 既 “节能” 又 “减排” ， 经济效益、 环境效益及 社会效益显著。 但对于赤铁矿石及混合铁矿石的预选， 相关研 究单位及矿山企业虽然也进行了很多有益的研究， 但是应用效果不甚理想， 并未真正实现大规模工业 应用。目前成功应用的有中磁干选辊式强磁干选 组合工艺， 在部分赤铁矿石 （姑山矿） 选厂 ［6］及混合铁 矿石 （梅山铁矿） 选矿厂 ［7］得到了应用， 效果良好， 但 有处理量小、 必须分级入选等缺点。近年来， 赣州金 环磁选设备有限公司开发出的粗粒湿式 （-5 mm以 下） 强磁选设备 ［8］已经成功应用于钛铁矿、 褐铁矿等 弱磁性矿选矿厂， 因此， 高压辊磨粗粒湿式强磁预 选工艺应用于赤铁矿石预选的时机已经成熟， 用其 对赤铁矿及混合铁矿石进行磨前预选抛尾值得进行 深入研究。此外， 北京矿冶研究总院与长沙矿冶研 究院研制的外磁内筒式磁选机在攀枝花地区的钛铁 矿选矿厂应用于磨前预选， 钛铁矿与赤铁矿都属于 弱磁性矿物， 因此， 考察了外磁内筒式磁选机来对混 合铁矿石预选抛尾效果的影响。 本次试验以安徽省境内的某贫磁-赤混合铁矿 石为研究对象， 进行了预选工艺研究， 取得了一定的 效果， 可为后续研究工作提供参考。 1原矿性质 某贫磁-赤混合铁矿石化学多元素分析、 铁物相 分析结果分别见表1、 表2。 从表1可见 矿石中主要有价元素是铁， 但品位 较低， 仅为29.99； 杂质主要是SiO2， 其次是Al2O3， 二 者合计含量为49.87； 有害杂质S、 P含量都很低， 对 铁精矿的质量影响小。 从表2可见， 矿石中铁主要以磁铁矿 （假象赤铁 矿） 、 赤 （褐） 铁矿的形式存在， 赋存在这2种类型铁矿 物中的铁分布率分别为42.51、 44.71。 在显微镜下对矿石中铁矿物 （包括磁铁矿、 假象 赤铁矿和赤褐铁矿） 的嵌布粒度进行了统计， 铁矿物 的粒度分布正累积曲线见图1。 图1可见， 原矿中铁矿物嵌布粒度较粗， -0.15 mm 粒级仅占9.26， 铁矿物嵌布粒度粗的特性对采用预 选抛尾工艺有利。 2预选抛尾工艺研究 预选抛尾工艺研究进行了破碎产品 （-12 mm） 筒 式中磁辊式强磁干选、 破碎产品 （-12 mm） 湿式外 磁内筒式磁选抛尾、 超细碎产品 （-3 mm） 粗粒湿式中 磁脉动高梯度强磁预选3种预选工艺的试验研究。 2. 1破碎产品 （-12 mm） 筒式中磁辊式强磁干选 试验 2. 1. 1筒式中磁干选条件试验 筒式中磁干选试验采用φ350 mm中磁场干选机， 筒表磁场强度为279 kA/m。调节中磁干选的带速及 分矿隔板间距， 进行中磁干选条件试验， 结果见表3。 由表3可见， 随着中磁干选尾矿产率增加， 中磁 精矿和中磁尾矿品位均提高， 中磁精矿回收率大幅 降低。中磁干选的目的是为了尽可能回收强磁性的 磁铁矿， 因此根据试验结果， 确定中磁干选试验条件 为带速1.2 m/s、 分矿隔板间距25 cm。 2. 1. 2辊式强磁干选条件试验 采用YCG-350型永磁辊式强磁干选机， 辊体表 2019年第12期刘军等 某贫磁-赤混合铁矿石预选工艺研究 71 ChaoXing 面场强为1 035 kA/m， 对表3中带速1.2 m/s， 分矿隔 板间距25 cm的中磁干选尾矿分别在不同带速条件 下进行分矿隔板间距试验。结果见表4。 从表4可见， 通过调节带速及分矿隔板间距， 采 用强磁干选可抛除与现场原矿直接磨选时的一段强 磁选尾矿铁品位 （6～7） 相当的强磁干选尾矿。故 确定强磁干选试验条件为带速1.25 m/s、 分矿隔板间 距30 cm， 此时强磁干选尾矿作业产率25.59、 铁品 位6.19。 2. 1. 3破碎产品 （-12 mm） 中磁强磁干选抛尾数 质量流程 根据前述试验结果， 计算破碎产品 （-12 mm） 筒式 中磁辊式强磁干选试验数质量流程， 见图2。 2. 2破碎产品 （-12 mm） 外磁内筒式磁选机湿式预 选抛尾试验 在现场破碎产品粒度 （-12 mm） 条件下， 采用外 磁内筒式磁选机进行预选抛尾试验， 结果见表5。 由表5可见， 采用外磁内筒式磁选抛尾效果不理 想， 不能直接抛除合格尾矿。 2. 3超细碎产品 （-3 mm） 粗粒湿式中磁脉动高 梯度强磁预选试验 2. 3. 1粗粒湿式中磁选试验 将原矿超细碎至-3 mm， 进行粗粒湿式中磁选试 验。试验设备为湿式永磁筒式磁选机， 试验流程为1 次粗选， 磁场强度为318 kA/m。试验结果见表6。 由表6可见， 粗粒湿式中磁选尾矿TFe品位高达 24.38， 不能实现直接抛尾， 后续有必要对中磁尾矿 再进行强磁选抛尾试验。 2. 3. 2中磁尾矿强磁选试验 对表6中的中磁选尾矿进行强磁选试验， 试验设 备为SLon-100脉动周期式高梯度磁选机。试验结果 见表7。 由表7可见， 中磁选尾矿 （-3 mm） 采用强磁选， 强磁尾矿作业产率可达 41～42， 尾矿 TFe 品位＜ 金属矿山2019年第12期总第522期 72 ChaoXing 5， 强磁选抛尾效果明显。 2. 3. 3中磁尾矿强磁选验证试验 因SLon-100脉动周期式高梯度磁选机不能连续 作业， 为了更接近现场工业生产实际， 故根据表7条 件试验结果， 采用SLon-500型立环脉动高梯度磁选 机进行强磁选验证试验， 试验流程为1次粗选， 磁场 强度为955 kA/m， 试验结果见表8。 表 8可见， 采用 SLon-500型立环脉动高梯度磁 选机进行强磁选抛尾同样可以取得良好的选别指 标， 抛除尾矿铁品位与现场直接磨选的强磁尾矿铁 品位 （6～7） 相当， 说明抛除的尾矿为合格尾矿， 可 作为现场流程确定的参考依据。 2. 3. 4超细碎产品 （-3 mm） 粗粒湿式中磁脉动 高梯度强磁预选抛尾试验数质量流程 根据表 7、 表 8试验结果， 计算原矿超细碎产品 （-3 mm） 粗粒湿式中磁脉动高梯度强磁选抛尾试 验数质量流程见图3。 2. 4试验结果分析 预选流程对比结果可见， 采用破碎产品 （-12 mm） 筒式中磁辊式强磁干选抛尾工艺， 仅能抛除产率 5.24、 TFe品位6.19的合格尾矿， 若提高抛尾产率 则尾矿TFe品位大幅升高； 采用破碎产品 （-12 mm） 湿式外磁内筒式磁选抛尾工艺， 尾矿 TFe品位高达 18～19， 说明此工艺并不能实现抛尾； 采用超细碎 （-3 mm） 粗粒湿式中磁脉动高梯度强磁预选抛尾 工艺， 可抛除产率25.19、 TFe品位6.46、 TFe损失 率仅 5.42 的合格尾矿， 且入磨铁品位大幅提高至 37.92， 说明采用超细碎 （-3 mm） 粗粒湿式中磁脉 动高梯度强磁预选抛尾工艺效果最好。 3结语 （1） 某贫磁-赤混合铁矿石铁品位29.99， 铁品 位较低， 有必要在入磨前进行预选抛尾， 提高入磨矿 石铁品位， 降低入磨矿量。 （2） 原矿破碎产品 （-12 mm） 在中磁机给矿皮带 速度1.2 m/s、 中磁机分矿隔板间距25 cm条件下中磁 选， 中磁选尾矿在给矿皮带速度1.25 m/s、 分矿隔板 间距30 cm条件下， 可获得抛废产率为5.24、 尾矿铁 品位6.19的干选指标。原矿破碎产品 （-12 mm） 采 用湿式外磁内筒式磁选机抛尾， 未取得理想指标。 原矿超细碎至-3 mm后， 采用粗粒湿式中磁选脉动 高梯度强磁选抛尾， 可抛除产率 25.19、 铁品位 6.46、 损失率仅5.42的合格尾矿， 预选精矿铁品位 较之原矿大幅提高7.93个百分点至37.92， 预选抛 尾效果最好。 （3） 由预选抛尾工艺试验结果可以看出， 采用高 压辊磨超细碎 （-3 mm） 粗粒湿式中磁脉动高梯度 强磁预选工艺效果最好， 有必要在现场进行工业试 验， 试验成功后可推广至国内赤铁矿山及混合铁矿 山选矿厂。虽然高压辊磨设备、 粗粒脉动高梯度强 磁选设备一次性投资较大， 但磨矿作业为选矿厂能 耗大户， 预选抛尾后磨矿量大大减少必将带来运行 成本的大大降低， 另外， 预选尾矿可通过分级获得部 分建筑用砂出售， 既 “减排” 又 “增效” ， 经济效益、 社 会效益及环境效益良好。 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. 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