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云南某低品位磁铁矿选矿试验研究 ① 李煊生1， 罗良飞2 1.太钢集团岚县矿业有限公司,山西 岚县 030027； 2.长沙矿冶研究院有限责任公司,湖南 长沙 410012 摘 要 对云南某原矿 TFe 品位 22.35％、磁性铁含量 15.58％的贫磁铁矿进行了选矿试验研究。 经过不同粒度预选试验和多流程 对比试验,开发出了适合该矿的选矿工艺流程,采用粗粒预选-磨矿-弱磁选-重选-再磨-弱磁选流程,取得了精矿产率 23.89％、TFe 品 位 65.70％、回收率 70.28％的指标。 关键词 磁铁矿； 磁选； 重选； 预选； 磨矿 中图分类号 TD92文献标识码 Adoi10.3969/ j.issn.0253-6099.2019.04.016 文章编号 0253-6099201904-0068-04 Beneficiation Technology for Lean Magnetite Ore from Yunnan Province LI Xuan-sheng1, LUO Liang-fei2 1.Lan County Mining Co Ltd, Taiyuan Iron Steel Group Co Ltd, Lan County 030027, Shanxi, China； 2.Changsha Research Institute of Mining Metallurgy Co Ltd, Changsha 410012, Hunan, China Abstract Experimental study was carried out to beneficiate a lean magnetite ore from Yunan Province with TFe grade of 22.35％ and magnetic iron mFe content of 15.58％. Based on preconcentration tests with varied feed size and contrast tests of multiple processes, a suitable dressing flowsheet is proposed. It is shown that a flowsheet consisting of sequentially coarse fraction preconcentration, grinding, low intensity magnetic separation LIMS, gravity separation, regrinding and LIMS processes, can produce an iron concentrate grading 65.70％ TFe at 70.28％ recovery with the yield of 23.89％. Key words magnetite； magnetic separation； gravity separation； preconcentration； grinding 我国低品位铁矿资源量巨大［1］,这些资源绝大部 分可以露天开采,采矿成本较低,但选矿比较高或全铁 回收率较低。 文献资料表明［2-5］,通过弱磁预选,遵循 “早收早丢”和“节能降耗“的原则,低品位铁矿可以实 现低成本开发利用。 云南楚雄州某低品位磁铁矿铁矿 床总储量近 3 000 万吨,本文针对该低品位磁铁矿资 源进行了选矿技术开发,在工艺矿物学研究和可选性 试验研究基础上,查明了该矿的可选性,并通过多流程 对比试验为该低品位磁铁矿的开发利用探寻出经济可 行的选矿工艺流程。 1 矿石性质 云南楚雄州某低品位磁铁矿原矿化学多元素分析 结果见表 1,铁化学物相分析结果见表 2,主要矿物组 成见表 3。 表 1 原矿化学多元素分析结果质量分数 / TFeFeOFe2O3SiO2TiO2Al2O3CaO 22.356.8324.3644.661.8010.262.62 MgOMnO Na2OK2O PS烧失 0.410.803.271.450.300.0403.28 表 2 原矿铁化学物相分析结果 铁相态金属量/ ％分布率/ ％ 磁铁矿中铁14.7666.04 假象赤铁矿中铁0.823.67 赤褐铁矿中铁5.4024.16 碳酸盐中铁0.140.63 硫化物中铁0.030.13 硅酸盐中铁1.205.37 合计22.35100.00 ①收稿日期 2019-01-19 作者简介 李煊生1968-,男,山西原平人,工程师,主要从事铁矿选矿生产管理工作。 通讯作者 罗良飞1971-,男,湖南湘乡人,正高级工程师,硕士,主要从事矿物加工技术开发与工程应用研究工作。 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 表 3 原矿主要矿物含量质量分数 / 磁铁矿 假象 赤铁矿 褐铁矿 钛铁矿 金红石 黄铁矿 石英 长石 白云母 绢云母 绿泥石 方解石 磷灰石 其它 21.811.62.5微量48.311.22.41.70.5 由表 1～3 可以看出,原矿中可供选矿回收的元素 是铁；矿物种类较为简单,铁矿物以磁铁矿为主,其次 为半假象赤铁矿和褐铁矿,其它金属矿物还有钛铁矿 和金红石以及微量黄铁矿；脉石矿物以石英和长石居 多,其次是白云母、绢云母、绿泥石、方解石和磷灰石, 其它微量矿物有锆石、黝帘石、稀土矿物和榍石等。 需 要选矿排除的脉石组分主要是 SiO2,其次是铝、钙、 钠、钾；有害杂质磷含量明显偏高。 在显微镜下对铁矿物的嵌布粒度进行了统计,结 果列于表 4。 由表 4 可以看出,单纯从嵌布粒度来看, 欲使 90％以上的磁铁矿呈单体产出,以选择磨矿细度 -0.074 mm 较为适宜。 表 4 矿石中铁矿物的嵌布粒度 粒级/ mm含量/ ％ -0.83 0.59 6.42 -0.59 0.42 8.71 -0.42 0.30 15.78 -0.30 0.21 23.37 -0.21 0.15 16.82 -0.15 0.105 12.28 -0.105 0.074 9.65 -0.074 0.052 4.30 -0.052 0.037 1.61 -0.037 0.026 0.72 -0.026 0.019 0.26 -0.019 0.08 合计100.00 2 试验设备 试验设备包括球磨机、摇床、矿浆分配器、烘箱、磁 选管、鼓形弱磁选机、LiLo 预选机、脱磁器、真空过滤 机、颚式破碎机、粒度检查筛等。 3 选矿试验 由于原矿 TFe 品位仅 22.35％,且磁性铁品位仅 15.58％,最终选矿比大,经济效益受影响。 因此,这里 着重对原矿预选、阶磨阶选、磁-重联合早收等工艺进 行研究。 3.1 预选试验 为了节能降耗、降低选矿加工成本,国内外许多选 矿厂对低品位铁矿石都应用了预选技术,在矿石进入 磨矿作业之前将混入矿石中的岩石剔除［2］。 3.1.1 预选条件试验 在磁场强度 120 kA/ m 条件下,采用磁滑轮对粒 度-25 mm、-15 mm、-6 mm 原矿进行了干式预选试 验,结果见表 5。 作为对照,采用 LiLo 预选机对-6 mm 原矿进行了湿式预选试验,结果见表 6。 表 5 干式预选试验结果 粒度 / mm 线速度 / ms -1 精矿产率 / ％ mFe 品位/ ％ 精矿尾矿给矿 回收率 / ％ 0.8986.9117.632.2015.6198.15 -25 1.3375.1219.722.9615.5595.26 1.9656.3525.173.4515.6990.40 1.1383.7718.212.0115.5897.91 -15 1.5271.3820.63.0615.5894.38 2.0753.6026.293.4915.7189.69 -6 1.3381.2118.921.5715.6698.12 1.9658.4125.082.0015.4894.63 表 6 湿式预选试验结果 磁场强度 / kAm -1 线速度 / rmin -1 精矿产率 / ％ mFe 品位/ ％ 精矿尾矿给矿 回收率 / ％ 1843070.2222.020.7315.6898.61 882161.8124.331.3415.5596.71 562151.9128.611.6215.6395.02 由表 5～6 可以看出,在保证磁性铁回收率 98％的 前提下,干式预选只能抛出产率 16％～19％的尾矿,随 着入选粒度变细,抛出尾矿产率增加；同一粒度湿式抛 尾效果显著优于干式抛尾,且预选精矿中磁性铁品位 提高幅度大。 3.1.2 预选试验结果 根据预选工艺与破磨流程相结合的原则,参考不 同粒度预选结果,考虑矿山缺水等问题,破碎采用传统 三段破碎流程,将原矿全部闭路破碎至-15 mm,进行 了磁滑轮预选生产后续试验矿样试验,磁场强度选择 120 kA/ m,线速度选择 1.13 m/ s,结果见表 7。 表 7 原矿预选连续试验结果 产品 名称 产率 / ％ 品位/ ％回收率/ ％ TFemFeTFemFe 干选精矿83.5724.9718.2693.3697.93 尾矿16.439.031.966.642.07 给矿100.0022.3515.58100.00100.00 3.2 干选精矿弱磁选条件试验 3.2.1 一段磨矿细度试验 为了查明磨矿细度与精矿铁品位的关系,并考察是 否可采用阶段磨矿阶段选别流程,进行了不同磨矿细度 磁选管分选试验,磁选管磁场强度为 144 kA/ m,试验结 96第 4 期李煊生等 云南某低品位磁铁矿选矿试验研究 ChaoXing 果见表8。 由表8 可以看出,随着磨矿细度变细,精矿产 率下降、品位逐步提高,磨矿细度为-0.075 mm 粒级占 50.18％时即可抛出合格尾矿,当磨矿细度达到-0.075 mm 粒级占 93.05％时,精矿 TFe 品位也仅 63.42％,说明仍 需进一步细磨。 因此,根据阶磨阶选原则,选择第一段 磨矿细度-0.075 mm 粒级含量 50.18％。 表 8 一段磨矿细度试验结果 -0.075 mm 粒级 含量/ ％ 精矿产率 / ％ TFe 品位/ ％ 精矿尾矿给矿 回收率 / ％ 50.1835.8555.348.0024.9779.45 55.3034.8556.807.9424.9779.28 60.1233.5058.578.0424.9778.59 65.1032.4759.788.2324.9777.74 74.9831.0762.178.2024.9777.36 85.2030.1963.388.3624.9776.63 93.0530.0563.428.4524.9776.33 3.2.2 磁场强度试验 在磨矿细度-0.075 mm 粒级占 50.18％条件下进 行了磁场强度试验,结果见表 9。 表 9 弱磁选磁场强度试验结果 磁场强度 / kAm -1 精矿产率 / ％ TFe 品位/ ％ 精矿尾矿给矿 回收率 / ％ 9634.5156.348.4424.9777.86 12034.9255.748.4624.9777.95 14435.2555.508.3524.9778.35 16835.3055.418.3624.9778.34 由表 9 可以看出,精矿品位随着磁场强度提高略 为下降,回收率变化不大。 3.2.3 第二段磨矿细度试验 对第一段磨矿细度-0.075 mm 粒级占50.18％、磁场 强度144 kA/ m 条件下弱磁选得到的粗精矿进行了第二 段磨矿细度试验,弱磁选一粗一精粗选 144 kA/ m、精 选 120 kA/ m试验结果见表 10。 由表 10 可以看出, 随着磨矿细度增加,精矿 TFe 品位逐步提高,当磨矿细 度达到-0.075 mm 粒级占 95.33％时,精矿 TFe 品位达 到 65.58％。 表 10 第二段磨矿细度试验结果 -0.075 mm 粒级 含量/ ％ 精矿产率 / ％ TFe 品位/ ％ 精矿尾矿给矿 回收率 / ％ 85.3183.7663.8811.1155.3196.74 90.0082.0064.9811.2655.3196.34 95.33 -0.045 mm 70.39％ 81.0365.5811.4455.3196.08 98.00 -0.045 mm 87.53％ 79.2966.7111.6655.3195.63 注精选尾矿与粗选尾矿合并为一个尾矿。 3.3 弱磁粗精矿重-磁联合分选试验 3.3.1 弱磁粗精矿重选早收试验 采用 Φ600 mm 螺旋溜槽对预选粗精矿在第一段磨 矿细度-0.075 mm 粒级 50.18％、磁场强度 144 kA/ m 条 件下弱磁选得到的弱磁粗精矿进行重选早收一粗一精 试验,结果见表 11。 由表 11 可知,可以早收到作业产 率 32.51％、TFe 品位 66.73％的精矿,效果较好。 表 11 重选早收试验结果 产品名称作业产率/ ％TFe 品位/ ％回收率/ ％ 精矿32.5166.7339.22 尾矿67.4949.8160.78 给矿100.0055.31100.00 注精选尾矿与粗选尾矿合并为一个尾矿。 3.3.2 重选尾矿再磨再选试验 对弱磁粗精矿重选早收后的尾矿进行了再磨、一 粗一精弱磁选粗选磁场强度 144 kA/ m、精选磁场强 度 120 kA/ m试验,结果见表 12。 由表 12 可知,要使 综合精矿 TFe 品位达到 65％以上,对重选早收后的尾 矿再磨细度应达到-0.045 mm 粒级占 77.76％以上。 表 12 重选尾矿再磨细度试验结果 -0.045 mm 粒级 含量/ ％ 精矿产率 / ％ TFe 品位/ ％ 精矿尾矿给矿 回收率 / ％ 51.7376.1361.9311.1549.8194.66 56.5175.4662.4211.0449.8194.56 62.8474.2763.2011.1649.8194.24 77.7671.8465.0011.0549.8193.75 83.5370.9365.6311.2149.8193.46 91.1369.3466.8311.3249.8193.03 注精选尾矿与粗选尾矿合并为一个尾矿。 3.4 尾矿中弱磁性铁矿回收探索试验 根据工艺矿物学结果,原矿中赤褐铁分布率为 24.16％,为了考查弱磁尾矿中铁矿物回收的可行性, 采用 ZH-560 型强磁选机对弱磁尾矿进行了强磁选试 验,结果见表 13。 对强磁精矿进行了 XRD 检测,结果 表明强磁精矿中主要是石英、长石、云母、绿泥石,金属 矿物褐铁矿含量不高。 表 13 弱磁尾矿强磁选试验结果 磁场强度 / kAm -1 精矿产率 / ％ TFe 品位/ ％ 精矿尾矿给矿 回收率 / ％ 48010.1620.406.728.1125.56 72016.2020.735.678.1141.41 96025.5018.834.448.1159.22 1 20030.8917.084.108.1165.06 07矿 冶 工 程第 39 卷 ChaoXing 3.5 流程试验 在条件试验基础上,进行了不同方案流程试验,结 果见表 14。 流程试验结果表明,3 个流程选别指标相 近,但磨矿能耗相差较大,磨矿能耗最低的是磨矿-弱 磁-重选-再磨-弱磁选流程。 此流程可以作为云南某低 品位磁铁矿开发利用的推荐流程。 表 14 流程试验结果 试验流程磨矿细度精矿产率/ ％精矿 TFe 品位/ ％回收率/ ％ 连续磨矿-三次弱磁选-0.075 mm 95.33％-0.045 mm 71.98％23.9265.6070.20 两段阶磨-三次弱磁选 一段 -0.075 mm 50.18％ 二段 -0.075 mm 95.33％-0.045 mm 70.39％ 23.9565.5870.27 磨矿-弱磁-重选-再磨-弱磁选 一段 -0.075 mm 50.18％ 二段 -0.075 mm 97.04％-0.045 mm 77.76％ 23.8965.7070.28 4 结 论 1 云南某低品位磁铁矿原矿 TFe 品位 22.35％, 磁性铁占 69.71％,赤褐铁矿中铁占 24.16％,硅酸盐中 铁占 5.37％,铁矿物嵌布粗细不匀,探索试验证明对弱 磁性铁的回收经济意义不大。 2 采用预选工艺处理-15 mm 粒级可行,在保证 98％的磁性铁回收率条件下抛出 15％以上的粗粒尾 矿,而细粒-6 mm湿式预选效果更好,可以抛出近 30％的尾矿,磁性铁品位提高近 6.5 个百分点。 3 采用阶磨阶选流程,在最终磨矿细度-0.075 mm 粒级占 95.33％条件下可以得到 TFe 品位 65.58％、回 收率 70.27％的精矿。 采用磨矿-弱磁选-重选-再磨-弱 磁选流程,可以得到精矿 TFe 品位 65.70％、回收率 70.28％的选矿指标,需要细磨的矿量约为阶磨阶选的 66％,可以大幅度降低磨矿成本。 此流程可以作为该 矿开发利用的高效低成本选矿流程。 参考文献 ［1］ 李厚民,王瑞江,肖克炎,等. 我国铁矿找矿潜力分析［J］. 矿物学 报,2009S1537-538. ［2］ 罗良飞. 低品位铁矿高效开发利用研究及工业应用［C］∥中国矿 业科技文汇,2016116-118. ［3］ 王永章,罗良飞. 太钢袁家村难选铁矿石选矿工艺研究［J］. 矿冶 工程,2016553-56. ［4］ 罗良飞. 袁家村闪石型磁铁选矿技术开发［J］. 矿产保护与利用, 2018161-65. ［5］ 王永刚,杨云虎. 镜铁山周边某微细粒磁铁矿选矿工艺研究［J］. 矿冶工程, 2016,36461-63. 引用本文 李煊生，罗良飞. 云南某低品位磁铁矿选矿试验研究［J］. 矿 冶工程， 2019，39（4）68-71. 上接第 67 页 参考文献 ［1］ 宋宝旭,付 华,冉金城,等. 某铜金矿床中伴生极低品位铅资源 的综合回收工艺［J］. 矿冶工程, 2017,37372-75. ［2］ 邱显扬,宋宝旭,胡 真,等. 某极低品位多金属共伴生矿资源综 合利用研究及产业化［J］. 有色金属选矿部分, 2013S1115 -118. ［3］ 刘玫华,刘四清,曹 烨,等. 某低品位锡矿重选抛尾工艺研究［J］. 矿产保护与利用, 2009334-36. ［4］ 陆朝波,孙翊洲,王万忠. 广西某锡选厂提高枱浮摇床回收率的试 验研究［J］. 矿产保护与利用, 2013425-28. ［5］ 曹 攀,王 军,胡 喆,等. 大厂铅锌多金属硫化矿混合精矿浮 选新工艺探索［J］. 矿冶工程, 2016,36544-48. ［6］ 韩兆元,管则皋,卢毅屏,等. 铜铋分离研究现状［J］. 金属矿山, 2008475-76. ［7］ 邹坚坚,胡 真,李汉文. 高效捕收剂 ZA 在铜硫分离浮选中的应 用［J］. 金属矿山, 2015687-91. 引用本文 邹坚坚，胡 真，汪 泰，等. 粤北某极低品位伴生稀有金属 矿产资源综合利用研究［J］. 矿冶工程， 2019，39（4）63-67. 17第 4 期李煊生等 云南某低品位磁铁矿选矿试验研究 ChaoXing