内蒙古某低品位铁矿可选性试验研究.pdf

第3 2 卷第5 期 2 0 1 2 年1 0 月 矿冶工程 M I N D i GA N DM E T A L L U R G I C A LE N G I N E E R 蹦G V 0 1 ．3 2 №5 O c t o b e r2 0 1 2 内蒙古某低品位铁矿可选性试验研究① 曹进成，吕良，曹飞，岳铁兵 中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所，河南郑州4 5 0 0 0 6 摘 要针对内蒙古某微细粒低品位低硫磷铁矿进行了选矿试验研究，确定采用一段粗磨磁选抛尾、一段再磨磁选抛尾、三段再磨 磁选提高精矿全铁品位的原则工艺流程，最终获得铁精矿产率1 2 ．7 3 ％、选矿比7 ．8 6 、铁精矿全铁品位6 7 ．8 1 ％、全铁回收率 6 1 ．5 2 ％的选别指标。该研究结果为该矿石的可选性评价提供了技术依据。 关键词低品位铁矿；微细粒；弱磁选；再磨 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 5 0 0 3 7 0 4 E x p e r i m e n t a lS t u d yo nB e n e f i c i a b i l i t yo fS o m eL o w - g r a d eI r o nO r e i nI n n e rM o n g o l i a C A OJ i n c h e n g ，L UL i a n g ，C A 0F e i ，Y U ET i e - b i n g z k 愕施o “h 盯i ≠“抛0 厂肘u 蜮p u r p o s e 耽i Z 如口￡i o nQ 厂 乱n e m fR e s o “惝， 流i n 船eA c o 如，砂Q 厂＆D I 酱i c o fJ s c i e n c e 5 ，z 矗P ，彬危o u 4 5 0 0 0 6 ，H j n 。n ，C i n o A b s t r a c t E x p e r i m e n t a ls t u d yo n al o w g r a d ei r o no r ef 南mI n n e rM o n g o l i aw a sc a r r i e do u t ． T ot r e a tt h i sm i c r o f i n e g r a i n e do r ew i t hl o w s u l f u r ／p h o s p h o m sc o n t e n t ，ap n n c i p a lt e c h n i c a ln o w s h e e tc o n s i s t i n go fp r i m a r yg r i n d i n g m a g n e t i c s e p a I - a ，t i o na n dr e g r i n d i n g - m a g n e t i cs e p a r a t i o nf b rd i s c a r d i n gt a i l i n g s ， a n dI ℃g r i n d i n g m a g n e t i cs e p a r a t i o nI ．o r i n c r e a s i n g t h eT F e 铲a d eo fc o n c e n t r a l e ，w a sd e t e H n i n e d ，a n da ni r o nc o n c e n t r a t ew i t l laT F e 铲a d ea n dr e c o v e r yo f6 7 ．8l ％a n d 6 1 ．5 2 ％，r e s p e c t i V e l y ，a n dw i t hay i e l do f1 2 ．7 3 ％a n da ne n 订c h Ⅱl e n tr a t i oo f7 ．8 6 ，c a l lb eo b t a i n e d ．T h i ss t u d yc a n p r o v i d eat e c h n i c a lr e f e r e n c ef o ra s s e s s i n gt h eb e n e 6 c i a t i o no fs u c ho r e ． K e yw o r d s l o w g r a d ei r o no r e ；m i c m 矗n ep a r t i c l e ；l o w 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 ；r e 班n d i n g 随着我国钢铁工业的快速发展，铁矿石需求旺盛， 2 0 1 0 年粗钢产量6 ．3 亿吨，但进口铁矿石6 ．2 亿吨， 铁矿石对外依存度达到6 3 ％左右。而我国有大量的 低品位矿石和难选冶铁矿石未能得到合理开发和利 用，虽然对于极低品位铁矿石的开发利用在技术、经济 和环境等方面存在一定质疑声，但从目前高企的矿石 进口价和旺盛的资源需求来看，开展低品位的综合利 用、综合开发是目前铁矿资源供应的较好补充，可以避 免过度依赖进口铁矿石。1 ‘5J 。 内蒙某微细粒、低品位低硫磷铁矿中主要金属矿 物为磁铁矿，次要金属矿物为赤铁矿、褐铁矿，T F e 品 位为1 4 ％左右；主要脉石矿物为石英，次要脉石矿物 为黑云母、绢云母、红柱石等。本文旨在通过选矿试验 获得合格铁精矿，为该矿石的可选性评价提供依据。 1 矿石性质 矿石的主要化学成分分析结果见表1 。由表1 可 以看出，原矿中全铁品位为1 3 ．8 5 ％，硫、磷含量分别 为o ．0 4 ％和0 ．0 5 7 ％，属于低硫磷的低品位铁矿。 表1 原矿化学成分分析结果 质量分数 ／％ 铁物相分析结果见表2 。由表2 可以看出，铁主 要分布在磁性铁和赤褐铁中。 表2 铁物相分析结果 磁铁矿为矿石中的主要金属矿物，体积比约占 ①收稿日期2 0 1 2 舭- 3 0 作者简介曹进成 1 9 8 0 一 ，男，河南信阳人，工程师，主要从事矿物加工、矿产资源综合利用以及矿产资源规划方面的研究工作。 万方数据 矿冶工程第3 2 卷 5 ％～4 0 ％，自形．它形颗粒状结构，多以半自形为主； 构造以浸染状构造为主。一是部分以自形一它形颗粒 呈浸染状、星点状分布于其他脉石矿物中间，粒度从 1 0 斗m 到1 0 0 m 不等，部分边缘及内部已被赤铁矿交 代；二是多数以它形颗粒呈星点状分布于脉石矿物中， 粒度多数为几个微米。 赤铁矿以交代磁铁矿形成的假象赤铁矿为主，体 积比约占3 ％～5 ％，多数呈叶片状、针状与磁铁矿在 一起，粒度几个微米到3 0 斗m 左右。 褐铁矿为赤铁矿的交代水解产物或由黑云母等脉 石矿物分解而成，含量很少，多沿裂隙出现。 石英是矿石中的主要脉石矿物，体积含量约 3 0 ％，它形粒状为主，与磁铁矿等其它矿物呈共生关 系，粒度一般为5 0 ～3 0 0 m 。 黑云母是矿石中的硅酸盐矿物之一，体积含量约 5 ％～1 5 ％，自形为主，呈鳞片状、叶片状与其它粒状矿 物相间分布，粒度一般为5 0 ～2 0 0 汕m 。在矿石夹层样 中，黑云母体积含量略有增加。 绢云母是矿石中的硅酸盐矿物之一，体积含量约 3 ％～2 5 ％，变化较大。多呈自形的鳞片状分布。由于 受到作用力发生变形，在个别钻孔样品中，绢云母出现 定向排列的现象。粒度一般宽几个微米，长多数为3 0 ～5 0 斗m 。自然银 亮乳白色 与黄铜矿 黄色 连生 分布在脉石粒间。 红柱石体积平均含量1 0 ％～3 0 ％左右，绝大多数 以柱状分布于矿石中，横断面呈近正方形。大部分红 柱石蚀变明显，主要表现为绢云母化。样品中发育并 不完整红柱石微晶集合体，结晶颗粒较小。 2 试验方案的确定 根据原矿性质特点，根据岩矿鉴定结果及探索试 验表明，为获得合格铁精矿，必须细磨至一0 ．0 4 3m m 粒级占9 7 ％以上，同时可以粗磨抛尾，粗磨时可抛弃 大量的尾矿，因此选择多段磨矿多段磁选的工艺开展 选矿试验研究。 3 选矿试验研究 3 ．1 一段磨矿粒度试验 为了考查矿石在合适的磨矿粒度条件下，实现抛尾 的可行性，进行一段磨矿粒度试验，固定磁选强度9 5 ．4 k A ／m ，试验原则工艺流程见图1 。试验结果见表3 。 试验结果表明，在粒度较粗情况下，尾矿全铁品位 偏高 未单体解离所致 ；随着磨矿粒度变细，粗精矿 全铁品位逐渐提高，但回收率有所降低；考虑到粗选回 收率及磨矿能耗，选取粗选磨矿粒度一o ．0 7 4m m 粒级 占5 5 ％～6 9 ．5 ％。 原矿 粗精矿 尾矿 图l一段磨矿试验工艺流程 表3 粗选磨矿粒度试验结果 3 ．2 二段磨矿粒度试验 为了获得合格的铁精矿，根据一段磨矿粒度试验 确定最佳工艺条件制取一段磁选粗精矿，进行二段磁 选磨矿磁选条件试验，固定磁选强度6 7 ．6k A ／m 。工 艺流程见图2 ，试验结果见表4 。 试验结果表明，随着磨矿粒度变细，铁矿物单体解 离度增加，精矿铁品位逐渐升高，尾矿全铁和磁性铁品 位逐渐降低；到磨矿粒度为一0 ．0 4 3m m 粒级占8 5 ％ 后，尾矿中的磁性铁含量已降至0 ．8 8 ％，可以作为尾 矿抛除，说明磁性铁矿物已基本解离，全铁作业回收率 也稳定在8 9 ％左右。为保证此选别段铁回收率，节约 磨矿能耗，选择二段磨矿粒度为一0 ．0 4 3m m 粒级占 8 5 ％。 一段粗精矿 二段粗精矿 尾矿 图2 二段磨矿试验工艺流程 万方数据 第5 期曹进成等内蒙古某低品位铁矿可选性试验研究 表4 二段磁选磨矿粒度试验结果 3 ．3 三段磨矿粒度试验 为得到合格铁精矿，进行三段磨矿粒度试验，固定 磁场强度9 5 ．4k A ／m ，试验原则工艺流程见图3 ，试验 结果见表5 。 二段粗精矿 精矿尾矿 图3三段磨矿试验工艺流程 表5三段磁选磨矿粒度试验结果 1 一0 ．0 3 0m m 粒级占9 2 ．5 ％。 试验结果表明，相对较粗的磨矿粒度下不能得到 合格铁精矿，磨矿粒度为一0 ．0 4 3m m 粒级占9 7 ％时， 可得到合格的铁精矿；继续磨细，全铁品位能达到 6 8 ％以上，且杂质含量较低，细磨是获得高质量精矿的 关键。 3 ．4 三段磁选磁场强度试验 将二段磁选粗精矿磨至一O ．0 4 3m m 粒级占 9 7 ％，改变磁场强度进行条件试验，试验原则工艺流程 见图3 ，试验结果见表6 。 表6 三段磁选磁场强度试验结果 试验结果表明，磁场强度为1 0 7 ．4k A ／m 时，精矿 全铁品位低于6 6 ％；而磁场强度为9 5 ．4k A ／m 和8 7 ．5 k A ／m 时，尾矿全铁及磁性铁含量逐渐升高，回收率开 始降低，故选取三段磁选强度1 0 3 ．5k A ／m 。 3 ．5 推荐工艺流程及全流程试验 根据条件试验确定各段分选时的磨矿粒度和磁场 强度，最终推荐的工艺流程见图4 ，并按此流程进行全 流程试验，试验结果见表7 。 原矿 精矿尾矿3 图4 原生矿推荐选别工艺流程 万方数据 矿冶工程 第3 2 卷 表7 全流程选别试验结果 产品产率 墨垡 丝旦堕主[ 丝 名称 ／％ 全铁磁性铁全铁磁性铁 精矿 1 2 ．7 36 7 ．8 16 6 ．5 86 1 ．5 29 2 ．6 9 尾矿3 1 ．7 5 9 。1 8 2 ．7 51 ，1 4 O ．5 3 尾矿21 6 ．2 85 ．9 0 O ．5 86 ．8 5 l ，0 3 尾矿16 9 ．2 4 6 ．1 8O ．7 63 0 ．4 9 5 ．7 5 原矿 1 0 0 ．0 0 1 4 ．0 39 ．1 41 0 0 ．o o1 0 0 ．0 0 采用三段磨矿三段磁选工艺流程，可得铁精粉产 率1 2 ．7 3 ％，选矿比7 ．8 6 ，铁精粉全铁品位6 7 ．8 1 ％，磁 性铁品位6 6 ．5 8 ％，全铁回收率6 1 ．5 2 ％，磁性铁回收 率9 2 ．6 9 ％的选别指标。 4 结语 1 针对内蒙某微细粒、低品位的低硫磷铁矿进行 了选矿试验研究，确认其可选性较好，能得到符合国内 冶金技术要求的铁精粉。在试验样品全铁含量为 1 3 ．8 5 ％，磁性铁含量9 ．5 6 ％的条件下，采用三段磨矿 三段磁选工艺流程，可得铁精粉产率1 2 ．7 3 ％，选矿比 7 ．8 6 ，铁精粉全铁品位6 7 ．8 1 ％，磁性铁品位6 6 ，5 8 ％， 全铁回收率6 1 ．5 2 ％，磁性铁回收率9 2 ．6 9 ％的选别 指标。 2 矿石中铁矿物嵌布粒度细，且与脉石矿物嵌布 紧密，必须通过细磨使其单体解离方可获得合格铁精 矿，但其可磨度指标证实属于易磨矿石。选别流程采 用分段磨矿，分段磁选，减少入磨量，降低生产成本。 3 该矿属于低品位贫矿石，要达到合格铁精矿选 矿比较高，因此应根据市场行情，在环境影响评价合格 的前提下，通过技术经济评价后方可有规划的开采。 参考文献 [ 1 ]余永富，祁超英，麦笑宇，等．铁矿石选矿技术进步对炼铁节能减 排增效的显著影响[ J ] ．矿冶工程，2 0 1 0 4 2 7 3 2 [ 2 】王海滨，新疆某大型红铁矿的选矿试验研究 J ] ．矿冶工程， 2 0 1 l 5 6 0 6 2 ． [ 3 ] 刘晓明，陈强，汪建．低品位铁矿资源利用技术的发展与实 践[ J ] ．矿业工程，2 0 0 9 1 2 5 2 8 ， [ 4 ]马建明，吴初国．对我国低品位铁矿资源开发利用的思考[ J ] ． 国土资源情报，2 0 0 8 2 2 7 2 8 ． [ 5 ] 叶力佳 河北某低品位铁矿选矿工艺流程研究[ J ] ．矿冶，2 0 0 9 4 1 3 一1 9 ． 矿冶工程杂志2 0 1 3 年征订启事 矿冶工程 双月刊 由中国金属学会、长沙矿冶研究院有限责任公司主办，面向国内外公开发行。 本刊是中国期刊方阵“双效期刊”、全国中文核心期刊、中国科学引文数据库 c s c D 及中国学术期 刊综合评价数据库来源期刊、中国科学评价研究中心 R c c s E 核心期刊，是集学术性和技本性于一体 的综合性刊物，已被中国知网 C N K I 、万方数据库、重庆维普资讯、台湾华艺数据库等全文收录，是国外 多家知名检索机构的检索对象。 矿冶工程读者对象是采矿、选矿、冶金、材料、地质、煤炭、化工等系统的有关科研生产人员、院校 师生和管理人员。主要栏目为采矿、选矿、冶金、材料、矿冶行业企业管理等，内容新颖，是开拓、激发创 造力的良师益友。 矿冶工程编辑部承接彩色、黑白及文字广告业务，欢迎各企事业单位来电来函联络。 矿冶工程真诚欢迎新、老订户向全国各地邮局订阅本刊，也可直接向编辑部订阅。邮发代号 4 2 5 8 ，大1 6 K ，定价1 0 元，全年6 0 元。 地 址湖南省长沙市麓山南路9 6 6 号矿冶工程编辑部 邮编4 1 0 0 1 2 联系人黄小芳开户名称长沙矿冶研究院有限责任公司 电话 0 7 3 ll8 8 6 5 7 0 7 0传真 0 7 3 1 8 8 6 5 7 1 8 6开户银行长沙市工商银行左家垅支行 E m a i l I y g c 2 1 1 8 ．c n ，k u a n g y e g o n g c h e n g z z 1 6 3 ．c o m帐号1 9 0 1 0 1 3 0 0 9 0 1 4 4 5 0 2 7 6 万方数据