提高白云鄂博氧化矿铁精矿品位的试验研究

贯彻“高炉精料”，节能减排，是21世纪钢铁工业发展的主流。为顺应这一发展趋势，提高炼铁技术经济指标，包头钢铁公司在“十一五”规划中对选矿厂提出更高要求，要求选矿厂氧化矿铁精矿品位达到68%。为此，寻求合理的选别方法及工艺流程，实现氧化矿铁精矿品位达到68%是非常重要而且是急需解决的难题。

本项目在对现工艺进行全面分析与研究的基础上，首先对氧化矿弱磁精反浮选精矿、强磁选精矿进行工艺矿物学研究，然后进行不同选别方法及不同选别流程组合的试验研究，最终确定对于磁性强的弱磁精反浮选精矿采用电磁螺旋柱－细筛－再磨－弱磁选工艺，对于磁性弱的强磁精采用细筛－反、正浮选工艺。试验指标先进，氧化矿铁精矿品位达到68.18%，回收率68.73%，而且采用新工艺后，最终铁精矿K₂O+Na₂O，SiO₂等杂质含量都有明显降低，有效地提高了铁精矿质量，改善了白云鄂博矿冶金性能，为实现精料方针、提高高炉利用系数、冶炼获取更大经济效益提供了原料保证。

一、氧化矿生产现状及原料性质

白云鄂博矿氧化矿由于其矿石铁品位低、矿物成分复杂、共生关系密切、嵌布粒度细而不均、有用矿物和脉石矿物可选性差异小、矿石类型多等特点，是举世闻名的难选矿。氧化矿现生产工艺采用的是弱磁选－强磁选－反、正浮选工艺。目前，由于弱磁性铁矿物与含铁硅酸盐矿物未得到有效分离，氧化矿铁精矿品位在65%左右，与公司要求（氧化矿铁精矿品位达到68%）的水平相距甚远。现生产工艺见图1。

图1  氧化矿弱磁选－强磁选－反、正浮选工艺流程

试验期间，氧化矿TFe 29. 4%，FeO 8.8%，K₂O+Na₂O 0.78%，SiO₂ 11.54%，F 8.29%，铁矿物以磁铁矿－赤铁矿物为主（占39.89%），磁性铁含量较高占71.43%，脉石矿物以萤石、闪石、辉石、白云石、方解石等为主，是选矿厂正常生产所用氧化矿。氧化矿多元素化学分析、铁物相分析、矿物组成分析结果分别见表1，表2和表3。

表1  氧化矿多元素化学分析结果    %

表2  氧化矿铁物相分析结果    %

表3  氧化矿矿物组成分析结果    %

二、试验研究内容及试验流程的确定

（一）对现氧化矿工艺流程中弱磁精反浮选精矿、强磁精进行工艺矿物学研究，对两种产品的矿物组成、铁物相及单体解离度进行测定。

（二）对弱磁精反浮选精矿采用电磁螺旋柱－细筛－再磨－弱磁选工艺进行试验研究。

（三）对强磁选精矿采用细筛工艺进行试验研究。

（四）筛下产品进行浮选的可行性试验研究。

最终确定氧化矿弱磁精反浮选精矿采用电磁螺旋柱－细筛－再磨－弱磁选、强磁精采用细筛－反、正浮新工艺，试验流程见图2。

图2  氧化矿采用新工艺试验流程

三、试验结果及讨论

氧化矿弱磁精反浮选精矿采用螺旋柱－细筛－再磨－弱磁选工艺及强磁精采用细筛－反、正浮新工艺试验数质量流程见图3，试验指标与原流程指标对比见表4。精矿多元素化学分析、矿物组成分析结果分别见表5和表6。

图3  氧化矿采用新工艺试验数质量流程

表4  氧化矿采用新工艺与原工艺指标对比  %

表5  精矿多元素化学分析结果    %

表6  精矿矿物组成定量分析结果  %

从表4可见，在原矿TFe 29.56%，FeO 8.33%的条件下，与原工艺相比，氧化矿采用新工艺，铁精矿品位由64. 39%提高到68.18%，提高3.79个百分点，回收率由72. 33%降至68. 73%，降低3.6个百分点。

最终精矿由筛下产品、细磨后的弱磁精矿及正浮选精矿组成，由产品多元素分析、矿物组成定量分析可得，新工艺最终铁精矿不仅铁品位显著提升，达到68.18%，而且K₂O+Na₂O，SiO₂，F，P等杂质含量都有明显降低，铁精矿中硅酸盐含量降低，有效地提高了铁精矿质量，为“精料”方针的实现奠定了基础。

四、试验流程合理性分析

（一）氧化矿弱磁精反浮选精矿电磁螺旋柱－细筛－再磨－弱磁选工艺流程

1、对氧化矿弱磁精反浮选精矿（TFe 66%左右）采用电磁－细筛－再磨－弱磁选联合流程，利用物料在电磁螺旋柱中连续不断的磁聚合－分散，实现－机多次精选，将弱磁精反浮选精矿品位提高，然后再采用MVS型高频振网筛通过提高筛下产品的单体解离度而进一步提质，分选出铁品位大于69%的合格精矿。

2、对于筛上和螺旋柱溢流连生体含量高、粒度相对较粗的中间产品，采用细磨再选工艺，确定适宜的磨矿细度－200目占92.50%，使铁矿物充分解离，然后通过弱磁选获得品位大于68%的弱磁选精矿。筛下产品和弱磁选精矿合并为最终铁精矿，铁品位达到68%以上。

（二）强磁精采用细筛－反、正浮选工艺流程

1、对含铁硅酸盐矿物含量较高的强磁选精矿采用细筛工艺，通过选择合理筛孔，有效提高筛下产品的单体解离度，进而提高铁精矿品位；同时直接将20%左右的脉石矿物抛掉，改善反浮选入选条件，降低浮选成本。

2、对于筛下产品首先采用在碱性介质中进行反浮选，将萤石、碳酸盐或磷酸盐等矿物去除，然后在酸性介质中进行正浮选（1次粗选、2次精选），进一步将铁矿物与含铁硅酸盐矿物分离，使反浮选－正浮选精矿品位达到TFe 64.50%左右。

五、实施效果

这一试验的成功使包钢选矿厂氧化矿选矿技术指标达到国内氧化矿选矿先进水平，而且该项目的成功对冶炼具有较大的经济效益和社会效益。铁精矿质量的提高，改善了铁原料的冶金性能，为降低炼铁成本，提高高炉利用系数，促进冶炼系统的发展作出突出贡献。

六、结论

（一）试验期间，氧化矿TFe 29.4%，FeO 8.8%，K₂O+Na₂O 0.78%，SiO₂ 11.54%，F 8.29%，铁矿物以磁铁矿－赤铁矿物为主，占39.89%，磁性铁含量较高占71.43%；脉石矿物主要以萤石、闪石、辉石、白云石、方解石等为主。该矿石是选矿厂正常生产所用氧化矿。

（二）氧化矿采用电磁螺旋柱－细筛－再磨－弱磁选及强磁精细筛－反、正浮新工艺，达到提质降杂的目的。采用新工艺后，在氧化矿铁品位TFe 29.56%，FeO 8.33%的条件下，铁精矿品位由64.39%提高到68.18%，提高3.79个百分点，铁精矿中K₂O+Na₂O，SiO₂，F，P等主要有害杂质明显降低，为冶炼提供优质原料，为高炉利用系数的提高奠定基础。

（三）工艺技术路线合理可行，指标先进，工业操作性强，易于工业实施。

（四）该项目的成功使包钢选矿厂氧化矿选矿技术指标达到国内氧化矿选矿先进水平，为氧化矿的技术改造提供了技术依据。