湿式高梯度强磁选回收微细粒氧化铁工艺技术

    满银沟铁矿选矿厂生产规模80万t/a，自投产以来，生产指标基本达到设计要求。但由于该铁矿石属赤铁矿，极易泥化，且磨矿流程是两段连续磨矿，磨矿产物经水力旋流器分级的溢流（即强磁磁选给矿）中－500目粒级达50％以上，品位40.00%。这部分矿石由于粒度太细，在选别过程中不能得到有效回收，造成铁回收率偏低，尾矿的铁品位，提高该铁矿石的回收率，就成为目前选矿厂迫切需要解决的问题。     一、矿石性质     满银沟矿区分为满银沟、杨家村、双水井3个中型赤铁矿矿段。该矿床属于中型沉积变质型赤铁矿床，矿体赋存于前震旦系利马河组变沙岩及绢云千枚岩中。铁矿物以赤铁矿为主，其次为褐铁矿、菱铁矿、假象赤铁矿，偶见磁铁矿、钛铁矿等；脉石矿物以石英为主，绢云母、白云石、方解石次之。矿石结构主要以磷片变晶结构、似文象结构、交代结构和胶结结构为主，构造主要以块状构造为主，其次为粉状，条带状。铁矿物粒径一般在0.0025～0.04mm，有时可见赤铁矿变斑晶，粒径可达0.15～1.4mm，脉石矿物石英粒径一般在0.0025～0.15mm，常被赤铁矿交代充填、溶蚀，矿石硬度小。铁矿石的多元素化学分析结果见表1，铁物相分析结果见表2。 表1  铁矿石的多元素分析结果

元素	TFe	S	P	SiO2	Al2O3	CaO	MgO
含量	47.92	0.016	0.103	20.94	5.28	0.46	0.48
元素	FeO	Mn	Na2O	K2O	TiO2	灼减	碱比
含量	0.18	0.32	0.030	1.34	0.294	1.53	0.036

 表2  铁矿石的铁物相分析结果

铁物相	赤、褐铁矿	磁铁矿	碳酸铁	黄铁矿	硅酸铁	合计
铁含量	46.57	0.10	0.30	0.11	0.84	47.92
分配率	97.18	0.21	0.63	0.23	1.75	100.00

     从表1、表2可知，矿石中的铁含量47.92%，其中赤铁矿、褐铁矿中的铁占97.18%。矿石中二氧化硅含量20.94%，三氧化二铝含量5.28%，硫含量0.016%，磷含量0.103%，属于低硫、磷，高硅、铝，酸性弱磁性铁矿石。     二、目前工艺流程存在的问题     该矿委托马钢集团设计研究院进行“满银沟矿业集团80万t/a选矿厂设计”。根据选矿试验结果及其推荐意见，确定选矿工艺流程为两段连续磨矿，湿式高梯度强磁选流程。一段磨矿细度－200目占55％，二段磨矿细度－200目占85％。二段磨矿产品经强磁粗选抛尾，粗选精矿再经过高梯度强磁选机精选获得铁品位在66.00%以上的高梯度强磁铁精矿；高梯度强磁精选的尾矿再经过一次高梯度强磁扫选，获得铁品位在50.00%以上的铁精矿。工艺流程如图1所示。

图1  满银沟铁矿选矿数质量工艺流程     随着铁矿石资源的减少，开采量的增大，原矿品位降为40.00%左右，铁精矿品位58.00%左右，扫选铁精矿品位47.00％左右。在实际生产中，高梯度强磁选机都是江西赣州金环磁电设备有限公司生产的Slon型立环脉动高梯度强磁选机，磁价质是ф2mm棒介质，给入浓密箱矿浆（即精选和粗选尾矿）铁矿石品位为35.00%左右，浓度为16.00％左右，经浓缩后沉砂进入扫选。沉砂铁品位30.00%左右，浓度20％左右，扫选铁精矿47.00%左右。而浓密箱溢流粒度极细，几乎全部为－500目（－0.037mm），其中－20μm高达73.02%左右，其浓度很小，约6％～8％，产率是球磨给矿量的20％。这部分矿石品位与入磨品位接近，为40.00%以上，而且浓度箱溢流直接排入尾矿，这是造成尾矿偏高的主要原因。如何回收这部分微细粒级矿物，降低尾矿品位，提高扫选作业回收率是当前迫切需要解决的问题。     三、实验室磁介质试验     依据生产现场，对浓密箱给矿、沉砂和溢流不添加任何药剂，在高梯度磁选机相同电流强度400A、磁感应强度0.6T条件下，换用不同直径磁介质选别，所得结果如表3、表4和表5所示。 表3  浓密箱给矿高梯度磁选机试验结果

试验条件		样品名称	品位/%	产率/%	回收率/%
磁介质/mm	磁感应强度/T
φ2	0.6	精矿尾矿原矿	47.3828.2734.56	32.9167.09100.00	45.1254.88100.00
φ1	0.6	精矿尾矿原矿	51.3527.3334.56	30.1069.90100.00	44.7255.28100.00

 表4  浓密箱沉砂高梯度磁选机试验结果

试验条件		样品名称	品位/%	产率/%	回收率/%
磁介质/mm	磁感应强度/T
φ2	0.6	精矿尾矿原矿	39.7921.0427.75	35.7964.2138.19	51.3148.69100.00
φ1	0.6	精矿尾矿原矿	44.4821.3627.75	38.1961.81100.00	61.22100.00100.00

 表5  浓密箱溢流高梯度磁选机试验结果

试验条件		样品名称	品位/%	产率/%	回收率/%
磁介质/mm	磁感应强度/T
φ2	0.6	精矿尾矿原矿	51.2237.2240.09	20.5079.50100.00	22.2077.80100.00
φ1	0.6	精矿尾矿原矿	51.2835.7940.09	27.7662.24100.00	35.5164.49100.00

     从表3、表4、表5可知，对于浓密箱给矿、沉砂和溢流，高梯度磁选机的棒介质直径大小对这3种试样是有影响的。在相同磁感应强度0.6T条件下，采用ф2mm棒介质的磁选精矿品位高3个百分点，而回收率和尾矿品位相差不大；对于浓密箱沉砂，采用ф2mm棒介质的磁选精矿低4个百分点左右，回收率低10个百分点左右；而浓密箱溢流采用ф1mm棒介质的磁选精矿品位与采用ф2mm棒介质的磁选精矿品位51.00%相差不大，回收率比用ф2mm棒介质高15个百分点左右。说明ф1mm棒介质能够有效回收一部分品位较高的微细粒级铁矿石。     四、ф1mm和ф2mm磁介质的工业试验     （一）试验条件     满银沟铁矿集团公司选矿厂扫选作业2台Slon－1750型高梯度磁选机采用ф2mm棒介质选别，对微细粒级赤铁矿的回收效果不佳。因此该选矿厂在实验室采用ф1mm棒介质试验的基础上，利用公司闲置的1台Slon－1250型高梯度磁选机，拆除其原有的ф4mm棒质质，安装由赣州金环公司提供的ф1mm棒介质，将该机配置在扫选作业的1台Slon－1750型高梯度磁选机旁，由1台给料箱同时分别为这两种不同型号高梯度磁选机供料，进行ф1mm和ф2mm棒介质对比性工业试验。     （二）试验结果     在相同给矿、相同磁感应强度条件下进行试验，其中扫给为扫选给矿，扫1－精为Slon－1250mm高梯度磁选机扫选精矿；扫1－尾为Slon－1750mm高梯度磁选机扫选尾矿；扫2－尾为Slon－1750mm高梯度磁选机扫选尾矿，所得试验结果见表6、表7、表8。不同磁感应强度条件下Slon型高梯度磁选机φ1mm和φ2mm磁介质的磁选精矿品位及回收率分别见图2、图3。 表6  磁感应强度0.7T下的试验结果

样品编号	样品名称	品位/%	产率/%	回收率/%	磁感应强度/T
扫1－精	扫选精矿	51.94	17.05	28.59	0.7
扫1－尾	扫选尾矿	26.66
扫2－精	扫选精矿	47.73	17.96	27.69	0.7
扫2－尾	扫选尾矿	27.30
扫给	扫选给矿	30.97	100.00	100.00

 表7  磁感应强度0.6T下的试验结果

样品编号	样品名称	品位/%	产率/%	回收率/%	磁感应强度/T
扫1－精	扫选精矿	50.21	25.03	38.52	0.6
扫1－尾	扫选尾矿	26.76
扫2－精	扫选精矿	48.99	23.44	35.19	0.6
扫2－尾	扫选尾矿	27.62
扫给	扫选给矿	32.63	100.00	100.00

                    表8  磁感应强度0.5T下的试验结果

样品编号	样品名称	品位/%	产率/%	回收率/%	磁感应强度/T
扫1－精	扫选精矿	53.20	9.66	14.35	0.5
扫1－尾	扫选尾矿	33.94
扫2－精	扫选精矿	52.92	19.96	29.51	0.5
扫2－尾	扫选尾矿	31.53
扫给	扫选给矿	35.8	100.00	100.00

 

图2  不同磁感应强度条件下Slon型高梯度磁选机φ1mm和φ2mm磁介质的磁选铁精矿品位分布 ■一磁介质φ1mm；●一磁介质φ2mm

图3  不同磁感应强度条件下Slon型高梯度磁选机φ1mm和φ2mm磁介质的磁选铁精矿回收率分布 ■一磁介质φ1mm；  ●一磁介质φ2mm     从试验结果可知，在相同给矿条件，磁感应强度0.6T，采用φ1mm棒介质的SLon－1250型高梯度磁选机的磁选精矿比φ2mm棒介质的Slon－1750型高梯度磁选机的磁选精矿品位高2个百分点左右，回收率高3个百分点左右。尾矿比φ2mm棒介质的Slon－1750型高梯度磁选机的磁选尾矿品位低1个百分点左右。而随着磁感应强度的降低，采用不同直径棒介质高梯度磁选机的选别结果相差很小。     五、结论     （一）通过换用不同磁介质的试验结果可知，对于浓密箱给矿、沉砂和溢流，磁选机的棒介质直径大小对这3种试样是有影响的。在相同磁感应强度0.6T下，采用φ1mm棒介质，浓密箱给矿和溢流的磁选精矿品位都在51.00%左右，尾矿相差不大；溢流的回收率采用φ1mm棒介质比用φ2mm棒介质高15个百分点左右。浓密箱沉砂采用φ2mm棒介质比采用φ1mm棒介质的磁选精矿品位低4个百分点，尾矿品位相差不大，回收率低10个百分点。说明φ1mm棒介质能够有效回收一部分品位较高的微细粒级铁矿石。     （二）满银沟铁矿选矿厂扫选作业φ1mm棒介质和φ2mm棒介质的对比试验表明，在磁感应强度≥0.6T时，采用φ1mm棒介质比φ2mm棒介质选别效果好，其精矿品位可平均提高2个百分点，尾矿平均降低1个百分点，回收率平均提高3个百分点。说明选用φ1mm棒介质需要较大的磁感应强度。