砬子山贫赤铁矿石选矿工艺研究及应用

摘要：砬子山铁矿石属鞍山式贫赤铁矿石，对其进行工艺矿物学和选矿试验研究，确定了合理的选别工艺，即阶段磨矿、粗细分级、重选·强磁-阴离子反浮选工艺，试验取得了较理想的选别指标，并在工业上得到较好应用，促进了该矿石的合理开发利用。关键词：铁矿石;选矿工艺;阴离子反浮选中图分类号：TD92 文献标识码：A doi：10.3969/j.issn.0253—6099.2014.08.031 文章编号：0253-6099(2014)08-0120-04 砬子山铁矿床位于鞍山市南东方向直距15 km，东南与眼前山铁矿区毗邻，西南与关宝山铁矿床接壤，属条带状鞍山式贫铁氧化矿石，矿层偶有菱铁矿脉分布，整个矿体分四个矿段，全长2480 m，矿体厚度19～ 64 m，平均厚度30 m，矿体走向1000一1350，倾向北东，深部近乎直立。工业矿石平均品位30.24%，资源量 5 586.2万吨，低品位矿石平均品位23.95%，资源量 4 742.5万吨，合计贫铁矿资源量10 328.7万吨，地质平均品位27.62%。砬子山铁矿项目已列入鞍钢老区铁矿山改扩建规划项目中的新建矿山项目。经过详细的工艺矿物学和可选性试验研究，确定了处理砬子山铁矿石合理的选别工艺为“阶段磨矿、粗细分级、中矿再磨、重、磁-浮联合选别工艺”，在工艺研究基础上，将砬子山铁矿石作为齐大山选矿厂的原料矿石，人选比例逐年加大，得到很好的利用。为扩大砬子山铁矿石的应用范围，在前期试验研究及生产应用的基础上又进行了砬子山与关宝山铁矿石混合矿的连选试验，为合理开发利用砬子山铁矿提供了又一途径。 1试验矿样砬子山地表矿主要为非磁性假象赤铁石英岩，而深部则为磁铁假象赤铁石英岩、磁铁石英岩。试验矿样为砬子山矿区地表矿样，在三个采区分别取块矿样，记为1。、2。、3。矿样。

1)从3个矿样中取代表性块矿制成12块光片，用于工艺矿物学分析。 2)将3个矿样全部破碎至2—0 mm，取等量矿样磨至一74斗m粒级占75%，做磁性分析用。 3)将2-0 mm的3个矿样，以等比例混合制得综合样，进行矿石性质分析和选别流程试验。 2矿石工艺矿物学特征 2.1矿石成分矿石中主要组成矿物有假象赤铁矿、赤铁矿、镜铁矿、磁铁、褐铁矿、石英、透闪石等，局部有极少量的菱铁矿和黄铁矿等，对选别影响不大。 2.2矿石结构构造特点矿石构造主要为条带状构造、块状构造和少量的揉皱状构造。矿石的结构有自形粒状结构、半自形粒状结构、片状变晶结构，及少部分褐铁矿化的浸染结构。赤铁矿、假象赤铁矿、石英多呈自形、半自形粒状变晶结构，颗粒较细，集中在0.02—0.11 mm之间，大部分赤铁矿呈它形粒状，与石英接触界线复杂，这将影响磨矿时的单体解离效果和金属回收率;片状变晶结构的矿物颗粒呈薄片状，镜铁矿多为此类结构，此类结构有利于磨矿。 2.3嵌布粒度测定对砬子山铁矿石12块光片用QuantLab—CD像分析仪测定其嵌布粒度，结果见图1。 l帅 90 80 70 黑60 咖50 缸40 30 20 10 0 粒级/ttm 图1 铁矿物及脉石矿物的粒度分布 ①收稿日期：2014—06—13 作者简介：王陆新(1970一)，女，辽宁铁岭人，教授级高级工程师，主要从事选矿工艺及药剂研究工作。万方数据 2014年08月 王陆新等：砬子山贫赤铁矿石选矿工艺研究及应用 121 由图1可知，砬子山矿石铁矿物嵌布粒度平均 56.45斗m，铁矿物分布比较集中的粒级区间是15—147 斗m，约占矿物总量的50%，铁矿物和脉石矿物属于粗细不均匀粒度分布，适于采用阶段磨矿阶段选别。 3矿石性质分析 3.1物相分析对砬子山地表3个采矿部位的矿样及综合矿样进行物相分析，结果见表1。表l砬子山地表矿样物相分析结果/%由物相分析结果可知，矿石矿物组成主要有赤褐铁矿、磁铁矿、假象半假象赤铁矿等矿物，这与镜下观测结果是一致的。3个不同部位矿石的矿物组成中磁铁矿和赤褐铁矿含量差别较大，因此在生产中应注意均衡配矿，稳定原矿性质，综合样中赤褐铁矿分布率为 46.48%，磁性铁占31.14%，假象半假象赤铁矿占 17.68%，三者共占95.3%。总体看矿石有害矿物 FeSiO扑FeCO，含量不高，对选别指标影响不大。

3.2磁性分析试验将3个采矿部位的矿样分别磨至-74 p皿粒级占75%，在场强96 kA/m的条件下做磁选管试验，结果见表2。表2不同矿样磁选管试验结果由表2可见，在相同磁场条件下，随着矿样中磁性率由1。到3。逐渐增加，磁选管精矿产率和收率也随之逐渐增加，精矿品位呈降低趋势，可见3个部位矿石由于性质不同，可选性差别很大。混合矿试验指标是：原矿品位29.07%，精矿品位62.40%，精矿产率24.9%，收率53.45%，可见在磨矿粒度一74¨m粒级占75%时，砬子山地表铁矿样采用弱磁选可以收回其中50%以上的铁矿物。 3.3矿石相对可磨度试验将选矿综合试验样(2—0 mm)缩分后取l kg，利用试验室①250 x300 toni干式球磨机进行磨矿试验，磨矿时间间隔为5 rain，取样测磨矿粒度(一74 p,m粒级含量，以下同)。标准矿样为齐大山选厂人选矿石，矿石相对可磨度曲线见图2。磨矿时间/min 图2矿石相对可磨度曲线由图2可知，随磨矿时间的增加，砬子山矿石磨矿粒度增长速度与齐大山选矿厂入选矿石较接近，尤其在15 min之后，两种矿石粒度增长情况几乎相同，说明两种矿石在磨矿难易程度上相近。 3.4不同磨矿产品粒度分析和单体解离度测定将综合试验样(2—0 lnln)缩分各取l kg，采用试验室干式球磨机进行磨矿，获得不同磨矿粒度的产品，对4个粒级产品进行筛析、水析并测定铁矿物和脉石矿物的单体解离度，结果见表3。表3不同磨矿产品粒度和解离度特征由表3可见，随着磨矿粒度变细，-10岬粒级产率逐渐增加，当磨矿粒度达到一74 p,m粒级占60.85%时，-10 fun粒级产率达33.87%，铁矿物和脉石矿物泥化现象已较严重，产率逐渐增大，且增长速度较快，此时铁矿物解离度为66.83%，脉石矿物解离度为65.ar7%，具备了粗细分选的条件，与齐大山选矿厂一次溢流粒度相近，因此初步确定一次磨矿粒度为74 pan粒级占 60%-65%。

3.5工艺流程的确定根据以上矿石性质分析及工艺矿物学研究结果， ∞如舯阳印鲫∞如加m o 紧捌如鬟娑#王=.万方数据矿冶工程 第34卷并借鉴近年来红矿选矿的先进经验，确定砬子山铁矿石合理的选别工艺流程为：阶段磨矿、粗细分级、重选.强磁一阴离子反浮选工艺流程。 4选矿工艺流程的研究及应用 4.1选矿工艺条件试验对矿样进行磨矿、分级、重选、磁选、浮选分段选别试验，结果见表4。表4选矿工艺条件试验结果 4.1.1 鏖矽将品位为29.07%的选矿综合试验样(粒度2—0 mm)给人试验室球磨机进行磨矿，磨矿粒度-74 I.Lm 粒级占62.5%。 4.1.2粗细分级试验磨矿产品用旋流器进行粗细分级，给矿浓度 20%，得到旋沉和旋溢，粗细分级比例68.80：31.20，旋溢粒度96.55%。 4.1.3重选-扫中磁试验旋沉进行一粗一精两段重选及扫中磁试验。旋沉给人粗选螺旋流槽，给矿浓度30%，粗螺精矿给精选螺旋流槽得重精。粗螺尾矿给人扫中磁机(场强320 kA/m)抛出重尾，精螺中矿自循环，精螺尾与扫中磁精合为中矿。 4.1.4强磁选试验旋溢进行强磁选试验，给矿浓度30%，场强600 kA/m时指标较好，强磁选起到脱除细粒矿泥的作用。 4.1.5浮选试验将强精(粒度一74¨m粒级占92%)进行浮选条件、开路及闭路试验，得出浮选试验指标。工艺条件：给矿浓度33%，浮选温度30℃，矿浆pH值为11.5。 4.2连选试验在选矿工艺条件试验基础上进行了连选试验，采用阶段磨矿、粗细分级、重选.强磁.阴离子反浮选工艺，试验结果见数质量流程图3。综精 综尾图3砬子山铁矿石阶段磨矿、粗细分级、重选-强磁-阴离子反浮选工艺数质量流程 4.3流程分析阶段磨矿、粗细分级、重选一强磁.阴离子反浮选工艺流程处理砬子山铁矿石，试验取得了较好的指标，说明该流程处理砬子山铁矿石是合理可行的，流程具有以下特点：流程集先进的工艺、设备、药剂于一体，针对砬子山贫赤铁矿石铁矿物粒度粗细分布不均匀的特点，采用粗、细粒分别处理，实现窄级别选矿，使选矿过程更加科学合理;三种选矿方法同时使用，优势互补，在磨矿粒度较粗的情况下采用重选作业，在得到品位较高的粗粒精矿同时抛除产率在20%以上低品位尾矿，体现了“早收”、“早抛”、低成本选矿的先进理念，为减少中矿循环量，减轻磨矿能耗，实现流程稳定运行发挥重要作用;流程细粒部分采用立环脉动高梯度强磁选机起到脱泥抛尾的双重作用，为反浮选作业创造了条件，阴离子反浮选采用了高效选矿药剂和合理的药剂制度，是得到高品位细粒精矿及全流程精矿质量的有效保障。试验室连选试验指标与矿石性质相近的齐大山选矿厂生产指标相比，尾矿品位接近，精矿品位稍低，主要是由于试验矿样为地表矿样，含泥量较大，对精矿指标产生一定影响，工业生产中，随着开采深度的下降，工艺流程的稳定，选别指标必将会得到进一步提高。

4.4工业应用情况在工艺研究基础上，砬子山铁矿石作为齐大山选矿厂部分矿源开始进行工业应用，各年度矿石处理量及产品指标见表5。万方数据 2014年08月 王陆新等：砬子山贫赤铁矿石选矿工艺研究及应用表5砬子山铁矿石工业应用情况由表5可以看出，砬子山铁矿石的供矿比例逐年加大，供矿总量已达2 152 198 t，产出精矿量达760 330 t，品位平均在67.5%以上，创效逾亿元。由于生产流程在粗粒部分增设扫螺、重精增加细筛、细粒部分在强磁选前加有弱磁等多种工艺完善和保障措施，使工艺对矿石性质适应性更强，保证了砬子山铁矿石得到较好应用。 4.5砬子山与关宝山混合矿连选试验关宝山铁矿是鞍钢尚未大规模开发的贫赤铁矿山，矿石储量近5亿吨，初步的矿石工艺矿物学及选矿试验研究已完成，并在现场进行了工业试验，表明关宝山矿石可选性较好，在现行的工艺条件下具有开发利用的价值。砬子山与关宝山混合矿采用阶段磨矿、粗细分选、重一磁一阴离子反浮选工艺进行的连选试验，在原矿品位29.76%时，取得了精矿品位64.84%、尾矿品位11.53%、金属回收率74.51%的较好选别指标，为砬子山铁矿开发利用提供又一条技术途径。 5结 语 1)砬子山铁矿石主要由赤褐铁矿、磁铁矿、假象赤铁矿组成，铁矿物和脉石矿物嵌布粒度微细且不均匀，适于采用阶段磨选工艺。工艺矿物学分析表明，矿石嵌布粒度及分布特征、以及可磨度均与齐大山铁矿矿石接近。 2)试验确定了砬子山铁矿石合理的选别流程为 “阶段磨矿、粗细分级、重.磁一阴离子反浮选工艺”，试验室选矿试验指标为：原矿品位29.30%，精矿品位 66.68%，尾矿品位11.29%，金属回收率74%。 3)砬子山与关宝山混合矿试验采用阶段磨矿、粗细分级、重一磁一反浮选工艺，在原矿品位29.76%时，取得精矿品位64.84%、尾矿品位11.53%、金属回收率 74.51%的较好选别指标。 4)砬子山铁矿作为鞍钢齐大山选矿厂的原料矿石，得到较好应用，入选比例逐年加大，取得了精品 67.5%以上的较好选别指标，缓解了供矿紧张的不利局面，促进了选厂生产的稳定运行，为公司开发新矿山提供更为可靠的依据。 5)砬子山与关宝山铁矿联合开采规模经营将大大加强公司采矿生产和综合供矿能力，进一步保障选矿原料供应，随着砬子山项目完成，砬子山铁矿将进入全面开发利用的崭新阶段。万方数据