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某地区低品位铁矿石选矿试验研究 ① 张 敏 (四川省川威集团有限公司,四川 成都 610100) 摘 要 对某低品位铁矿石进行了选矿试验研究。 通过对矿样进行探索试验,最终以阶段磨矿阶段磁选⁃磁选铁精矿一粗一精浮选 脱硫的联合流程,获得铁精矿产率 11.75%、品位 63.21%、回收率 63.53%的指标。 其杂质含量低于工业指标要求,并且矿物中 V2O5 在铁精矿中有较好富集,品位为 0.83%,回收率大于 80%。 关键词 粗粒抛尾; 再磨再选; 浮选; 脱硫; 磁选 中图分类号 TD92文献标识码 Adoi10.3969/ j.issn.0253-6099.2015.01.013 文章编号 0253-6099(2015)01-0047-04 Experimental Study on Beneficiation of Some Low⁃grade Iron Ore ZHANG Min (Sichuan Tranvic Group Co Ltd, Chengdu 610100, Sichuan, China) Abstract Mineral processing experiments were conducted for a low⁃grade iron ore. Based on a trial test study, a combined flowsheet consisting of staged⁃grinding and staged magnetic separation combined with a flotation process with one roughing and one cleaning for desulfurization of iron concentrate from magnetic separation was adopted, resulted in the final iron concentrate with grade of 63.21% at a recovery of 63.53% with yield of 11.75%. The impurity content in the iron concentrate is lower than the commercial standards, also the iron concentrate with V2O5grade at 0.83% with a recovery over 80% showed a good enrichment of vanadium obtained. Key words coarse grain discarding; regrinding and reprocessing; flotation; desulfurization; magnetic separation 为了合理有效的开发利用某铁矿,对该矿样开展 了物质组分初步研究,并对其中的磁铁矿等有用组分 进行了选矿试验研究,目的是初步查清矿样的物质组 成和结构构造并通过试验确定矿样解离度以及该铁矿 最终的选矿工艺流程,为该矿新建选矿厂或选厂调试 提供参考依据。 1 矿样性质 对矿样进行了化学多元素分析、铁物相分析及粒 度组成测定,结果分别见表 1~3。 表 1 矿样化学多元素分析结果(质量分数) / % TFeFeOFe2O3TiO2V2O5PAsS 11.697.828.942.340.1190.0540.0020.32 CaOMgOSiO2K2OMnNa2OAl2O3 11.516.3242.320.230.141.754.95 由表 1 可知,矿样主要成分为 SiO2、Al2O3、CaO、 Fe、MgO、Na2O、TiO2等,其次为 S、K2O、P2O5、MnO 以 及 V2O5。 矿样有用元素含量为TFe 11. 69%,TiO2 2 34%,V2O50.119%,有害成分含量为S 0.32%,P 0 054%,As 0.002%。 表 2 矿样铁物相分析结果 铁物相铁含量/ %铁分布率/ % 磁铁矿中铁7.7866.55 菱铁矿中铁0.363.08 赤、褐铁矿中铁1.099.37 硫化铁中铁0.816.93 硅酸盐中铁1.6514.12 合计11.69100.00 由表 2 可知,矿样中的铁主要以磁铁矿形式存在; 其他形式的铁含量均较低,在选矿试验中不易回收。 ①收稿日期 2014-09-10 作者简介 张 敏(1979-),女,山东人,硕士,工程师,主要从事矿石资源技术研究及管理工作。 第 35 卷第 1 期 2015 年 02 月 矿矿 冶冶 工工 程程 MINING AND METALLURGICAL ENGINEERING Vol.35 №1 February 2015 表 3 矿样粒度组成测定结果 粒级/ mm产率/ %TFe 含量/ %分布率/ % -5+3 18.3411.1217.45 -3+2 7.1212.037.36 -2+1 21.7611.9622.24 -1+0.5 0.7111.286.84 -0.5+0.2527.82 10.3924.72 -0.25+0.1011.22 10.089.67 -0.10+0.0744.34 10.503.94 -0.074 8.6910.487.78 合计100.0011.69100.00 由表 3 可知,矿样粒度主要集中在-2+0.25 mm 之间。 2 试验研究 2.1 粗粒抛尾试验 分别以-10 mm、-5 mm、-2 mm、-1 mm、-0.5 mm 粒级进行磁选抛尾试验,其中-10 mm、-5 mm 粒级采 用 32 kA/ m 干式抛尾,-2、-1、-0 mm 粒级采用 16 kA/ m 湿式抛尾,结果见表 4。 表 4 矿样粗粒抛尾试验结果 粒级/ mm产品名称产率/ %TFe 品位/ %TFe 回收率/ % 粗精矿86.3012.9295.37 -10 尾矿13.703.954.63 原矿100.0011.69100.00 粗精矿74.7214.3591.72 -5 尾矿25.283.838.28 原矿100.0011.69100.00 粗精矿44.1521.9983.04 -2 尾矿55.853.5516.96 原矿100.0011.69100.00 粗精矿33.8028.4482.22 -1 尾矿66.203.1417.78 原矿100.0011.69100.00 粗精矿27.4633.2678.10 -0.5 尾矿72.543.5321.90 原矿100.0011.69100.00 从表 4 可知采用-10 mm 粒级抛尾,虽可抛掉 13.70%的含 TFe 3.95%的尾矿,但粗精矿 TFe 品位仅 提高 1.23 个百分点,在实际生产中意义不大;采用-5 mm 粒级经磁滑轮在 32 kA/ m 磁场中干式抛尾,可抛 去产率 25. 28%、 含铁量 3. 83% 的尾矿, 铁损失率 8 28%,粗精矿产率 74.72%,品位 14. 35%,回收率 91 72%,以此粒度抛尾有利于减小选矿生产的磨矿加 工成本(但在实际生产中很难破碎至-5 mm,需要用高 压辊磨机)。 随着抛尾粒度变细,尾矿 TFe 品位呈下 降趋势,粗精矿 TFe 品位不断上升,预示出该矿宜采用 阶段磨矿阶段选别流程。 2.2 粗精矿再磨再选试验 试验所获铁粗精矿(-2 mm、-1 mm、-0.5 mm 粒 级)分别磨至-0.074 mm 粒级占73.5%,按图1 所示流程 进行选别试验,结果见表5。 为便于比较,将抛尾试验结 果及-5 mm 抛尾粗精矿再选试验结果同列于表中。 图 1 抛尾粗精矿再选试验流程 表 5 抛尾粗精矿再选试验结果 抛尾粒度 / mm 产品 名称 产率 / % TFe 品位 / % TFe 回收率 / % 铁精矿12.1462.5364.95 -5 尾矿87.864.6635.05 抛尾粗精矿100.0011.69100.00 铁精矿11.9662.6064.04 -2 尾矿88.044.7735.96 抛尾粗精矿100.0011.69100.00 铁精矿11.9862.5064.05 -1 尾矿88.024.7735.95 抛尾粗精矿100.0011.69100.00 铁精矿12.1062.4564.64 -0.5 尾矿87.904.7035.36 抛尾粗精矿100.0011.69100.00 从表 5 可知-5 mm 以下不同粒级抛尾后的粗精 矿经再磨再选后的铁精矿品位均大于 62%,回收率均 大于 64%,表明抛尾与不抛尾的最终选别效果一致。 前已述及在实际生产中很难破碎至-5 mm 来抛尾,故 该矿宜采用阶段磨矿阶段选别流程[1-3]。 2.3 铁精矿除硫试验 由于磁性产品中含少量磁黄铁矿,磁选铁精矿产 品 S 含量为 0.53%,故可釆用浮选除硫。 试验流程见 图 2,结果见表 6。 图 2 铁精矿浮选脱硫试验流程 84矿 冶 工 程第 35 卷 表 6 铁精矿除硫浮选试验结果 产品 名称 产率 / % 品位/ %回收率/ % TFeSTFeS 铁精矿95.3563.260.3596.4666.75 硫化矿4.6547.603.583.5433.25 磁选铁精矿100.0062.530.50100.00100.00 由表 6 可知,浮选除硫可使铁精矿中的硫有所降 低,同时铁品位相应增高。 2.4 磁选探索试验 根据原矿中有用矿物的特性,原矿以-0.074 mm 粒级占 63.50%的磨矿细度进行磁选探索试验,试验流 程见图 3,试验结果见表 7。 图 3 磁选探索试验流程 表 7 磁选探索试验结果 产品 名称 产率 / % 品位/ %回收率/ % TFeTiO2V2O5TFeTiO2V2O5 弱磁精矿12.4760.406.370.75664.4333.9779.22 中矿 11.6013.329.200.0961.826.291.29 中矿 213.4013.606.0650.059115.5933.786.65 中矿 38.329.181.2496.534.44 中矿 48.858.111.0396.143.93 中矿 3+417.178.631.1410.08612.678.3712.41 强磁尾矿55.361.160.2330.00815.495.513.77 中矿+尾矿87.564.751.760.02835.5766.0320.78 原矿100.0011.692.340.119100.00 100.00 100.00 原矿采用弱磁选,当场强为 167 mT 时铁精矿品位 为 55.05%,当磁场强度为 116 mT 时铁精矿品位达 60 40%,其回收率分别为 66.25%和 64 43%,并且经 167 mT 弱磁分选后尾矿含铁4 62%,损失率为33.75%。 用 1 600 mT 左右强磁场再选,所得磁性产品中 TiO2有 一定富集。 探索试验结果表明目的矿物铁在弱磁场 中可得到有效分选,且 V2O5回收率达 79.22%,故以弱 磁选为原则流程进行下列条件试验。 2.5 磁选磨矿细度试验 矿样磨矿细度试验流程见图 4,试验结果见表 8。 图 4 磨矿细度试验流程 表 8 磁选磨矿细度试验结果 -0.074 mm 粒级含量/ % 产品 名称 产率 / % TFe 品位 / % TFe 回收率 / % 精矿13.4255.0163.14 54.76尾矿86.584.9836.86 原矿100.0011.69100.00 精矿12.6560.0064.93 63.90尾矿87.354.6935.07 原矿100.0011.69100.00 精矿12.4961.0165.18 73.62尾矿87.514.6534.82 原矿100.0011.69100.00 精矿11.9862.3763.92 85.48尾矿88.124.7936.08 原矿100.0011.69100.00 从表 8 可知,磨矿细度从 - 0. 074 mm 粒级占 54 76%增加到 85.48%,铁精矿品位由 55.01%提高到 62 37%,铁回收率也有相应提高,其中以-0.074 mm 粒级占 73.62% 为佳。 另外, - 0. 074 mm 粒级含量 54 76%~85.48%范围内磁选尾矿 TFe 品位变化不大。 3 最终选矿试验工艺流程 综合上述各项条件试验结果,最终选用阶段磨矿 阶段选别流程进行最终试验,数质量流程见图 5。 铁 精矿化学多元素分析结果见表 9。 由表 9 可知,矿样 经过阶段磨矿阶段选别后,可得到铁品位 63.20%、回 收率 63.53%、产率 11.75%的优质铁精矿,而且杂质含 量达到了工业要求。 表 9 铁精矿产品化学多元素分析结果(质量分数) / % TFeFeOFe2O3TiO2V2O5SiO2CuPS 63.2030.5254.016.120.834.610.0110.0110.35 CaOMgO K2ONa2OAl2O3 MnPbZnAs 1.001.300.020.111.840.150.0040.0150.001 94第 1 期张 敏 某地区低品位铁矿石选矿试验研究 图 5 最终试验流程及数质量流程 4 结 语 1) 某低品位铁矿石主要有用成分为磁铁矿,其中 含 TiO22.34%、含 V2O50.119%,其他有害成分含量均 较低。 2) 通过对矿样进行探索试验,最终以阶段磨矿阶 段选别⁃磁选铁精矿一粗一精浮选脱硫的联合流程,获 得铁精矿产率 11.75%、品位 63.21%、回收率 63.53% 的指标。 其杂质含量低于工业指标要求,并且矿物中 V2O5在铁精矿中有较好富集,品位为 0.83%,回收率 大于 80%。 参考文献 [1] 刘兴华,廖振鸿,严小虎,等. 磁铁矿与磁黄铁矿综合回收试验研 究[J]. 矿冶工程,2014(4)47-51. 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