山西某貧磁鐵礦精礦提質(zhì)試驗(yàn)研究

1、山西某貧磁鐵礦精礦提質(zhì)試驗(yàn)研究摘要：山西某磁鐵礦礦物嵌布粒度微細(xì)，屬極貧難選磁鐵礦石，以其為原料的某選廠采用階段磨礦-單一磁選工藝，生產(chǎn)指標(biāo)較低，不能滿足市場(chǎng)需求。針對(duì)該礦石進(jìn)行提質(zhì)試驗(yàn)研究，確定了合理的工藝流程，即階段磨礦-磁精再磨-陰離子反浮選工藝，最終使精礦品位由55提高到65以上，有效地提高了產(chǎn)品質(zhì)量和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，為選礦工藝改造提供了技術(shù)依據(jù)，促進(jìn)了該礦石的合理利用。關(guān)鍵詞：貧磁鐵礦；工藝；提質(zhì)；陰離子反浮選山西某貧磁鐵礦具有一定儲(chǔ)量，但礦石地質(zhì)Fe品位較低，為22左右，礦物嵌布粒度微細(xì)，選別難度很大，以其為原料礦石的某選廠工藝流程為階段磨礦-單一磁選工藝，共采用三段磨礦，磨礦最終粒度

2、為-0045mm粒級(jí)占95，精礦鐵品位在55左右，品位較低，不能滿足市場(chǎng)需求，必須進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量。鞍鋼集團(tuán)礦業(yè)公司研究所對(duì)該礦石進(jìn)行了提質(zhì)試驗(yàn)研究，確定了合理的流程，即階段磨礦-磁精-再磨-陰離子反浮選工藝，在原礦鐵品位2152時(shí)，取得了精礦鐵品位6519，精礦產(chǎn)率1764，金屬回收率5344，尾礦鐵品位1216的選別指標(biāo)，使該礦石能夠得以合理利用，為選廠工藝技術(shù)改造、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的提高提供決策依據(jù)。1 礦樣性質(zhì) 試驗(yàn)礦樣共2種：塊礦，為礦區(qū)代表性礦樣，共3種，分別磨制光片和薄片，進(jìn)行巖相鑒定。粉礦，為細(xì)碎后礦樣，粒度約200mm，將其細(xì)碎至20mm，混合均勻制得試驗(yàn)綜合樣。綜合礦樣的化學(xué)

3、多元素分析及物相分析結(jié)果分別見表1和表2。礦樣巖相鑒定結(jié)果表明，礦石主要為綠泥磁鐵石英巖。該貧磁鐵礦石樣按礦物嵌布粒度分2種：細(xì)粒礦樣和粗粒礦樣。細(xì)粒樣所占比例較大。細(xì)粒礦樣主要礦物為石英和磁鐵礦，少量的綠泥石、菱鐵礦和白云石，極少量黃鐵礦和硅酸鹽礦物等。粗粒礦樣主要礦物為石英和磁鐵礦，磁鐵礦及裂隙有赤鐵礦氧化邊，含極少量的綠泥石等。細(xì)粒樣礦石為致密塊狀構(gòu)造，鏡下可見隱條帶狀構(gòu)造，即微細(xì)(15m)鐵礦物和脈石呈層狀相對(duì)富集，在顯微鏡下呈條帶狀產(chǎn)出，結(jié)構(gòu)為微細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu)。粗粒樣礦石為條帶狀構(gòu)造，結(jié)構(gòu)為它形細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu)。 利用顯微圖像分析儀測(cè)定兩種礦樣鐵礦物和脈石礦物(除可利用鐵外的礦物)的礦物嵌

4、布粒度。結(jié)果表明兩種礦樣鐵礦物和脈石礦物的嵌布粒度均極細(xì)。細(xì)粒礦樣鐵礦物平均粒度為1190m，+35m的鐵礦物含量為3111，這將影響鐵金屬的回收利用率，脈石礦物粒度平均粒度為2301m，偏細(xì)，將會(huì)影響選別拋尾。粗粒礦樣鐵礦物平均粒度為17.09m，+35m的鐵礦物含量為4954，礦石中一部分鐵礦物可以被回收利用。脈石礦物粒度為3754m，偏細(xì)，但選別中可以拋出一部分合格尾礦。 由表1、表2分析結(jié)果，結(jié)合工藝礦物學(xué)分析可知，該礦石品位較低，屬貧磁鐵礦，主要有用礦物為磁鐵礦，金屬分布率為676l，主要脈石礦物為石英，含量為5175，礦物組成中不可利用的硅酸鐵含量較高，化學(xué)組成中三氧化二鋁含量較高

5、，說(shuō)明硅酸鐵主要以綠泥石形式存在，影響礦石可選性，尤其是對(duì)尾礦品位和金屬回收率造成的影響較大。2試驗(yàn)研究21礦石磨礦特征 將選礦綜合試驗(yàn)樣(20mm)縮分后取樣1kg，利用試驗(yàn)室干式球磨機(jī)進(jìn)行磨礦試驗(yàn)，磨礦時(shí)間間隔為5min，取樣測(cè)磨礦粒度。標(biāo)準(zhǔn)礦樣為大孤山選礦廠人選礦石，礦石相對(duì)可磨度曲線見圖1。由圖1可見，隨著磨礦時(shí)間的增加，山西鐵礦石磨礦粒度變化情況與大孤山鐵礦石相近，當(dāng)磨礦時(shí)間約為14min時(shí)可以達(dá)到-0074mm粒級(jí)占74，當(dāng)磨礦時(shí)間約為30min時(shí)可以達(dá)到-0074mm粒級(jí)占92。22原礦磁性分析 取綜合礦樣l kg，利用試驗(yàn)室球磨機(jī)磨至不同粒度，分別做磁選管試驗(yàn)，磁場(chǎng)強(qiáng)度1562

6、5kA/m，原礦鐵品位為2152，試驗(yàn)結(jié)果見表3。表3結(jié)果表明，隨著磨礦粒度降低，磁選精礦產(chǎn)率和回收率均降低，且變化趨勢(shì)相同，而精礦產(chǎn)率的變化與品位具有正相負(fù)關(guān)系。磨礦粒度-0045mm粒級(jí)含量由69增加到943，磁選管精礦品位由4063提高到5040，精礦產(chǎn)率降低同時(shí)，尾礦品位都在95左右，說(shuō)明在粗磨的條件下，可以拋棄一定量低品位的尾礦，減少后續(xù)磨選作業(yè)通過(guò)量，該礦石適宜采用階段磨礦階段選別工藝，也說(shuō)明在此磨礦過(guò)程中，礦物一直沒有達(dá)到較好解離；此后礦石繼續(xù)細(xì)磨，精礦各項(xiàng)指標(biāo)出現(xiàn)拐點(diǎn)，說(shuō)明礦物解離加快，至-0045mm粒級(jí)占988時(shí)，得到精礦品位5294的較好指標(biāo)，因此確定最終磨礦粒度為-00

7、45mm粒級(jí)占98以上，此時(shí)尾礦品位增加到1090，精礦產(chǎn)率和回收率均降低，這是由于細(xì)磨使礦物解離的同時(shí)，鐵礦物過(guò)磨加重，因而造成尾礦品位的提高，金屬損失加重。23選別試驗(yàn)試驗(yàn)分析結(jié)果表明，該礦石礦物組成主要以磁性礦物為主，礦物嵌布粒度極細(xì)，即使在磨礦較細(xì)的情況下也難于使鐵礦物達(dá)到充分解離，因此采用單-磁選的辦法不易獲得理想選別指標(biāo)，現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)踐也說(shuō)明了這點(diǎn)。磁性分析結(jié)果表明該礦石適于階段磨選工藝。為此選擇了2種流程；單一磁選流程和磁-浮聯(lián)合流程進(jìn)行試驗(yàn)研究，試驗(yàn)流程為：階段磨礦-單一磁選流程。給合現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)際，繼續(xù)磨細(xì)，采用單一磁選工藝探索提高精礦品位的可行性。階段磨礦-磁精再磨-反浮選流程

8、。對(duì)該流程進(jìn)行了陰離子和陽(yáng)離子反浮選試驗(yàn)。231 階段磨礦-單一磁選流程試驗(yàn)將選礦綜合試驗(yàn)樣給入試驗(yàn)室磨機(jī)進(jìn)行磨礦，磨礦粒度-0074mm粒級(jí)占74，配成30的濃度給入400mm300 mm鼓型濕式磁選機(jī)進(jìn)行磁選試驗(yàn)，磁精礦截取備用。原礦鐵品位為2152，磁場(chǎng)強(qiáng)度為1625kA/m，試驗(yàn)指標(biāo)見表4。從表4試驗(yàn)結(jié)果看，弱磁選別和磁選管試驗(yàn)結(jié)果相一致，基本達(dá)到粗磨條件下拋棄大量尾礦，減少后續(xù)作業(yè)磨選通過(guò)量的目的。 將磁精礦(-0074mm粒級(jí)占6l，-0045mm粒級(jí)占54)給入試驗(yàn)室磨機(jī)進(jìn)行磨礦，磨礦粒度分別為-0045mm粒級(jí)占943和99，分別給入400mm300mm鼓型濕式磁選機(jī)進(jìn)行磁選試

9、驗(yàn)，給礦鐵品位為4425，磁場(chǎng)強(qiáng)度125kA/m，試驗(yàn)指標(biāo)見表5。由表5可以看出，磁精礦再磨至-0045mm粒級(jí)占99時(shí)，再次選別后品位達(dá)到5648，這與現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)指標(biāo)接近。 由以上試驗(yàn)得出階段磨礦、單一磁選工藝條件為：初磨磨礦粒度-0074mm粒級(jí)占74，再磨粒度-0045mm粒級(jí)占99，-磁磁場(chǎng)強(qiáng)度1625kA/m，二磁磁場(chǎng)強(qiáng)度125kA/m，得到的指標(biāo)為：原礦鐵品位2152，精礦鐵品位5648，精礦產(chǎn)率2585，金屬回收率6785，尾礦鐵品位933。工藝數(shù)質(zhì)量流程見圖2。以上試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明單一磁選流程雖經(jīng)細(xì)磨深選，提質(zhì)幅度仍然有限，這與現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)情況相似，因此必須探討其它流程。232階段磨礦-

10、磁精再磨-反浮選流程根據(jù)近年選礦生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，反浮選工藝用于精礦提質(zhì)發(fā)揮較好的作用。而陰離子和陽(yáng)離子反浮選工藝各有優(yōu)缺點(diǎn)：陰離子反浮選藥劑制度復(fù)雜，工藝條件要求高，但選別效果好。陽(yáng)離子反浮選藥劑制度簡(jiǎn)單，工藝條件要求不高，便于操作管理，但藥劑選擇性要差些。試驗(yàn)對(duì)圖2中-磁精礦再磨產(chǎn)品(鐵品位4425，-0045mm粒級(jí)占99)進(jìn)行了兩種反浮選試驗(yàn)，結(jié)果表明陽(yáng)離子反浮選試驗(yàn)指標(biāo)不好，因此試驗(yàn)推薦采用陰離子反浮選工藝。陰離子反浮選工藝條件為：浮選濃度33；浮選溫度3035；pH=115。陰離子反浮選試驗(yàn)加藥量為(均為浮給)：NaOH：1125g/t；淀粉：1050g/t；CaO：600g/t；RA

11、-715：粗選390g/t，精選120g/t。工藝數(shù)質(zhì)量流程見圖3。由圖3可以看出，陰離子反浮選精礦品位較高，為6512，提質(zhì)效果十分明顯。尾礦品位也偏高，為2363，主要是因?yàn)楦〗o礦物解離度低，連生體進(jìn)入尾礦中造成的。24合理工藝流程的確定與分析 由以上試驗(yàn)對(duì)比可見，采用階段磨礦磁精礦再磨陰離子反浮選工藝流程，精礦品位可以達(dá)到65以上，實(shí)現(xiàn)了精礦產(chǎn)品質(zhì)量的突破，與階段磨礦、單一磁選工藝流程相比，精礦品位提高近10個(gè)百分點(diǎn)，因此確定階段磨礦、磁精礦再磨-陰離子反浮選工藝為處理該貧磁鐵礦合理的工藝流程。該流程的優(yōu)勢(shì)在于磁精礦細(xì)磨后采用了陰離子反浮選工藝，并選用了高效選礦藥劑和合理的藥劑制度，其對(duì)

12、細(xì)粒級(jí)鐵礦物的提質(zhì)和回收效果明顯好于弱磁選，改善了磁選選別細(xì)粒級(jí)礦物時(shí)較強(qiáng)的機(jī)械夾雜和磁性?shī)A雜以及由于給礦產(chǎn)品解離度低、磁選對(duì)弱磁性連生體回收效果差對(duì)選別效果造成的負(fù)面影響。 流程的不足之處是尾礦品位偏高，這是由礦石性質(zhì)決定的，一方面礦石組成中含有較高的磁選無(wú)法回收的碳酸鐵和不可利用的硅酸鐵，尤其是綠泥石的存在影響礦石可選性，另一方面鐵礦物嵌布粒度太細(xì)，要得到高品位的精礦必須細(xì)磨使礦物達(dá)到單體解離，但即使在試驗(yàn)?zāi)サV粒度達(dá)-0045mm粒級(jí)占99的條件下仍有一部分礦物以連生體形式存在。3產(chǎn)品分析31產(chǎn)品粒度分析及單體解離度的測(cè)定 對(duì)一次磨礦產(chǎn)品、磁精礦再磨前、后共3個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行篩析、水析并測(cè)定鐵礦

13、物和脈石礦物的單體解離度，分析結(jié)果見表68。 由表可見，原礦磨至-0074mm粒級(jí)占74時(shí)鐵礦物解離度為4065，脈石礦物解離度為4324，均較低，因此一段弱磁選不容易拋出低品位尾礦，此時(shí)鐵金屬量主要集中在+43m粗粒級(jí)；弱磁精礦中鐵礦物解離度不高，僅為4288，脈石礦物解離度更低為2716，說(shuō)明礦物主要以連生體形式存在，影響弱磁精礦品位的主要是+74m粗粒連生體；再磨以后弱磁精礦粒度組成發(fā)生很大變化，-45m粒級(jí)含量由6l提高到99，鐵礦物解離度提高到6556，提高幅度較大，為后續(xù)反浮選作業(yè)創(chuàng)造了條件，但同時(shí)脈石礦物解離度仍然很低，因此浮選作業(yè)難以得到較低品位的尾礦，影響到流程的金屬回收率。32浮選精礦產(chǎn)品化學(xué)多元素分析 浮選精礦產(chǎn)品化學(xué)多元素分析結(jié)果見表9。由表9可見，浮選精礦作為最終精礦，品質(zhì)較好，SiO2含量不高，有害的S、P含量均很低，可作為優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品出售。4結(jié) 語(yǔ) 1)試驗(yàn)研究的山西某地微細(xì)粒嵌布極貧磁鐵礦石品位較低，礦物組成中難選的碳酸鐵和不可利用的硅酸鐵含量較高，且含有一定量的綠泥石，影響選別指標(biāo)；鐵礦物嵌布粒度微細(xì)，即使在磨礦較細(xì)的情況下也難使鐵礦物達(dá)到充分解離，總體上看礦石較難選。 2)試驗(yàn)確定了處理該貧磁鐵礦合理的選別提質(zhì)