降低赤铁矿选矿尾矿铁品位的研究.pdf

第3 3 卷第3 期 2 0 1 3 年0 6 月 矿冶工程 M I N I N GA N Dh Ⅱ明M L L L U R G I C A LE N G 耵唧R I N G V 0 1 ．3 3 №3 J u n e2 0 1 3 降低赤铁矿选矿尾矿铁品位的研究① 蒋文利1 ，2 1 ．武汉理工大学，湖北武汉4 3 0 0 7 0 ；2 ．河北钢铁集团滦县常峪铁矿有限公司，河北滦县0 6 3 7 0 0 摘要对河北钢铁集团矿业公司所属的赤铁矿选矿厂的尾矿性质、尾矿组成及影响尾矿品位的因素进行了分析，提出了降低尾 矿品位的措施。合理控制强磁选机的磁场强度和强磁前浓缩溢流浓度，对浮选尾矿进行再选回收，均能有效降低尾矿品位。 关键词赤铁矿；选矿；尾矿品位 中图分类号T D 9 2文献标识码A d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．0 2 5 3 - 6 0 9 9 ．2 0 1 3 。0 3 ．0 1 4 文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 3 0 3 0 0 4 9 0 4 M e a s u r e st oR e d u c eI r o nG r a d eo fT a i l i n g sf r o m H e m a t i t eB e n e f i c i a t i o nP r o c e s s e s J I A N GW e n l i l ，2 1 ．W u h a nU n w e r s i t yo fT e c h n o l o g y ，W u h a n4 3 0 0 7 0 ，H u b e i ，C h i n a ；2 ．‰，醐mI r o nO r eC oL t d ，H e b e iI r o n S t e e l G r o u p ，L u a n x i a n0 6 3 7 0 0 ，H e b e i ，C h i n a A b s t r a c t C h a r a c t e r i s t i c sa n dc o m p o s i t i o no ft h er a i l i n g sf r o m h e m a t i t eb e n e f i c i a t i o np r o c e s s e si nM i n i n gC o m p a n yo f H e b e iI r o n S t e e lG r o u pw a si n v e s t i g a t e d ，a n df a c t o r sa f f e c t i n gt h ei r o ng r a d eo ft a i l i n g sw e r ea n a l y z e d ，t h e r e a f t e r ， m e a s u r e st or e d u c et h ei r o nc o n t e n ti nt a i l i n g sw e r ep r o p o s e d ．T h es t u d ys h o w st h a t ，t h ei r o ng r a d eo ft a i h n g sC a l lb e e f f e c t i v e l yr e d u c e db yr a t i o n a lc o n t r o lo fm a g n e t i cf i e l ds t I - e n g t l l o fh i g h i n t e n s i t ym a g n e t i cs e p a r a t o r sa n dt h eo v e r f ] o w c o n c e n t r a t i o no ft h i c k e n i n go p e r a t i o nb e f o r eh i g h - i n t e n s i t ym a g n e t i cs e p a r a t i o n ，o rb yar e c l e a n i n go ff l o t a t i o nt a i l i n g s ． K e yw o r d s h e m a t i t e ；b e n e f i c i a t i o n ；t a i l i n g sg r a d e 我国铁矿石资源条件差，丰而不富。尽管探明储 量有7 0 0 亿吨，但已被利用和可供选择利用的多为贫 矿，平均品位仅有3 1 ．9 5 ％，比世界平均品位低1 1 个 百分点，贫矿占储量的9 0 ％以上均需经过选矿富集才 能达到炼铁生产对品位的要求。我国铁矿床开采难度 也较大，适于露天开采的矿床逐年减少，采矿剥采比也 逐年上升，平均剥采比达到3 以上，有的矿山剥采比已 达到5 ，我国生产1t 成品矿需要完成采掘量1 0 ～1 5t ， 从而导致我国矿石成本增加，这也反映了铁矿石资源 紧张的局面，矿石的充分利用尤为重要。 在铁矿石资源中赤铁矿占有一定比例，由于其选矿 方法较为复杂，它的开发利用一直受到很大的制约。近 几年随着赤铁矿选矿技术的不断进步和铁矿石价格的 攀升，赤铁矿得到了广泛的开发利用，为钢铁工业提供 了优质原料。但在开发过程中也出现了一些新的问题， 如尾矿品位偏高，一般尾矿品位约l l ％～1 5 ％，金属回 收率较低，影响开发的经济效益和资源的充分利用。 河北钢铁集团矿业公司所属的赤铁矿选矿厂在生 产过程中同样暴露出尾矿品位高、金属回收率低的问 题，尾矿品位1 3 ％左右，金属回收率仅有7 0 ％左右。 由于生产初期选矿厂处理的是地表矿，原矿品位较低， 仅有2 3 ．5 ％左右，导致选矿比高达4 ．9 ，金属回收率不 足6 0 ％，铁精矿生产成本较高。为探索进一步降低尾 矿品位的途径，组织开展了降低尾矿品位研究。 1 尾矿性质 为确定尾矿再利用的可能性和可行性，首先对尾 矿的性质进行了研究。尾矿主要化学成分及粒度分析 结果分别见表1 和表2 。 表l尾矿主要化学成分分析结果 质量分数 ／％ S i 0 2T g e 鸽0 3N a z OK 2 0 M s oC a O P 2 0 5T i 0 2 6 5 ．6 51 2 ．6 53 ．9 00 ．5 60 ．9 7 ①收稿日期2 0 1 2 1 2 - 2 2 作者简介蒋文利 1 9 6 4 一 ，男，河北迁西人，博士研究生，教授级高工，长期从事矿山建设、生产、技术和企业管理工作。 万方数据 5 0 矿冶工程 第3 3 卷 表2 尾矿粒度组成及含铁量 从表1 ～2 可以看出，尾矿中全铁含量为1 2 ．8 9 ％。 尾矿中铁金属主要分布在一0 ．0 2 5m m 细粒级，其次是 在一0 ．0 7 4 0 ．0 5 3m m 粒级，其余粒级的金属分布较 为相近，而且分布率较低，金属流失的重点在细粒级。 经镜下鉴定样品中金属矿物以赤铁矿为主，其次 是少量的假象赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿；脉石矿物种类 较多，含量较高的有石英、辉石、斜长石、钾长石，其次 是黑云母、角闪石、方解石等。 赤铁矿呈细粒或微细粒包裹体嵌布于脉石中，呈包 裹体产出的赤铁矿粒度大多在0 ．0 1m ／n 以下。这是赤 铁矿在尾矿中的主要存在形式，约占7 0 ％左右。赤铁矿 以近于单体形式产出的只占1 0 ％左右。其余赤铁矿和 脉石矿物毗邻形成连晶结构，以脉石矿物为主。 为分析尾矿中铁的存在状态和形式，对尾矿进行 了物相分析，结果见表3 。从表3 可以看出，尾矿中磁 性铁品位达到2 ．3 4 ％，占铁总含量的1 8 ．5 0 ％，这部分 铁可采用磁选法加以回收利用。 表3 尾矿物相分析结果 2 选矿工艺流程及尾矿品位影响因素分析 2 ．1 选矿工艺流程 选矿工艺流程见图1 。 2 ．2 各作业尾矿分析 根据选矿厂工艺流程，尾矿主要由中磁尾矿、强磁 尾矿、浮选尾矿组成。为分析各作业尾矿对最终尾矿 品位的影响，对各作业尾矿进行了物相分析及粒度分 析，结果分别见表4 和表5 。 图1 选矿工艺流程 表4 各作业尾矿物相分析结果 表5 各尾矿粒度筛析结果 从表4 可以看出，各尾矿中浮选尾矿品位较高，是 综合尾矿品位高的主要因素。各作业尾矿主要是氧化 铁和磁性铁，特别是浮选尾矿磁性铁和氧化铁含量分 别达到8 ．0 2 ％和7 ．2 9 ％，具有再回收的条件。 从表5 可以看出，虽然综合尾矿达到了设计要求， 但磁选尾矿中主要是一0 ．0 2 5m m 粒级品位偏高，造成 作业尾矿品位偏高；浮选尾矿品位偏高则是一0 ．0 7 4 m m 粒级均偏高。因此，要合理控制磨矿粒度，降低细 万方数据 第3 期蒋文利降低赤铁矿选矿尾矿铁品位的研究 粒级含量，控制磁选尾矿品位；浮选作业要进行研究， 优化药剂制度和作业条件，进一步降低浮选尾矿品位， 同时要采取技术措施进一步利用浮选尾矿，减少金属 流失。 2 ．3强磁前尾矿浓缩溢流分析 在生产过程中，强磁前尾矿浓缩溢流浓度较高，一 般在4 ％～6 ％左右，作为最终尾矿抛掉。为此，对强 磁前尾矿浓缩溢流进行了分析，结果见表6 8 。 表6 强磁前浓缩溢流分析结果 从表6 可以看出，强磁前浓缩溢流粒度细、浓度 高、品位高，铁品位高达2 0 ．8 9 ％，对尾矿品位影响 较大。 表7 强磁前大井溢流粒度分析结果 粒级／斗m含量／％ 2 5 2 5 l O l O 5 5 合计 1 3 ．4 3 4 ．8 2 2 ．6 2 9 ．2 1 0 0 ．0 0 从表7 可以看出，强磁前浓缩溢流粒度很细， 2 5 i ．L m 粒级含量达到8 6 ．6 0 ％，一1 0 仙m 粒级含量达到 5 1 ．8 0 ％，选矿回收有一定难度。 表8 强磁前浓缩溢流物相分析结果 相态含量／％ 全铁 亚铁 磁性铁中铁 碳酸铁中铁 氧化铁中铁 硅酸铁中铁 2 0 ．8 9 O ．3 6 0 ．7 7 1 ．0 7 1 8 ．5 6 0 ．2 0 从表8 可以看出，强磁前浓缩溢流中的金属铁主 要以氧化铁的形成存在，少量的磁性铁、碳酸铁，从目 前的选矿技术看，可回收的铁为氧化铁和磁性铁。 2 ．4 磁场强度对尾矿品位的影响 赤铁矿的选矿流程为阶段磨矿、粗细分级、重选一 磁选一反浮选，流程中细粒级选矿是磁选- 反浮选流程， 而其中磁选实际为粗选，磁选工艺由弱磁选和强磁选 组成，即细粒级矿石经过弱磁选选出强磁性矿物后，尾 矿再经强磁选回收弱磁性矿物，强磁选后产生最终尾 矿。因此，磁选工艺直接影响尾矿品位，特别是强磁选 的磁场强度直接影响着尾矿品位。为分析强磁选的磁 场强度对尾矿品位的影响程度，进行了不同磁场强度 下的选别试验，结果见表9 。 表9 矿石在不同磁场强度下的选矿试验结果 从表9 可以看出，磁场强度越低尾矿品位越高，磁 场强度在10 0 0k A ／m 以上时，尾矿品位较为接近，采 用10 0 0k A ／m 的磁场强度进行强磁分选效果较好，可 获得精矿 I T e 品位为2 8 ．1 5 ％、产率4 1 ．8 5 ％、回收率 6 6 ．2 9 ％、尾矿低品位为1 0 ．3 0 ％的选矿指标。因 此，适宜的磁场强度不仅有利于降低尾矿品位，而且有 利于提高精矿品位。 2 ．5 矿石性质变化对尾矿品位的影响 为确定矿石性质变化对选厂尾矿品位的影响，在 试验室模拟选矿生产条件进行了不同性质的矿石选矿 试验，测定尾矿品位的变化，并对原矿的F e O 含量进 行了测定。即对粗细分级的细粒级产品进行了磁选管 磁场强度2 4 0k A ／m 选别试验，结果见表1 0 。 表l O 粗细分级产品选别结果 从表l O 可以看出，由于矿石性质发生变化，尾矿 品位有较大变化，特别是尾矿品位随F e O 含量的变化 而变化，F e O 含量越低尾矿品位越高。这说明入选矿 石性质的变化直接影响着选厂的尾矿品位，各采区矿 石性质各有不同，势必使日常人选矿石性质波动而造 成尾矿品位的波动。 3 降低尾矿品位措施研究 通过对尾矿品位影响因素和尾矿性质等的考察分 析，针对选矿厂实际，研究降低尾矿品位的措施，提高 万方数据 5 2矿冶工程 第3 3 卷 经济效益。 1 强化以原矿F e O 含量稳定为目标的供配矿工 作，保证入选矿石性质的稳定。 ①为保证供配矿计划落实，建立由地质、采矿计 划和选厂生产计划组成的供配矿小组。根据计划的需 要对各个矿体性质进行试验分析，按分析结果，确定出 矿部位，进行配矿，提出矿石质量计划，计划要保证入 选矿石F e O 含量达到标准要求。 ②按周对准备出矿的部位进行矿石性质试验。 根据试验结果和精矿生产量的要求，研究确定每个部 位每周出矿量，做到好、次矿合理搭配人选，保证矿石 性质的稳定。 ③地质技术员每天到采厂出矿部位对矿石性质 状况进行检查监督，并检查供配矿落实情况，对供配矿 出现的问题及时调整。同时，每天取粗细分级溢流样 进行可选性试验，试验结果与配矿结果进行比较，对矿 石性质变化及时反馈给供配矿小组，指导配矿工作及 选厂生产。 ④强化供配矿计划兑现率的控制与管理，采厂要 把供配矿工作作为日常生产组织与设备管理工作的重 点，确保出矿铲的完好，按计划组织供配矿，避免好、次 矿集中入选造成的入选矿石的质量波动，日供配矿兑 现率达到9 6 ％以上。 2 做好日常尾矿品位的考察工作，指导降低尾矿 品位工作。 ①在日常生产过程中，坚持按周对选别各作业及 综合尾矿品位进行考察分析，主要测定其尾矿品位和尾 矿中可回收铁分布率。根据考查结果分析尾矿品位高 的原因，采取相应措施。并作为一项制度来贯彻执行。 ②严格控制选矿各作业工艺标准，适应降低尾矿 品位的需要。为降低尾矿品位，选矿工序管理必须从 强化各作业工艺标准人手，保证每一段作业适应降低 尾矿品位的要求。严格按工艺标准进行操作和设备状 况管理，使磨矿粒度、生产能力、选别浓度和设备处于 最佳状况。为此，要建立逐级技术操作和设备状况的 检查制度，并根据需要组织供需设备治理工作，保证选 矿工序状况达到标准要求，把尾矿品位控制在合理的 范围内。 3 严格控制强磁前浓缩溢流浓度，减少金属 流失。 为减少强磁选机的配置台数，在强磁选机前配置 了浓缩磁选作业，日常生产过程中，由于浓缩机面积配 置问题，浓缩溢流浓度偏高，导致细粒级铁矿物虽浓缩 溢流进入最终尾矿而影响尾矿品位。为研究对其回收 的合理性，对强磁前浓缩溢流进行了再选试验，即浓缩 机溢流先经过强磁选，强磁选精矿再进行反浮选处理。 试验结果见表1 l 。 表1 l强磁前浓缩溢流再选结果 从表1 1 可以看出，强磁前浓缩溢流强磁选效果较 为理想，但浮选效果较差，其精矿品位仅有2 5 ．8 2 ％， 远远达不到铁精矿的质量标准。对其采取强磁选一浮 选进行回收是不可行的。主要是其粒度太细，一1 0 “m 含量达到5 1 ．8 ％，较为难选，有待于进一步研究。 另外由于溢流量大，采取技术措施不尽合理。因此，日 常生产组织过程中合理控制强磁前浓缩溢流浓度可以 有效降低尾矿品位。 4 采取技术措施，从根本上降低尾矿品位。 在大规模选矿生产中，影响尾矿品位的因素较多。 在日常生产过程中虽采取诸多管理措施，但尾矿中仍有 不合理的铁流失现象。因此，采取技术措施，降低尾矿 品位、提高金属回收率可降低选矿比、降低铁精矿成本。 通过开展降低尾矿品位研究，对各作业尾矿进行 性质分析和再选试验研究工作，发现浮选尾矿具备再 回收的条件。经过试验确定对浮选尾矿进行弱磁一强 磁连选，对获得的粗精矿进行再磨再选 弱磁一强磁一浮 选 ，取得了较好的效果。试验数质量流程见图2 。 浮选精矿 浮选尾矿 图2 磁选尾矿 试验数质量流程 由图2 可以看出，浮选尾矿经弱磁强磁选别后浮 下转第5 7 页 万方数据 第3 期 彭志兵等黑龙江铁力铜铅锌硫化矿铜铅浮选分离试验研究 5 7 闭路试验获得了铜精矿铜品位2 0 ．2 5 ％、回收率 [ 4 ] 李荣改，宋翔宇，张雨田，等．复杂铜铅锌多金属矿的选矿工艺试 6 0 ．5 2 ％，铅精矿铅品位5 5 ．2 5 ％、回收率7 0 。0 7 ％，锌 验研究[ J ] ．矿冶工程，2 0 1 2 1 4 2 4 5 精矿锌品位4 6 ．3 5 ％、回收率8 6 ．7 3 ％的指标。 ∞1 兰霎罢霸需气鬻銎盖。翼等絮铅锌银多金属矿选矿 4 结论 [ 6 ]朱一民某地低品位铜铅锌银矿绿色环保选矿试验研究[ J ] 矿 冶工程，2 0 1 1 1 2 4 2 6 ． 1 黑龙江铁力铜铅锌硫化矿属氧化程度较低的 [ 7 ] 李江涛，库建刚，黄加能．亚硫酸钠在铜铅分离浮选中的的应用 低品位铜铅锌铁多金属硫化矿，矿石中铜粒度较细且 [ J ] 中国矿业，2 0 0 7 ，1 6 1 0 7 4 7 6 嵌布关系复杂，较难分离。 [ 8 ] 黄易柳铜铅混合精矿无氰无铬法分离工艺综述[ J ] 工程设计 2 采用铜铅浑浮再分离．混浮尾矿选锌工艺流 [ 9 ] 艾- - 与研究光华, ，朱1 9 9 易9 春 2 ，魏1 篡。组合抑制剂在铜铅分离浮选中的试验 程，使铜、铅、锌、铁、硫得到了综合回收。 研究[ J ] ．中国矿山工程，2 0 0 5 ，3 4 5 1 8 1 9 ． 3 铜铅分离采用对环境友好的C M C 亚硫酸钠 [ 1 0 ] 王卫初．利用组合抑制剂进行铜铅分离的试验研究[ J ] ．有色矿 组合作铅抑制剂，较有效的实现了铜铅分离，降低了环 山，1 9 9 9 2 3 5 3 8 保成本，铜、铅指标相对原工艺更加稳定。 [ 1 1 1 竺掌罂’新型抑制剂在铜铅浮选分离中的应用[ J ] 武汉化工学 阮字撒，1 9 9 8 ，2 0 4 3 7 4 0 ． 参考文献 [ 1 2 ] 王中生，郭月琴- C M C 在铜铅分离浮选中的应用[ J ] ．矿产保护 与利用。2 0 0 2 1 3 0 3 2 ． [ 1 ]路永森．铜铅混合精矿分离的研究现状与进展[ J ] ．世界有色金 [ 1 3 ]贾仰武．云南某铜铅锌硫化矿铜铅分离浮选试验研究[ J ] ．矿冶 属，2 0 1 1 3 4 4 4 7 ．工程，2 0 0 9 4 4 7 4 9 ． [ 2 ] 王世辉．某难选铜铅矿铜铅分离工艺试验研究与实践[ J ] ．矿冶[ 1 4 】江庆梅，戴子林，陈志强，等．复杂铜铅锌硫化矿试验研究[ J ] ． 工程，2 0 1 2 2 4 9 5 1 ．矿冶工程，2 0 0 8 6 3 3 3 6 ． [ 3 ]范娜，李天恩，段珠．复杂铜铅锌银多金属硫化矿选矿试验[ 1 5 ] 刘玫华，梁溢强，张旭东，等．云南某铅锌多金属矿选矿试验研 研究f J l ．矿冶工程．2 0 1 1 4 4 8 5 0 ．究[ J 1 ．金属矿山，2 0 1 1 9 1 0 1 1 0 6 ． 上接第5 2 页 尾品位降低了8 ．5 4 个百分点，粗精矿再经再磨再选可 获得品位6 1 ．0 9 ％、作业产率8 ．9 1 ％的铁精矿。根据生 产实际，对浮选尾矿进行再磨再选后，其回收的精矿产 率为1 ．1 8 ％。若选矿生产球磨台时为4 2 0t ／h ，作业率 为9 2 ％，则每天大约可以多产6 1 ％品位的铁精粉2 1 0t 。 若综精品位按6 5 ％，产量按45 0 0t ／d 计，则该部分精矿 会使综合精矿品位降低0 。1 7 5 个百分点，对精矿品位影 响不大。因此说，对浮选尾矿进行再选回收处理可提高 精矿产率1 ．1 8 ％，可降低尾矿品位3 ．8 5 个百分点，年可 增产7 ．6 6 5 万吨，年效益68 0 0 余万元。 4 结语 选矿厂影响尾矿品位的因素较多，它与入选矿石 性质、产品指标标准、选别设备状况及管理水平有直接 关系。要降低尾矿品位、减少金属流失、提高经济效 益，除强化工序设备管理、加强生产组织和尾矿品位分 析控制外，采取技术措施对尾矿进行再选回收可以从 根本上解决问题，实现降低尾矿品位、提高金属回收 率、提高经济效益的目的。 对赤铁矿选矿工艺流程各段作业尾矿的分析与研 究表明，合理控制强磁选机磁场强度和强磁前浓缩溢 流浓度、对浮选尾矿进行再选回收均能有效降低尾矿 品位。在目前的炼铁原料市场的前景下，具有良好的 经济效益和社会效益，在国内同类型矿山具有推广 价值。 万方数据