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第3 2 卷 2 0 1 2 年0 8 月 矿冶工程 M I N I N GA N DM E T A L L U R G I C A LE N G I N E E R I N G V 0 1 ．3 2 A u g u s t2 0 1 2 Z H 强磁选机对国外某难选铁矿磁选试验研究① 黄雄林，辛业薇，苏彬，周湘一，王权生 长沙矿冶研究院有限责任公司，湖南长沙4 1 0 0 1 2 摘要对国外某难选铁矿进行了磁选试验研究。依据矿物特性，采用Z H 强磁选设备，考察了磨矿粒度、磁场强度、给矿浓度等因 素对褐铁矿磁选的影响。试验结果表明，Z H 强磁选设备的分选指标优于其它强磁选机。磁选闭路试验获得铁精矿品位5 5 ．0 9 ％， 回收率8 1 ．3 9 ％的良好指标。 关键词褐铁矿；赤铁矿；湿式强磁选；Z H 强磁选机 中图分类号T D 9 2 4文献标识码A文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 2 0 8 0 1 9 5 0 4 褐铁矿分子式为2 F e O ，3 H O ，由于其富含结晶 水，因此物理选矿法很难达到铁精矿品位6 0 ％。褐铁 矿在碎磨过程中极易泥化，而难以获得较高金属回收 率⋯。褐铁矿一般采用磁化焙烧- 弱磁选、重选、强磁 选、浮选、选择性絮凝浮选、强磁选一正浮选．强磁选、强 磁选一反浮选流程等联合流程旧“o 进行选别。赤铁矿 石M ’卜引是一种弱磁性铁矿石，选矿方法也较多，包括 重选、浮选、强磁选、焙烧磁选及几种方法的联合流程。 近年来，普遍应用既有并联又有串联组合的联合流程， 如鞍山地区的贫赤铁矿石采用重选、磁选及浮选的联 合流程，获得了铁精矿品位在6 5 ％～6 7 ％的高指标。 长沙矿冶研究院生产的Z H 组合式强磁选设备集 隔粗、除磁、强磁选、强磁扫选为一体，既有效解决粗矿 物堵塞和矿石中强磁性物夹杂的问题，又提高精矿回 收率和降低尾矿品位。目前Z H 组合式强磁选机已在 国内海南、河南、山西等地以及朝鲜分别应用于镜铁矿 分选、赤铁矿分选、低品位铁矿选矿、长石除铁、高白砂 除铁等，获得用户好评。本文采用Z H 组合式强磁选 机，对某地难选铁矿石进行了系统的强磁选条件优化 试验，取得了满意的试验结果，通过试验比较，其分选 指标优于其它强磁选设备。 l 矿石性质 某铁矿在肉眼下呈红褐色，条纹褐色，磨光面上可 见金属光泽和鲕状颗粒与孔洞。经镜下鉴定、x 射线 衍射分析和扫描电镜分析综合研究表明，矿石属典型 的低硫低磷单一酸眭氧化铁矿石。矿石的矿物组成较 为简单。铁矿物以褐铁矿为主，其次为赤铁矿。脉石 矿物主要为石英，其次有少量的绿泥石和泥 质物。矿石主要化学成分多元素分析结果见表1 ，矿 石中铁的化学物相分析结果见表2 。由表可知，矿石 中可供选矿回收的有用组分铁的含量为4 3 ．4 9 ％，未 发现其它有价值的金属元素。矿石中铁基本上呈三价 铁 F e O 。 状态产出，氧化亚铁 F e O 的含量很低。矿 石T F e ／F e O 5 6 ．4 8 ，碱性系数 C a O M g O ／ S i 0 2 A 1 O ， 0 ．0 0 9 ，为典型的酸性氧化铁矿石。矿石的脉 石组分主要为S i O ，其它脉石组分含量很少。有害元 素硫和磷含量很低，对矿石质量不构成影响。矿石中 以赤 褐 铁矿形式存在的铁分布率高达9 4 ．8 7 ％，而 以其它形式存在的铁所占比例很低。 表1矿石主要化学成分多元素分析结果【质量分数 ／％ T F eF e O F e 2 0 3 S i 0 2A 1 2 0 3C a O M g o 4 3 ．4 9O ．7 76 1 ．3 22 9 ．4 6 1 ．3 60 ．1 10 ．1 7 K z O N a 2 0 M n OPS }C I g 0 ．0 20 ．0 2 50 ．0 60 ．0 0 7 20 ．0 I 驴7 。0 ．1 16 ．9 4 表2 矿石中铁的化学物相分析结果 2 磁选试验研究 2 ．1 磨矿粒度试验 磁选前的磨矿作业，目的是使矿石中的有用矿物 ①收稿日期2 0 1 2 - 0 3 ．2 7 作者简介黄雄林 1 9 8 3 一 ，男，广西桂林人，工程师，硕 ，主要研究方向为磁选设备及工艺。 万方数据 矿冶工程第3 2 卷 得到解离，并将矿石磨到适于磁选的粒度。由于该矿 石中的铁矿物具有不均匀中细粒嵌布的特点，所以细 磨才能使有用矿物充分解离。而对于以褐铁矿为主的 矿样，过磨泥化不仅会使得分选结果恶化，而且还会造 成磨矿成本的增加，故适宜的磨矿粒度在分选过程中 是至关重要的。、一 本文采用X M B _ 6 7 ①2 0 0m m 2 4 0m m 棒磨机对 一3m m 原矿石进行磨矿试验。每次称取1k g 矿样。 磨矿后产品进行筛析，测定不同磨矿时间的磨矿粒度。 磁选试验在Z H 一5 6 0 组合式强磁选机上完成，它是由 长沙矿冶研究院研发的最新设备，通过三段不同介质 组合，在励磁电流的作用下，产生不同的工作磁感应强 度，对不同比磁化系数的矿物进行分段梳理式选别。 磁选试验条件为2k g 矿样，给矿浓度3 0 ％，三盘磁场 强度从上到下依次为弱磁场_ 中磁场_ 强磁场，磨矿 粒度磁选试验结果见图1 。 m 0 7 4m m 粒级含量／％ 图1磨矿粒度磁选试验结果 从图1 可以看出，随着磨矿粒度变细，综合精矿品 位由5 3 ．2 6 ％提高到5 5 ．3 9 ％，综合回收率由8 1 ．6 2 ％ 降低到7 6 ．9 7 ％。综合比较，当一0 ．0 7 4m m 粒级占 8 7 ．5 5 ％时，精矿品位5 4 ．9 2 ％，回收率7 8 ．3 4 ％均较 好，以后的磨矿粒度均以此为标准。 2 ．2 磁场强度试验 强磁选作业中的磁场强度是一个重要参数。试验 中选择磨矿粒度为一0 ．0 7 4m m 粒级占8 7 ．5 5 ％，每次 给矿2k g ，给矿浓度3 0 ％，三盘从上到下的磁场强度 组合为变量，试验结果见表3 。 表3 结果表明，随着磁场强度的增加，铁矿综合精 矿品位逐渐减小，由5 5 ．1 9 ％降为5 4 ．5 4 ％，回收率由 7 4 ．7 7 ％升高到7 9 ．2 2 ％。综合考虑精矿品位和回收 率以及成本等问题，确定强磁选的磁场强度为组合C 较合适，此时铁精矿产量6 0 ．2 8 ％，铁精矿综合品位 5 5 ．0 5 ％，回收率达到7 6 ．7 6 ％。 表3 磁场强度磁选试验结果 2 ．3 给矿浓度试验 为了考察给矿浓度波动对铁精矿选别指标的影 响，进行了给矿浓度试验。试验中选择磨矿粒度 一0 ．0 7 4m m 粒级占8 7 ．5 5 ％，磁场强度组合为C ，给矿 浓度分别为2 0 ％、3 0 ％和4 0 ％，试验结果如表4 所示。 表4 给矿浓度磁选试验结果 万方数据 2 0 1 2 年0 8 月 黄雄林等Z H 强磁选机对国外某难选铁矿磁选试验研究 由表4 可以看出，浓度对选别结果的影响不大，同 时也证明本强磁选机对给矿浓度的适用范围较宽。综 合考虑，选择浓度3 0 ％作为整个试验的给矿浓度。 2 ．4 磁选设备对比试验、 j 、目前市场上应用较多的强磁设备除了平环Z H 强 磁选机外，还有多个厂家生产的立环强磁选机。为了 比较立环和平环设备对澳大利亚某铁矿的的分选特性 优劣，又进行了平环和立环设备的指标对比试验。试 验中对比设备选用其它厂家生产的立环试验型强磁选 机，磨矿粒度一0 ．0 7 4m m 粒级占8 7 ．5 5 ％，给矿浓度 3 0 ％，背景场强粗选6 4 0k A ／m ，扫选8 0 0k A ／m 。脉 冲频率3 0H z ，冲程2 5m m ，聚磁介质屯1 ．5m m ，立环 和平环强磁选机指标对比试验结果如表5 所示。 表5 立环和平环强磁选机指标对比试验结果 从表5 可知，在综合精矿品位接近的情况下，经平 环强磁选机选别后的综合精矿的产率比立环设备高 5 ．8 4 ％，回收率高7 ．5 5 ％，同时尾矿无论是产率、品位 还是回收率平环设备都低于立环强磁选机。可见平环 强磁机的分选指标优于立环强磁选机。长期试验证 明，Z H 组合式强磁选机对提高精矿产率和回收率、降 低尾矿品位效果明显。 2 ．5 磁选闭路试验 在系统磁选条件试验的基础上，进行了闭路磁选 试验，试验条件与开路试验相同，试验流程见图2 ，磁 选闭路试验结果见表6 。 由表6 可知，经过闭路磁选试验，可获得铁综合精 矿产率6 7 ．3 4 ％、T F e 品位5 5 ．0 9 ％、回收率8 1 ．3 9 ％的 良好指标。试验证明，Z H 组合式强磁选机适合于分选 粒度较细的褐铁矿的粗选、扫选和精选。z H 组合式强 磁选机在一台设备内完成可以2 6 次磁选作业，在单 台设备内采用不同的分选介质和磁场强度，进行梳理 给矿 精矿，尾矿 图2 磁选闭路试验流程 表6 磁选闭路试验结果 式的选别工艺，在单台设备内圆满解决了粗颗粒、细颗 粒和微细颗粒同时回收的问题；同时也消除了粗物堵 塞和磁性堵塞，提高了设备作业率。 将磁选闭路试验的铁综合精矿迸i ；互晔多元素分 析，结果如表7 所示。 表7 铁精矿化学多元素分析结果 质量分数 ／％ F e C u T i VZ rC rS iA 】 5 5 ．3 60 ．0 0 70 ．0 5 8 70 ．0 0 90 ．0 0 30 ．0 14 ．4 51 ．0 8 C a M g M n K P SZ n0 0 ．0 8 1 50 ．1 3 10 ．3 4 2 0 ．0 1 8 0 ．0 0 90 ．0 1 4 0 ．0 0 53 1 ．3 0 由表7 可以看出，铁综合精矿T F e 品位5 5 ．3 6 ％， 其他杂质元素含量均较低，s i 含量4 ．4 5 ％，作为以褐 铁矿为主的铁矿其产品达到了合格铁精矿要求。 3 结论 1 针对某难选铁矿进行了磁选试验研究。依据 矿物特性，采用Z H 强磁选设备，考察了磨矿粒度、磁 场强度、给矿浓度等因素对铁磁选的影响。磁选闭路 万方数据 1 9 8 矿冶工程第3 2 卷 试验获得铁精矿品位5 5 ．0 9 ％、回收率8 1 ．3 9 ％的良好 指标。试验证明，Z H 组合式强磁选机适合于分选粒度 较细的褐铁矿的粗选、扫选和精选。 2 经Z H 平环强磁选机选别后的综合精矿的产 率比立环设备高5 ．8 4 ％，回收率高7 ．5 5 ％。试验证明 Z H 组合式强磁选机对提高精矿产率和回收率、降低尾 矿品位效果明显。 3 Z H 组合式强磁选机在一台设备内完成可以 2 6 次磁选作业，在单台设备内采用不同的分选介质和 磁场强度，进行梳理式的选别工艺，在单台设备内圆满解 决了粗颗粒、细颗粒和微细颗粒同时回收的问题；同时也 消除了粗物堵塞和磁l 生堵塞，提高了设备作业率。 参考文献 [ 1 ]王运敏，田嘉印，王化军，等．中国黑色金属矿选矿实践 E 册 [ M ] ．北京科学出版社，2 0 0 8 ． [ 2 ]俾金祥，澳大利亚铁矿工业的现状与展望[ J ] ，中国矿业，2 0 1 0 1 9 6 1 5 1 8 ． [ 3 ] 何金祥．近5 年澳大利亚铁矿石出口流向与中国的策略[ J ] ．国 土资源情报，2 0 0 9 1 2 1 8 2 】． 陈斌，易凌云，彭虎，等．某褐铁矿微波磁化焙烧一弱磁选试验 [ J ] ．金属矿山，2 0 1 1 6 7 1 7 3 ． 陈雯．贫细杂难选铁矿石选矿技术进展[ J ] ．金属矿山，2 0 1 0 5 5 5 5 9 ． 陈江安，曾捷，龚恩民，等．褐铁矿选矿工艺的现状及发展[ J ] ． 江西理工大学学报，2 0 1 0 5 5 8 ． 王秋林，陈雯，余永富，等．复杂难选高磷鲡状赤铁矿提铁降磷 试验研究[ J ] ．矿产保护与利用，2 0 1 1 3 1 0 1 4 ． 高淑玲，魏德洲，崔宝玉，等．某鞍山式贫赤铁矿石选矿试验[ J ] ． 金属矿山，2 0 1 1 8 7 2 7 6 ． 杨永涛，张渊。张军辉，等．某难选赤铁矿选矿试验研究 J j ． 矿产综合利用，2 0 1 1 1 1 0 1 3 ． 1j 1； H 瞪 № 口 竺J p 万方数据