贫赤铁矿石粗粒湿式强磁预选抛废试验 sup ① _sup _李佩昱.pdf

贫赤铁矿石粗粒湿式强磁预选抛废试验 ① 李佩昱1， 高 鹏1， 徐冬林2， 李艳军1， 余建文1 1.东北大学 资源与土木工程学院,辽宁 沈阳 110819； 2.鞍钢集团鞍千矿业责任有限公司,辽宁 鞍山 114043 摘 要 为实现鞍千极贫赤铁矿石的开发利用,对该铁矿石进行了粗粒湿式强磁预选试验研究,考察了磁场强度、立环转速、脉冲 冲次等主要影响因素对预选指标的影响。 结果表明,在给料 TFe 品位21.36％、细度-3 mm、磁场强度1.0 T、立环转速2.0 r/ min 及脉 冲冲次 200 次/ min 的优化条件下,可得到预选精矿 TFe 品位 34.18％、铁回收率 89.20％、抛尾率 43.28％、尾矿 TFe 品位 5.33％的优 异技术指标,为我国大量极贫赤铁矿石的高效预选提供了借鉴。 关键词 赤铁矿； 极贫赤铁矿； 强磁选； 预选； 抛尾 中图分类号 TD924文献标识码 Adoi10.3969/ j.issn.0253-6099.2019.04.011 文章编号 0253-6099201904-0047-03 Preconcentration of Coarse Lean Hematite Ore by Wet High-Intensity Magnetic Separation for Tailings Discard LI Pei-yu1, GAO Peng1, XU Dong-lin2, LI Yan-jun1, YU Jian-wen1 1.School of Resources and Civil Engineering, Northeastern University, Shenyang 110819, Liaoning, China； 2.Anqian Mining Co Ltd, Anshan Iron and Steel Group, Anshan 114043, Liaoning, China Abstract Wet high-intensity magnetic preconcentration was introduced to treat coarse fraction of an ultra-lean hematite ore from Anqian Mine to actualize its utilization. The influences of magnetic field strength, vertical-ring rotating speed and pulsating frequency on processing index were investigated. The results showed that, adopting the optimized parameters such as magnetic field strength of 1.0 T, vertical-ring rotating speed of 2.0 r/ min and pulsating frequency of 200 times/ min, the concentrate assaying TFe grade of 34.18％ with recovery of 89.20％ was obtained from the preconcentration of the raw ore with feed TFe grade of 21.36％ and feed size of -3 mm. By applying this procedure, the tailings with low TFe grade of 5.33％ and high yield of 43.28％ were discarded. This research provides a reference for efficient preconcentration of a good number of lean hematite mines in China. Key words hematite； ultra-lean hematite； high-intensity magnetic separation； preconcentration； discarding tailings 随着我国铁矿资源的不断开采,富矿不断减少,可 直接利用的铁矿资源日趋匮乏。 目前大量铁矿呈现 贫、细、杂等特点,因此,预选显得尤为重要。 目前, 国内外铁矿石的预选研究主要集中在贫磁铁矿的预 选,且技术比较成熟。 针对弱磁性铁矿物,如赤铁矿 石的预选研究较少。 弱磁性铁矿石预选技术主要有 重选和强磁选等,但重选工艺由于水耗大、矿泥处理 复杂、设备磨损及金属流失严重等问题而无法工业 化应用；磁选具有工艺设备简单、生产成本低和操作 方便等优点,越来越多的矿山已应用高梯度磁选机 预选弱磁性铁矿［1-9］。 本文以鞍钢集团鞍千矿业公司 贫赤铁矿石为研究对象,采用立式感应湿式强磁选机 进行预选试验,以期为贫赤铁矿石的高效预选提供有 益借鉴。 1 试验原料与方法 1.1 试验原料 试验所用矿样为鞍千极贫赤铁矿石,其主要化学 成分分析结果如表 1 所示。 由表 1 可知,矿石主要由 赤铁矿和石英组成,矿石中 TFe 品位为 21.36％,杂质 表 1 矿石主要化学成分质量分数 / TFeFeOSiO2Al2O3CaOMgOPS烧失 21.361.3368.990.24＜0.050.180.0100.0190.68 ①收稿日期 2019-02-11 基金项目 “十二五”国家科技支撑计划项目2015BAB15B02 作者简介 李佩昱1994-,男,陕西安康人,硕士研究生,主要研究方向为铁矿选矿。 通讯作者 高 鹏1982-,男,山东济宁人,副教授,主要从事矿物加工理论与技术研究。 第 39 卷第 4 期 2019 年 08 月 矿矿 冶冶 工工 程程 MINING AND METALLURGICAL ENGINEERING Vol.39 №4 August 2019 ChaoXing 含量较高,有害元素磷、硫含量较低。 为查明矿石中铁的赋存状态,进行了铁化学物相 分析,结果如表 2 所示。 由表 2 可知,矿石中的铁主要 以赤褐铁矿形式存在,其次以碳酸铁形式存在。 表 2 矿石中铁化学物相分析结果 铁物相含量/ ％占有率/ ％ 磁性铁0.321.48 碳酸铁0.693.20 赤褐铁20.0593.00 硫化铁0.100.46 硅酸铁0.401.86 总铁21.56100.00 表 3 为矿石的粒度组成及铁的分布情况。 由表 3 可知,原料粒度粗细不匀,铁主要分布在-20.5 mm 和-0.15 mm 粒级中,其中在-0.074 mm 粒级中的金属 分布率为 36.13％。 表 3 粒度组成及铁的分布情况 粒级 / mm 粒级产率 / ％ 负累积产率 / ％ 铁品位 / ％ 分布率 / ％ -32 3.50100.0026.684.32 -21 15.9196.5025.0518.45 -10.513.99 80.5923.6615.32 -0.50.284.23 66.6020.063.93 -0.280.1510.55 62.3715.227.43 -0.150.07421.38 51.8214.5614.41 -0.07430.44 30.4425.6436.13 合计100.0021.60100.00 1.2 试验方法 预选试验所用强磁选机型号为 LQL-1/28沈阳 隆基电磁科技股份有限公司生产,最大磁场强度 1.5 T。 试验采用的聚磁介质为棒状圆柱体,直径为 4 mm,介 质间隙为 4 mm。 每次试验称取 3.0 kg 原料,通过摇摆 振动给料机给料速度 1.50 kg/ min喂入调浆桶中,并 通过调节补加水,控制矿浆浓度为 10％后均匀地给入磁 选机中进行选别。 其中,精矿冲洗水流量为 10 L/ min, 立环漂洗水流量为 6 L/ min,分选时间 3 min。 在上述 条件下,依次考察了磁场强度、立环转速及脉冲冲次对 磁选预选效果的影响。 2 试验结果与讨论 2.1 磁场强度对选别效果的影响 在立环转速 2.0 r/ min、脉冲冲次 200 次/ min 条件 下,考察了磁场强度对预选效果的影响,结果见图 1。 由图 1 可知,在磁场强度 0.4～1.0 T 范围内,随着磁场 强度逐渐增高,预选精矿铁回收率逐渐增大,但铁品位 先急剧降低后趋于平稳。 这可能由于提高场强促进了 微细粒铁矿物的回收,但夹杂的脉石颗粒也增多。 进 一步提高磁场强度,精矿铁品位趋于稳定,且回收率增 幅不大,因此,确定适宜的磁场强度为 1.0 T,此时获得 的精矿 TFe 品位为 32.00％,回收率为 82.81％。 磁场强度/T 37 35 33 31 84 81 78 75 0.40.60.81.01.21.4 品位/ 回收率/ ■ ■ ■ ■ ■■ ■ ■ ▲ ▲ ▲▲ ▲▲▲▲ 图 1 磁场强度对物料预选效果的影响 2.2 立环转速对选别效果的影响 在磁场强度 1.0 T、脉冲冲次 200 次/ min 条件下, 考察了立环转速对预选效果的影响,结果如图 2 所示。 立环转速/r min-1 34 33 32 31 30 90 86 82 78 1.01.52.02.53.0 品位/ 回收率/ ■ ■ ■ ■ ■ ▲▲ ▲ ▲ ▲ 图 2 立环转速对物料预选效果的影响 由图 2 可知,随着立环转速由 1.0 r/ min 提高至 2.0 r/ min,预选精矿铁品位由 33.42％降低至 31.98％, 铁回收率由 80.10％迅速提高至 86.40％；进一步提高 立环转速,铁回收率提高幅度不大,但铁品位迅速降 低。 综合考虑,确定适宜的立环转速为 2.0 r/ min。 2.3 脉冲冲次对选别效果的影响 在磁场强度 1.0 T、立环转速 2.0 r/ min 条件下,考 察了脉冲冲次对预选效果的影响,结果如图 3 所示。 由图 3 可知,随着脉冲冲次提高,精矿铁品位逐渐上 升,但回收率逐渐下降。 当脉冲冲次为 200 次/ min 时,铁精矿品位为 32.19％,回收率为 84.92％,尾矿品 位为 7.38％。 综合考虑,确定适宜的脉冲冲次为 200 次/ min。 84矿 冶 工 程第 39 卷 ChaoXing 冲次/次 min-1 37 34 31 28 90 85 80 75 100150200250300 品位/ 回收率/ ■ ■ ■ ▲ ▲ ▲ ■ ▲ ■ ▲ 图 3 脉冲冲次对物料预选效果的影响 2.4 产品分析 在磁场强度 1.0 T、立环转速 2.0 r/ min 及脉冲冲 次 200 次/ min 的最优条件下,对试验原料进行了 90 kg/ h 连续扩大生产试验,试验连续运行 4 h,共处 理矿样 360 kg。 对获得的预选精矿产品进行了化学成 分分析和铁物相分析,结果分别如表 4 和表 5 所示。 表 4 预选精矿主要化学成分质量分数 / TFeFeOSiO2Al2O3CaOMgOPS烧失 34.181.4949.040.42＜0.050.280.0110.0050.77 表 5 预选精矿铁化学物相分析结果 铁物相含量/ ％占有率/ ％ 磁性铁0.802.32 碳酸铁0.762.21 赤褐铁32.3793.96 硫化铁0.120.35 硅酸铁0.401.16 总铁34.45100.00 由表 4 可知,预选精矿 TFe 品位为 34.18％,较原 矿 TFe 品位提高了 10 个百分点以上,可作为下一步选 别的原料。 连续生产分选指标为精矿 TFe 品位 34.18％,回收 率89.20％,尾矿TFe 品位5.33％,抛尾率为43.28％。 对 比条件试验结果,连续生产试验获得的精矿铁品位和 铁回收率均有一定提升。 这可能是由于单因素条件试 验过程中选别时间短3 min,条件波动大；而连续生 产试验时,矿浆进入磁选机有充分的选别时间,且工艺 参数稳定。 因此,连续扩大分选效果更优。 由表 5 可知,矿石中的铁绝大部分以赤铁矿形式 存在,其次以碳酸铁和磁性铁形式存在,少量为硅酸铁 和硫化铁。 3 结 论 1 试验所用矿石铁品位 21.36％,铁主要以赤铁 矿形式赋存于矿石中,主要脉石矿物为石英。 2 在给料粒度-3 mm、磁场强度 1.0 T、立环转速 2.0 r/ min、脉冲冲次 200 次/ min 的最优条件下,进行 强磁预选连续生产试验,可获得 TFe 品位 34.18％、回 收率 89.20％的预选精矿,抛尾率 43.28％,尾矿 TFe 品 位 5.33％。 参考文献 ［1］ 姜雪薇. 中国铁矿行业发展现状及前景分析［J］. 中国金属通报, 20177161. ［2］ 孙时元,孙彦庆,刘 梅. 铁矿石预选工艺及设备发展前景［J］. 现代矿业, 2014,3011191-194. ［3］ 张祖刚,曾霄祥. 梅山混合铁矿石磁选梯级回收工艺优化与实践［J］. 矿冶工程, 2018568-71. ［4］ 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, 201521-11. ［5］ 罗俊凯,曹 杨,焦 芬,等. 湖南某石英型赤褐铁矿选矿试验研 究［J］. 矿冶工程, 2018382-85. ［6］ 郭小飞,赵通林. 我国贫铁矿石磁选预选现状及发展趋势［J］. 金 属矿山, 2016491-94. ［7］ 张 敏. 攀西某铁矿选矿试验研究［J］. 矿冶工程, 2017157-59. ［8］ 孙炳泉. 超贫铁矿资源化利用技术现状及发展趋势［J］. 金属矿 山, 200919-11. ［9］ 祝昕冉,徐冬林,高 鹏,等. 鞍千极贫赤铁矿石强磁预选试验［J］. 金属矿山, 20161282-85. 引用本文 李佩昱，高 鹏，徐冬林，等. 贫赤铁矿石粗粒湿式强磁预选 抛废试验［J］. 矿冶工程， 2019，39（4）47-49. 94第 4 期李佩昱等 贫赤铁矿石粗粒湿式强磁预选抛废试验 ChaoXing