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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 ０２５３－６０９９（２０１９）０４－００４７－０３ 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 万方数据 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－２＋０．５ 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 ／ ％ －３＋２ ３．５０１００．００２６．６８４．３２ －２＋１ １５．９１９６．５０２５．０５１８．４５ －１＋０．５１３．９９ ８０．５９２３．６６１５．３２ －０．５＋０．２８４．２３ ６６．６０２０．０６３．９３ －０．２８＋０．１５１０．５５ ６２．３７１５．２２７．４３ －０．１５＋０．０７４２１．３８ 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％。 *8,T 37 35 33 31 84 81 78 75 0.40.60.81.01.21.4 8 /;5            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。 4/D;r min-1 34 33 32 31 30 90 86 82 78 1.01.52.02.53.0 8 /;5          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 万方数据 *** min-1 37 34 31 28 90 85 80 75 100150200250300 8 /;5           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， ２０１７（７）１６１． ［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， ２０１４，３０（１１）１９１－１９４． ［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， ２０１８（５）６８－７１． ［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， ２０１５（２）１－１１． ［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， ２０１８（３）８２－８５． ［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， ２０１６（４）９１－９４． ［７］ 张 敏． 攀西某铁矿选矿试验研究［Ｊ］． 矿冶工程， ２０１７（１）５７－５９． ［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， ２００９（１）９－１１． ［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， ２０１６（１２）８２－８５． 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 万方数据