2008年全國金屬礦山難選礦及低品位礦選礦新技術(shù)學術(shù)研討與技術(shù)成果交流會論文
貧、細、雜難選磁鐵礦選礦試驗研究
劉秉裕 劉 陽 鞍山金裕豐選礦科技有限公司
內(nèi)容摘要：論文通過司家營選礦廠、平泉寶海選礦廠，貧、細、雜難選磁鐵礦和河南桐柏明陽礦業(yè)公司極貧磁鐵礦石的選礦試驗，獲得高品位磁鐵礦精礦和合格精礦的試驗研究，說明裕豐磁選柱的高效分選效果異常顯著。
關(guān) 鍵 詞：貧細雜磁鐵礦、磁選、磁選柱
作者簡介：
劉秉裕 教 授 公司董事長 總工程師
劉 陽 公司總經(jīng)理 工程師
鋼鐵工業(yè)穩(wěn)定持續(xù)地發(fā)展需要穩(wěn)定、足量、優(yōu)質(zhì)的鐵礦原料供給。進入21世紀國內(nèi)外對鋼鐵需求量有了長足的增長，我國的鋼鐵總產(chǎn)量已經(jīng)躍居世界第一，現(xiàn)年產(chǎn)量已達3億噸左右。隨著鋼鐵工業(yè)規(guī)模的不斷擴大，我國已經(jīng)成為世界最大鐵礦石進口國，現(xiàn)在每年進口鐵礦石超過2億噸，進口鐵礦石數(shù)量已占我國鐵礦石需求總量的一半以上。隨著鐵礦石總需求的增加，進口鐵礦石價格和運費暴漲，因而也帶動了國內(nèi)鐵礦石及鐵精礦的價格上漲，促使國內(nèi)鐵礦山的不斷擴建和新建，因而國內(nèi)的鐵礦資源不斷地向復雜難選鐵礦石，越來越“貧”、“細”、“雜”過渡，就連以往根本不能采選的極貧礦、地表風化礦都開始得到青睞。這就迫切要求有相應地采選技術(shù)以適應采選貧、細、雜難選礦的需要。
鞍山金裕豐選礦科技有限公司在分選貧、細、雜難選鐵礦石方面作了大量工作。裕豐磁選柱在一些貧、細、雜磁鐵礦石選礦廠精選中得到應用。下面對二個貧、細、雜磁鐵礦選礦廠低品位精礦及一個極貧磁鐵礦原礦進行以裕豐磁選柱，為主要精選設備的選礦試驗的結(jié)果進行介紹。
1、微細粒結(jié)晶磁鐵礦石低品位鐵精礦提高品位的試驗研究
以唐鋼司家營選礦廠原生礦低品位鐵精礦可否進一步提高品位為例，進行試驗研究。
1.1 礦石性質(zhì)
司家營選礦廠現(xiàn)處理的礦石為地表礦，礦床是類鞍山式磁鐵礦石英巖，礦石為閃石型磁鐵石英巖，硅酸鐵和碳酸鐵含量偏多。礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造較簡單，較易磨，礦石嵌布粒度較粗，微細粒礦物含量較少。原礦TFe品位25.76 %，F(xiàn)eO9.97 %，其鐵礦物以磁鐵礦為主，占72.59 %，碳酸鐵和硅酸鐵含量之和11.06 %，赤褐鐵礦含量16.35 %。脈石礦物以石英、透閃石、綠泥石、白云石為主，含少量鉀長石、藍閃石、方解石、透長石等。礦石構(gòu)造為條帶狀和塊狀構(gòu)造。結(jié)構(gòu)以粒狀變晶和片狀變晶結(jié)構(gòu)為主，部分呈碎裂結(jié)構(gòu)，包裹體結(jié)構(gòu)。
1.2 現(xiàn)場所取最終精礦情況
對所取現(xiàn)場最終精礦進行篩析，結(jié)果見表1。
由表1原精礦篩析結(jié)果可知：該精礦粒度很細，- 200目含量為99.5%，- 325目含量94.5%，- 400目含量為87.2 %；從各粒級品位看，+ 400目，+ 325目，+ 200目品位依次降低，分別為48.12 %，25.76 %，24.56 %，該三個粒級中均有明顯的單體解離的脈石礦物粒子；±400目粒級之間有明顯的品位差；+ 400目部分加合產(chǎn)率為12.8 %，加合品位為38.47 %，可知影響最終精礦品位的是+ 400目部分。原因是常規(guī)磁選由于磁團聚的包裹作用以及磨礦粒度微細，礦漿粘度較大而將部分脈石礦物裹攜及粘附到精礦中所致。
1.3 原精礦裕豐磁選柱小型精選條件試驗
原精礦磁選柱小型精選條件試驗結(jié)果見表2。
由表2裕豐磁選柱精選司家營選礦廠所送精礦，在給礦品位63 %左右時，各條件下，柱精品位均有大幅度提高，品位提高幅度在3.53 ~ 5.27個百分點，柱精品位66.89 % ~ 68.88 %。最佳條件為序號5的條件。此條件下柱精品位為67.09 %，柱尾（中礦）品位為23.96 %。
1.4 較佳條件多礦量裕豐磁選柱精選試驗
在條件試驗之后進行了較佳條件的磁選柱精選司家營選廠所送低品位精礦的試驗，結(jié)果見表3。
原精礦多礦量精選試驗，給礦品位為62.85 %，柱精品位67.29 %，品位提高幅度4.44個百分點，柱精產(chǎn)率和鐵作業(yè)回收率為88.93 %和95.22 %；中礦（柱尾）品位為27.15 %，產(chǎn)率為原給礦量的11.07 %。
條件試驗和多礦量磁選柱精選試驗結(jié)果表明：司家營磁選低品位精礦用裕豐磁選柱精選效果十分顯著。原因是磁選柱在選定合適條件時可高效分出低品位精礦中常規(guī)磁選夾帶進地單體脈石、礦泥及連生體所致。
1.5 中礦——柱尾再磨再選試驗
磁選柱精選過程的柱尾是是含有礦泥、單體脈石和連生體的產(chǎn)物，該產(chǎn)物以連生體為主。根據(jù)其磁性情況，若原精礦中有一定量的弱磁性鐵礦物，則柱尾中還會含相當數(shù)量的弱磁性鐵礦物。
試驗首先將序號6的柱尾（中礦）脫水烘干，再將烘干的柱尾研磨至- 400目87%，試驗過程及結(jié)果見圖1數(shù)質(zhì)量流程。
試驗表明：
① 中礦磨至- 400目87 %時，磁尾產(chǎn)率67.11 %，磁尾品位18.25 %，說明中礦（柱尾）中至少有45 %的鐵屬于弱磁性鐵；
② 磁精品位僅為45.32 %，柱精品位僅為50.31 %，表明中礦中磁鐵礦結(jié)晶粒度很細，即使中礦細磨至- 400目87 %，其中的磁鐵礦仍遠未達單體解離，根據(jù)經(jīng)驗也許由于結(jié)構(gòu)的原因，該中礦中的磁鐵礦即使磨的再細，其中的磁鐵礦也難以解離。
1.6 試驗匯總數(shù)質(zhì)量流程
1.7 試驗結(jié)語
1） 現(xiàn)場原精礦品位62.85 %，粒度- 200目99.5 %，- 325目94.5 %，- 400目87.2 %，應該說該精礦粒度微細。原精篩析表明，+ 400目、+ 325目、+ 200目三個粒級品位均低，在48.12 % ~ 24.56 %之間，是影響精礦品位的主要因素。原因是常規(guī)磁選磁團聚的裹攜及磨礦粒度微細礦漿粘度大，使單體脈石不能充分分出所致。
2） 現(xiàn)場精礦裕豐磁選柱小型開路精選試驗結(jié)果表明，在原精礦品位63 %左右，粒度- 400目87.2 %條件下，柱精品位68.88 % ~ 66.89 %，柱尾（中礦）品位51.31 % ~ 23.96 %，柱精產(chǎn)率70 % ~ 91.81 %，最佳指標：柱精品位67.09 %，產(chǎn)率91.81 %，開路作業(yè)回收率96.91%，柱尾品位23.96 %，柱尾產(chǎn)率8.19 %。結(jié)果表明：裕豐磁選柱精選效果十分明顯。
3） 中礦——磁選柱尾礦再細磨至- 400目87 %條件下再經(jīng)磁選能甩掉占中礦量67.11 %，品位為18.25 %的，可能含有部分弱磁性鐵的磁選尾礦產(chǎn)物。中礦細磨后的磁選精礦品位僅為45.32 %，磁精再經(jīng)磁選柱精選，品位又有約5個百分點的提高，達到50.31 %。分析認為磁選柱中礦中的磁鐵礦可能是由于結(jié)晶粒度特細，或結(jié)構(gòu)特復雜，而磨至- 400目87 %遠未達其解離的粒度所致。
4） 分析試驗匯總數(shù)質(zhì)量流程指標，認為：即使中礦仍磨至原精礦粒度- 400目87 %條件下，將中礦再磨再選的柱精加合到第一段磁選柱中去，最終精礦指標可為：品位66.78 %，精礦產(chǎn)率和鐵回收率分別為91.69 %和97.43 %，精礦品位提高幅度為3.93個百分點，而回收率僅下降了2.57個百分點。
1.8 推薦磁選柱精選流程及指標（見圖3）
為提高再磨的磨礦濃度，※最好是用過濾提高濃度，采用旋流器與濃縮磁選相結(jié)合效果會更好一些。
2、平泉寶海選礦廠低品位低釩鈦磁鐵礦精礦提高品位的試驗研究
2.1 所取試驗礦樣情況
該選廠處理的礦石屬低釩鈦磁鐵礦石。所取試驗礦樣為低品位精礦，TFe品位為53.20%，其篩析結(jié)果見表4。
篩析結(jié)果表明該低品位精礦粒級產(chǎn)率及品位分布均為正態(tài)分布，即粗粒級產(chǎn)率和品位均低，而細粒級產(chǎn)率及品位均高，原精礦-200目含量74%。
2.2 原礦細磨磁選，磁精磁選柱精選，中礦再磨磁選及磁選柱精選試驗
試驗結(jié)果見圖4。
此試驗方案是：對原精礦及中礦均進行細磨，原精礦及中礦均經(jīng)常規(guī)磁選和磁選柱精選（見圖4），原精礦由-200目74%磨至89.75%，先經(jīng)磁選甩棄品位為6.01%，產(chǎn)率為11.84%的合格尾礦，第一段磁選的精礦（品位為59.80%）再進行磁選柱精選產(chǎn)出占原精礦量77.37%，品位為64.36%的高品位精礦，中礦再磨至-200目93.5%經(jīng)掃磁選甩棄占原精礦量5.05%的，品位為7.81%的合格尾礦，掃磁精再經(jīng)磁選柱精選，品位由44.06%提高至53.68%，由中礦選出的磁選柱（3）柱精對原精的產(chǎn)率為3.71%，鐵回收率為原精的3.73%。最終試驗指標為：精礦品位為63.87%，對原精的產(chǎn)率和回收率分別為81.08%和96.93%，應該說分選效果十分明顯。
生產(chǎn)中中礦經(jīng)濃縮磁選，濃磁精礦直接返至二次球磨機，形成中礦閉路磨選，只用一段磁選柱精選即可。
3、極貧磁鐵礦石的細磨磁選和磁選柱精選試驗
對河南桐柏明陽礦業(yè)公司極貧磁鐵礦石進行破碎，磨礦磁選和磁選柱精選。根據(jù)分段分選所取得的試驗結(jié)果，將試驗匯總成如圖5數(shù)質(zhì)量流程。
由圖5極貧礦試驗匯總數(shù)質(zhì)量流程可知，該極貧磁鐵礦經(jīng)兩段磨礦，最終磨礦細度 - 200目94 %，在原礦TFe品位14 %左右，經(jīng)階段磨礦階段磁選和磁選柱精選，最終精礦品位可達63.86%。最終精礦產(chǎn)率和鐵回收率分別為17.19 %和78.55 %。應該說效果是好的，結(jié)果使過去不能選的礦得到了有效分選。
該數(shù)質(zhì)量流程是分段試驗小型試驗組合數(shù)質(zhì)量流程，生產(chǎn)中磁選柱中礦（柱尾）是經(jīng)濃縮磁選后返至二次磨礦的閉路磨選流程，整個過程只用一段磁選柱精選。
結(jié) 語
試驗結(jié)果表明：無論是結(jié)晶粒度較細的難選磁鐵礦，還是低品位的低釩鈦磁鐵礦，還是極貧磁鐵礦，裕豐磁選柱都是其提高最終精礦品位的有效精選工藝設備。圖5中在二段磨礦細度-200目94%，磁選精礦品位僅為42.93%，而經(jīng)磁選柱精選品位大幅度提高到65%以上，再加上中礦再磨再選的精礦，最終精礦品位為63.86%。原因是常規(guī)筒式磁選機由于磁場強度較高而形成的磁團聚作用存在磁性包裹和脈石及礦泥的機械夾雜使磁選精礦品位不高；而磁選柱由于采用線圈勵磁，磁場可調(diào)而且是變化的脈沖磁場如此既能充分利用磁團聚作用，捕捉企圖逃逸地細粒單體磁鐵礦顆粒，又能高充分散磁團聚，從而能高效分出夾雜于磁選精礦中的礦泥、單體脈石，特別是能高效分出連生體所致。