袁家村閃石型磁鐵礦選礦技術開發(fā)

袁家村閃石型磁鐵礦選礦技術開發(fā)羅良飛【摘要】袁家村難選閃石型磁鐵礦具有鐵硅酸鹽含量高、礦物組成復雜、礦物嵌布粒度極細的特點.在工藝礦物學研究的基礎上，通過預選(早丟)和弱磁精礦反浮選或淘洗磁選在相對粗粒條件下獲得大部分高品位鐵精礦,達到降低磨礦成本的目的.最終得出了適合袁家村閃石型磁鐵礦石的選礦工藝流程，采用-3mm濕式預選一兩段階磨一四次弱磁選一反浮選一浮尾再磨弱磁選流程，可獲得精礦產率29.42%、鐵品位68.16%、回收率66.55%的指標.該工藝解決了袁家村閃石型磁鐵礦經濟開發(fā)利用的難題.％TherefractoryamphiboletypemagnetiteinYuanjiacunironoredeposithasthecharac-teristicsofhighcontentofiron-bearingsilicate,complexmineralcomposition,andextremelyfinedisseminationsizes.Basedonprocessmineralogystudy,thepurposeofreducingthecostofgrind-ingwasachievedthroughtheprocessofpreconcentration(earlyloss)andreverseflotationorelutri-ationmagneticseparationofthelowintensitymagneticseparation(LIMS)concentratetoobtainmostofthehigh-gradeironconcentrateunderrelativelycoarsegrainconditions.Finally,theoredressingprocesssuitableforamphiboletypemagnetiteoreinyuanjiacunwasdeveloped,whichcon-tainedawetpreconcentrationof-3mmgrains,twostagesofgrinding,fourtimesoflowintensitymagneticseparation,areverseflotation,andaregrindingofflotationtailingswiththeLIMS.Withthisprocess,anironconcentratewithayieldof29.42%,aTFegradeof68.18%,andaTFere-coveryof66.55%couldbeobtained.ThisstudysolvestheproblemoftheeconomicexploitationandutilizationoftheamphiboletypemagnetiteoreinYuanjiacun.【期刊名稱】《礦產保護與利用》【年(卷)，期】2018(000)001【總頁數(shù)】5頁(P61-65)【關鍵詞】袁家村鐵礦;閃石型磁鐵礦;磁選;反浮選;預選【作者】羅良飛【作者單位】長沙礦冶研究院有限責任公司，湖南長沙410012【正文語種】中文【中圖分類】TD951.1袁家村鐵礦屬于微細粒嵌布磁赤混合型鐵礦，總儲量為12.5億t，其中難選閃石型磁鐵礦儲量高達2.45億t。2005年太鋼集團取得了袁家村鐵礦的探礦權并籌建了嵐縣礦業(yè)公司，2012年底袁家村鐵礦建成了亞洲最大的磁赤混合型鐵礦選礦廠，原礦年處理量2200萬t，年產鐵精粉740萬t，采用粗碎+半自磨一球磨一弱磁選一強磁選一再磨一反浮選高效短流程，但此流程對閃石型磁鐵礦適應性不強，強磁選不能有效地拋出閃石礦中的含鐵硅酸鹽。隨著礦山開采的推進，采出的閃石型磁鐵礦礦石量逐漸增加，將其直接配礦進入現(xiàn)有選廠生產流程，嚴重影響選廠生產指標，導致精礦品位難合格；就近現(xiàn)場堆放嚴重影響采場施工，丟之造成資源浪費，倒轉堆存大幅度增加處理成本。由于閃石型鐵礦中含有大量與鐵礦物磁性、可浮性相近的綠泥石、角閃石等含鐵硅酸鹽礦物，故強磁選、浮選分選難度較大。為了解決這一迫在眉睫的難題，太鋼集團嵐縣礦業(yè)公司委托長沙礦冶研究院有限責任公司針對袁家村鐵礦難選礦石資源進行選礦技術開發(fā)。長沙院對袁家村鐵礦1、2、10號礦體的三個探槽大樣按10年開采出礦比例配制成的綜合樣進行了詳細的工礦物學研究和可選性試驗研究，查明了其可選性，試驗取得了良好的技術指標[1-2],為袁家村鐵礦閃石型磁鐵礦資源經濟高效開發(fā)利用找到了可行的選礦工藝流程。1礦石性質袁家村鐵礦1、2、10號礦體按質量比541配成的綜合樣為本次試驗的原礦，其化學多元素分析結果見表1，鐵礦物的化學物相見表2[2]。表1原礦的多元素分析結果/%Table1Analysisresultsofchemicalcompositioninrawore組成TFeFeOFe2O3SiO2TiO2Al2O3CaOMg。含量30.1310.2731.6346.850.162.152.292.47組成MnONa2OK2OP2O5SC燒失含量0.0710.100.170.150.100.753.55表2原礦中鐵的化學物相分析結果/%Table2Analysisresultsofchemicalphaseofironinrawore鐵相磁鐵礦中鐵半假象赤鐵礦中鐵赤（褐）鐵礦中鐵碳酸鹽中鐵硫化物中鐵硅酸鹽中鐵合計金屬量20.381.313.31.050.074.0230.13分布率67.644.3510.953.490.2313.34100.00由表1、表2可知，選礦可回收的金屬元素是鐵，但TFe品位僅30.13%,SiO2是需要排除的主要成分，雜質磷和硫含量均低；以磁鐵礦和半假象赤鐵礦的形式存在的鐵含量占總鐵的71.99%，其次是硅酸鹽和赤褐鐵礦。經鏡下鑒定、X射線衍射和掃描電鏡分析，礦石中金屬礦物以磁鐵礦為主，其次含少量赤鐵礦、鏡鐵礦，微量礦物包括磁黃鐵礦、菱鐵礦、黃銅礦。脈石礦物以石英為主，其次是閃石（鐵閃石、鐵鎂閃石、陽起石和透閃石等）、綠泥石、方解石和白云石等，還有微量斜長石、黑云母、黑硬綠泥石、滑石、白云母、絹云母等。主要礦物的含量列于表3。表3原礦中主要礦物的含量/%Table3Contentsofthemainmineralsinrawore礦物磁鐵礦半假象赤鐵礦假象赤鐵礦鏡鐵礦赤鐵礦褐鐵礦菱鐵礦石英含量28.11.60.53.50.52.138.5樣品閃石綠泥石方解石白云石長石黑硬綠泥石云母其它含量12.26.54.50.40.40.40.8在顯微鏡下對原礦中鐵礦物的嵌布粒度進行了統(tǒng)計，結果見表4。表4礦石中鐵礦物的嵌布粒度/%Table4Disseminationsizesofironmineralinrawore粒級/mm-0.42+0.21-0.21+0.15-0.15+0.1050.105+0.075-0.075+0.052-0.052+0.038-0.038+0.026-0.026分布10.7314.4518.1616.3816.4710.946.466.42由表4可知，礦石中的鐵礦物屬細粒-微細粒嵌布的范疇。要使鐵礦物單體解離度達到95%以上，需要磨至0.026mm的細度。2試驗設備及藥劑試驗主要設備及藥劑見表5。表5主要試驗設備及藥劑Table5Maintestequipmentandreagents設備名稱規(guī)格型號藥劑名稱備注球磨機XMB-67型氫氧化鈉分析純浮選機XFD-63系列石灰分析純弱磁選機CRIMM^400mmx300mmCYZ-20鐵抑制劑永磁筒式磁選機LiLo^400mmx300mmCM-27捕收劑電磁磁滑輪SA925淘洗磁選機^100mm其中藥劑CYZ-20、CM-27為長沙礦冶研究院研發(fā)生產。CYZ-20是一種速溶高效鐵礦抑制劑，配制簡單方便，只需加水攪拌即可，對鐵礦物選擇性抑制效果比苛化淀粉好[2]；CM-27是一種脂肪酸類捕收劑，具有堿用量少、選擇性強、回收率高等優(yōu)點。3選礦試驗袁家村閃石型磁鐵礦嵌布粒度極細，嵌布關系復雜，鐵硅酸鹽含量高，磁性鐵僅占71%左右，赤褐鐵占10.95%，還含有13.34%的硅酸鐵。由于硅酸鐵與赤褐鐵性質相近，故弱磁性鐵礦物的回收難度大。因此，對此類礦石以回收強磁性鐵礦物為主，但選比較大，常規(guī)選礦工藝精礦成本相對較高。故能否實現(xiàn)粗粒預選、階磨階選、早丟早收是該礦經濟高效開發(fā)的前提。本研究著重進行了預選研究，并在常規(guī)的階段磨礦一階段弱磁選基礎上，對弱磁精礦進行反浮選、淘洗磁選試驗，盡量減少需要細磨的礦量，降低磨礦成本，為實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化低成本生產提供技術依據(jù)。3.1預選試驗在磁場強度159.15kA/m條件下，分別對粒度為-70、-12、-6、-3mm的原礦進行了干式、濕式預選，干式預選采用磁滑輪，濕式預選采用永磁筒式磁選機，試驗結果見表6。表6原礦預選試驗結果/%Table6Preconcentrationresultsofrawore試驗條件精礦產率品位給礦尾礦精礦精礦回收率-70mm干式.6229.9818.6332.8887.33-12mm干式.5330.0716.6633.3289.21-6mm干式.0029.8615.8133.3889.41-3mm干式.5229.9714.4633.4891.09-12mm濕式80.9330.0213.2133.3991.61-6mm濕式80.5930.0512.4034.2591.85-3mm濕式79.8330.1412.2734.6691.79由表6可知，粒度是影響拋尾效果的主要因素，粒度細拋尾效果好，粒度細預選精礦的品位和回收率都高；同一粒度濕式拋尾效果顯著優(yōu)于干式拋尾，回收率接近，預選精礦品位高1個品位左右。參考袁家村鐵礦2200萬t/a選廠已有碎磨流程，原礦采用-3mm濕式預選拋尾可以拋出產率20.17%的尾礦，預選精礦品位提高4.52個百分點，回收率為91.79%。3.2預選粗精礦不同磨礦細度弱磁選試驗在磁場強度159.15kA/m條件下，對原礦-3mm采用濕式預選得到的預選粗精礦進行了不同磨礦細度弱磁分選試驗，試驗結果見表7。表7預選精礦不同磨礦細度弱磁選試驗結果/%Table7LIMStestresultsofpreconcentrationconcentratewithdifferentgrindingfineness磨礦細度（-0.075mm含量）精礦產率品位給礦尾礦精礦精礦回收率5564.3634.3914.1145.6285.386562.4834.4514.1746.6384.577560.2334.4114.2247.7483.578556.3334.4414.2350.1181.95由表7可知，隨著磨礦細度的增加，弱磁粗精礦品位逐步提高，尾礦品位變化不大，當磨礦細度達到-0.075mm含量占85%時，精礦鐵品位僅50.11%，因此，階段磨礦一階段選別是可以的。3.3弱磁粗精礦再磨弱磁選試驗對一段磨選弱磁精礦進行了不同再磨細度試驗，弱磁選粗選強度139.26kA/m,精選磁場強度99.47kA/m，粗選、精選尾礦合并，試驗結果見表8。表8弱磁精礦不同再磨細度弱磁選試驗結果/%Table8LIMStestresultsofLIMS-concentratewithdifferentregrindingfineness磨礦細度（-0.025mm含量）精礦產率品位給礦尾礦精礦精礦回收率67.876.4550.1116.0360.6192.4784.971.7550.1116.1163.5090.9291.070.4150.1116.2364.3590.4293.968.6350.1116.3165.5689.79由表8可知，隨著磨礦細度的增加，弱磁精礦品位逐步提高，尾礦品位變化不大，當磨礦細度達到-0.025mm含量占93.9%時，精礦鐵品位為65.56%，達到了精礦品位要求。但采用階磨階選方案，需要細磨的礦量達到原礦的50%，存在部分粗粒鐵礦過粉碎，不利于降低磨礦成本。3.4弱磁精礦反浮選試驗由于采用全磁流程最終磨礦細度需要達到-0.025mm含量占93.9%，磨礦成本較高，同時實現(xiàn)大規(guī)模生產也受設備處理能力等限制。工業(yè)實踐證明，浮選是鐵精礦提鐵降雜最有效的選礦方法，通過反浮選可以高效分離出弱磁鐵精礦中的貧連生體，因此，采用浮選工藝可以達到在較粗粒度條件下獲得高品位精礦的目的。參考袁家村選廠流程的再磨細度，浮選試驗的給礦為再磨細度-0.045mm含量占93.5%弱磁選得到的弱磁精礦，鐵品位60%左右。通過藥劑用量試驗優(yōu)化了反浮選藥劑制度，試驗流程為一次粗選一次精選三次掃選，閉路試驗結果見表9，閉路試驗藥劑制度NaOH、CYZ-20、CaO、CM-27的用量分別為480、800、300、100+50g/t。由表9可以看出，浮選閉路尾礦品位TFe33.54%，損失回收率13.24%。為了提高總鐵回收率，對浮選尾礦進行了再磨再選，弱磁選一次粗選一次精選試驗，結果見表10。表9弱磁精礦反浮選閉路試驗結果/%Table9ResultsofclosedcircuitreverseflotationtestsofLIMS-concentrate精礦產率品位給礦尾礦精礦精礦回收率76.2760.0933.5468.3486.76表10浮選尾礦再磨弱磁選試驗結果Table10LIMStestresultsofregroundflotationtailings試驗條件精礦產率/%品位/%給礦尾礦精礦精礦回收率/%粗選139.26kA/m;精選99.47kA/m;再磨細度-0.019mm含量92.3%54.6533.468.4054.2688.62由表10可以看出，在-0.019mm含量占92.3%的條件下，浮選尾礦僅可得到鐵品位54.26%的精礦，作業(yè)回收率88.62%，說明浮選尾礦是更細的貧連生體。根據(jù)總精礦大于65%的要求，對浮選尾礦再磨到這一細度即可。3.5弱磁精礦淘洗磁選試驗近十年來，針對弱磁精礦提鐵降雜的高效磁選設備取得了長足進步，磁選柱、淘選機、提鐵降雜機等都在工業(yè)上得以應用［5-9］，均利用磁重分選原理，其生產成本相對比浮選低。采用饑00mm淘洗機對再磨細度-0.045mm含量占93.5%條件下弱磁選得到的弱磁精礦進行了不同上升水量提鐵試驗，固定淘洗的控制磁場強度為79.58kA/m，分選磁場強度為79.58kA/m，補償磁場強度71.62kA/m，試驗結果見表11。表11弱磁精礦不同上升水速淘洗磁選試驗結果Table11ResultsofelutriationmagneticseparationofLIMS-concentratewithdifferentrisingwatervelocities上升水速/(m-s-1)精礦產率/%品位/%給礦尾礦精礦精礦回收率/%0.028393.6560.5026.4362.8197.230.038983.3060.5036.2165.3790.000.044254.2360.5053.9666.0259.180.047521.7060.5059.9962.3422.36由表11可知，隨著上升水速的加大，精礦鐵品位提高到66.02%，再增加上升水速，淘洗磁選機分選狀態(tài)變壞，精礦品位不升反降。因此，上升水速選擇0.0389m/s合適。3.6流程試驗在條件試驗的基礎上，在原礦鐵品位30.13%的條件下進行了多種流程試驗，結果見表12。表12流程試驗結果Table12Processtestresults流程精礦產率/%品位/%尾礦精礦精礦回收率/%磨礦細度濕式預選一兩段階磨一四次弱磁流程30.9014.1565.8767.551段-0.075mm含量85%H段-0.025mm含量93.9%濕式預選一兩段階磨一四次弱磁一反浮流程27.0615.9668.3461.371段-0.075mm含量85%H段-0.045mm含量93.5%濕式預選一兩段階磨一四次弱磁一反浮選一再磨再選流程29.4214.2868.1666.551段-0.075mm含量85%H段-0.045mm含量93.5%再磨-0.019mm含量92.5%濕式預選一兩段階磨一四次弱磁一淘洗一再磨再選流程30.7714.1066.1967.601段-0.075mm含量85%H段-0.045mm含量93.5%再磨-0.019mm含量92.5%濕式預選一兩段階磨一四次弱磁一淘洗流程29.1815.6165.3763.301段-0.075mm含量85%H段-0.045mm含量93.5%由表12可以看出，單一弱磁選流程可以得到精礦品位65.87%、回收率67.55%的指標，但第二段磨礦細度-0.025mm含量需達到93.9%，能耗過高；反浮選和淘洗磁選可以在較粗磨礦細度下獲得高品位精礦，但必須對中礦進行再磨再選，否則回收率低5個百分點左右；反浮選比淘洗磁選對精礦品位更有保障。從表12可知，預選一兩段階磨一四次弱磁選一反浮選一再磨再選流程(圖1)指標較好，放粗了最終精礦粒度，達到了降低磨礦能耗的目的，推薦作為袁家村閃石磁鐵礦開發(fā)的選礦工藝流程。圖1最終推薦流程Fig.1Flowsheetoffinalrecommendprocess4結論袁家村閃石型磁鐵礦屬于微細粒嵌布復雜難選鐵礦，原礦鐵品