鞍山地区微细粒贫磁铁矿石磁选工艺研究- 大数跨境

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鞍山地区微细粒贫磁铁矿石磁选工艺研究

矿山安全天地

2024-08-21

导读：鞍山地区许东沟和哑巴岭采区的铁矿石铁品位为29.50%,铁矿物主要为磁铁矿

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摘要

鞍山地区许东沟和哑巴岭采区的铁矿石铁品位为29.50%,铁矿物主要为磁铁矿,主要脉石为石英。为高效开发利用该矿石,在采用X 荧光分析、化学成分分析、铁物相检测和扫描电子显微镜分析矿石性质基础上,进行了湿式粗粒中磁预选—阶段磨矿、阶段弱磁选—淘洗机精选条件试验和扩大连选试验。结果表明:①-2.5 mm 高压辊磨产品经过筒式磁选机中磁预选,粗精矿铁品位为40.20%、铁回收率为89.76%;②预选粗精矿经过两阶段磨矿(一、二段磨矿细度分别为-0.074 mm 占75%和-0.045 mm 占90%)、三阶段弱磁选和一段淘洗机精选,最终获得产率35.73%、铁品位67.08%、铁回收率81.24%的铁精矿,尾矿铁品位为8.61%,研究结果可作为该矿石开发利用依据。

作者及单位

李万兴^1,2，吴俊杰¹，宁辰禹²，徐冬林³，郑纪民⁴，郭小飞¹

1.辽宁科技大学矿业工程学院；2.鞍钢集团矿业设计研究院有限公司；3.鞍钢集团鞍千矿业责任有限公司；4.威海市海王旋流器有限公司

引用格式

李万兴, 吴俊杰, 宁辰禹, 等. 鞍山地区微细粒贫磁铁矿石磁选工艺研究[J]. 金属矿山, 2024(3):94-98.

正文

我国铁矿石资源高度依赖进口,但贫细难选铁矿石资源却很丰富,因而矿山企业和科研院所将低品位、微细粒难选铁矿石的高效开发利用作为主攻方向。

丁亚卓等针对本溪某微细粒嵌布的贫磁铁矿石,开展了新选矿工艺探索。李博琦等采用高压辊磨超细碎—干式预选—阶段磨矿—单一磁选工艺对鞍山地区某贫磁铁矿石(TFe 品位15.85%)进行了高效分选工艺研究,获得了TFe 品位和回收率分别为67.24%和60.88%的铁精矿。大量的研究和实践均表明,此类矿石的高效分选,必须既解决微细粒嵌布的磁铁矿物的单体解离问题,还必须解决过细磁铁矿颗粒的磁团聚问题。

本研究以鞍千矿业公司许东沟和哑巴岭采区的贫磁铁矿石为对象,进行了工艺矿物学特性分析,并进行了选矿工艺试验,为该矿石的高效利用提供了依据。

1 试样性质

1.1 化学成分、矿物组成及铁物相分析

试验样品为鞍千矿业公司许东沟和哑巴岭采区的有代表性磁铁矿石,对经颚式破碎机和高压辊磨机碎至-2.5 mm 的试样进行了化学成分、矿物组成及铁物相分析,结果分别见表1、表2 及表3。

由表1 及表2 可知,试样属于高硅、贫铁、高钙镁酸性矿石,矿物组成较复杂;主要金属矿物为铁氧化物,含量为37.39%;主要脉石矿物为石英和阳起石,分别占41.23%和13.65%,其次含有少量白云石、辉石以及方解石等。

由表3 可知,试样中铁主要以磁铁矿的形式存在,分布率达83.05%;其次为赤褐铁矿,分布率为10.00%。

1.2 矿物嵌布特征分析

试样筛分为2.5～1 mm、1～0.074 mm 及-0.074 mm 粒级,采用工艺矿物学参数自动分析(BPMA)系统检测不同粒级样品中矿物的嵌布特征,结果如图1所示。

由图1 可知,2.5～1 mm 粒级中,大量铁氧化物被石英包裹,部分铁氧化物被阳起石包裹,矿物均以连生体的形式存在;1～0.074 mm 粒级中,存在一定粗粒级铁氧化物连生体,其中少量被石英包裹,部分铁氧化物与石英、绿泥石夹杂连生,粒度较细的铁氧化物仍主要被石英包裹;-0.074 mm 粒级中,部分粗粒铁氧化物已单体解离,依旧存在部分微细粒铁氧化物与方解石、铁橄榄石等连生。

试样中不同矿物的解离度如表4 所示,试样中铁氧化物的粒度分布如图2 所示。

由图2 及表4 可知,铁氧化物的粒度主要集中于0.038～0.020 mm 和0.295～0.053 mm 粒级;铁氧化物、石英、阳起石、普通辉石的单体解离度分别为43.79%、49.62%、61.56%、47.62%。

2 分选试验

基于工艺矿物学分析结果,并结合徐冬林等对鞍千磁铁矿石选矿短流程试验结果,确定采用粗粒预选—阶段磨矿阶段弱磁选流程处理试样。

2.1 粗粒预选条件试验

采用ϕ400 mm×300 mm 型筒式预选磁选机对-2.5 mm 试样进行预选抛尾,矿浆浓度35%,给矿速度为100 mL/s,磁场强度试验结果如图3 所示。

从图3 可以看出,磁场强度由200 kA/m 增加至320 kA/m,预选粗精矿铁品位由40.81% 降至40.20%,铁回收率由88.40%升至89.76%;磁场强度继续升高至360 kA/m,分选指标变化不明显。综合考虑,粗粒湿式预选的适宜磁场强度为320 kA/m。

2.2 预选粗精矿一段磨矿细度试验

采用实验室ϕ460×600 型球磨机对预选粗精矿进行一段磨矿,使用ϕ400×300 型电磁鼓型湿式磁选机进行一段磁选。在矿浆浓度35%、给矿速度为100 mL/s、磁场强度为108 kA/m 条件下进行磨矿细度试验,结果如图4 所示。

由图4 可知,磨矿细度由-0.074 mm 70%提高到85%,一段磁选精矿铁品位由53.60% 提高至56.78%,铁作业回收率由95.42%降低到93.24%。综合考虑磨矿成本及分选指标,确定预选粗精矿一段磨矿细度为-0.074 mm 75%,此时一段磁选精矿铁品位和铁作业回收率分别为55.44%和94.35%。

2.3 一段磁选精矿再磨细度试验

一段磁选精矿再磨细度试验采用ϕ200 型实验室小型塔磨机进行再磨,二段磁选矿浆浓度35%、给矿速度为100 mL/s、ϕ400×300 型电磁鼓型湿式磁选机磁场强度为108 kA/m,试验结果如图5 所示。

由图5 可知,随着再磨细度从-0.045 mm 85%提高到95%,二段磁选精矿铁品位由64.72%提高到66.93%,铁作业回收率由83.09%降低到79.18%。综合考虑磨矿成本和选别指标,确定再磨细度为-0.045 mm 90%。

2.4 二段磁选精矿再选试验

采用ϕ400×300 型电磁鼓型湿式磁选机对二段磁选精矿进行三段磁选,在矿浆浓度35%、给矿速度100 mL/s、磁场强度94.4 kA/m 条件下获得的三段磁选精矿铁品位为66.64%、铁作业回收率为99.72%。

为获得铁品位不低于67%的最终铁精矿产品,采用ϕ100 型实验室小型淘洗机对三段磁选精矿进行四段精选试验。在给矿浓度35%、给矿速度为100 mL/s 的情况下进行淘洗试验,结果如图6 所示。

由图6 可知,淘洗机给水量从1.0 L/h 提升至1.3 L/h,淘洗机精选精矿铁品位从66.90%升高至67.41%,铁作业回收率从99.85%降低至99.19%。综合考虑,确定淘洗机精选给水量为1.2 L/h,此时的精矿铁品位为67.34%,满足试验设计需求。

3 扩大连选试验

在条件试验的基础上进行了扩大连选试验,试验流程及结果见图7,试验系统原矿处理量为1.5 t/h。

由图7 可知,在给矿铁品位为29.50%的情况下,经过一段中磁粗粒预选,两阶段磨矿(一、二段磨矿细度分别为-0.074 mm 占75%和-0.045 mm 占90%)三阶段弱磁选,一段淘洗机精选,最终获得产率35.73%、铁品位67.08%、铁回收率81.24%的铁精矿,尾矿铁品位仅为8.61%,分选指标良好。

4 结论

(1)鞍山地区许东沟和哑巴岭采区铁矿石铁品位为29.50%,铁矿物以磁铁矿为主,还含有少量赤铁矿和褐铁矿;脉石矿物主要为石英、阳起石和白云石。

(2)高压辊磨机粉碎产品(-2.5 mm)中主要脉石矿物的单体解离度达47.62%～61.56%,采用粗粒预选可抛除产率为33.97%、铁品位为8.80%的尾矿,预选精矿TFe 品位和回收率分别为40.15%和89.87%。

(3)预选粗精矿经两阶段磨矿(一、二段磨矿细度分别为-0.074 mm 占75%和-0.045 mm 占90%)三阶段弱磁选,一段淘洗机精选,最终获得产率35.73%、铁品位67.08%、铁回收率81.24%的铁精矿,尾矿铁品位仅为8.61%,分选指标良好。

参考文献（略）

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