□吳文斌 張士橋

莫托沙拉赤鐵礦選礦試驗(yàn)及工藝探索

□吳文斌 張士橋

通過對新疆和靜莫托沙拉鐵礦難選赤鐵礦進(jìn)行強(qiáng)磁選、反浮選和還原焙燒-磁選等選礦試驗(yàn)，探索和研究適合品位低、有害雜質(zhì)高、難選赤鐵礦的選礦工藝，提出對莫托沙拉鐵礦石應(yīng)采用還原焙燒-磁選的工藝方向。

難選赤鐵礦；選礦試驗(yàn)；還原焙燒-磁選；工藝方向

一、前言

莫托沙拉鐵礦隸屬于新疆金特鋼鐵股份有限公司，是一個多金屬礦床。全礦區(qū)累計探明鐵礦石C＋D級儲量4 035.21萬噸，伴有銅、鉛、鋅、銀等多種金屬。鐵礦物主要以赤鐵礦為主，占77.40%，平均鐵品位47.21%；赤鐵貧礦占22.60%，平均鐵品位36.77%。該礦屬于赤-磁鐵沉積型貧礦，原礦石中礦物種類近30種。主要金屬礦物是赤鐵礦和磁赤鐵礦，含少量的褐鐵礦、鏡鐵礦等；主要脈石礦物是石英、水白云母、絹云母、方解石、重晶石、白云石等。用WCFe-65型多用磁性分析儀測得該礦比磁化系數(shù)為46.38×10-6～69.92×10-6cm3/g，礦石礦物嵌布粒度很細(xì)，有用礦物的嵌布粒度一般為0.003～0.05mm。主要脈石礦物石英的嵌布粒度一般為0.01mm。原礦樣品多元素分析見表1，主要礦物種類及相對含量見表2，原礦鐵的賦存狀態(tài)見表3。

表1 原礦多元素分析單位/%

表2 原礦中礦物種類及相對含量分析單位/%

表3 原礦中鐵的化學(xué)物相分析結(jié)果單位/%

化學(xué)分析表明，礦石中主要有用成分為Fe，有害成分為S、P、Pb、Zn，主要雜質(zhì)為SiO2。

由于莫托沙拉鐵品位低、有害雜質(zhì)高，一直沒得到大量利用，每年僅有約10萬噸原礦破碎后用于燒結(jié)配料，資源的利用率和利用效益非常低下。在此情況下，開展了對莫礦的選礦試驗(yàn)研究，通過反浮選，強(qiáng)磁選、焙燒-磁選等試驗(yàn)，以確定探索和研究適合于該礦的選礦工藝。

二、選礦試驗(yàn)及試驗(yàn)結(jié)果分析

1.強(qiáng)磁選試驗(yàn)

強(qiáng)磁選是赤鐵礦的有效選別方法，用實(shí)驗(yàn)室XCSQ-50X70濕式強(qiáng)磁選機(jī)，取莫托沙拉富礦樣品做一段強(qiáng)磁選試驗(yàn)，結(jié)果見表4。

表4 莫托沙拉鐵礦強(qiáng)磁選試驗(yàn)結(jié)果單位/%

結(jié)果表明，精礦鐵品位能提高到57.90%，但尾礦品位太高，產(chǎn)出率和回收率都很低，必須經(jīng)過多道精選和掃選，才能達(dá)到較好的分選效果，如果用于工業(yè)生產(chǎn)，會大幅度增加建廠投資。

2.反浮選試驗(yàn)

浮選捕收劑使用十二胺，用淀粉抑制鐵礦，用NaOH調(diào)pH為堿性，磨礦細(xì)度-200目達(dá)到91%，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 莫托沙拉鐵礦反浮選試驗(yàn)結(jié)果單位/%

胺類陽離子捕收劑不但是浮選脈石的有效藥劑，也是鉛鋅礦的有效捕收劑，用十二胺進(jìn)行反浮選，可提高鐵品位的同時，也能脫除Pb、Zn。從試驗(yàn)結(jié)果看，該捕收劑用于莫托沙拉鐵礦效果不顯著，鐵品位僅能提高1個百分點(diǎn)左右。地質(zhì)報告中描述，莫托沙拉鐵礦中的脈石礦物不單純是石英，還有長石、重晶石、方解石、螢石、玉髓等其他脈石礦物，而用十二胺進(jìn)行反浮選，脈石礦物主要針對石英，因此，反浮選效果不理想。

3.還原焙燒-磁選試驗(yàn)

（1）磁選管試驗(yàn)

理論上講，還原焙燒-磁選法處理赤鐵礦是有效的工藝，但在新疆地區(qū)還無先例。試驗(yàn)采用實(shí)驗(yàn)室回轉(zhuǎn)窯裝置，用煤粉做還原劑，煤粉粒度0.5～1mm、灰分10.07%、揮發(fā)分25.6%、固定碳56.33%；礦石粒度為小于2 mm，每次裝料446g，焙燒溫度700℃，變化配煤量和焙燒時間，熱焙燒礦投入水中淬冷，用磁選管對焙燒效果進(jìn)行檢查，磁場強(qiáng)度為1 600 Oe，焙燒條件見表6。

表6 還原焙燒條件試驗(yàn)

在表6的焙燒條件下，隨著配煤比增高，焙燒時間延長，F(xiàn)eO升高。當(dāng)配煤比大于5%時，F(xiàn)eO超過20%，適宜的配煤比為7%，焙燒時間45min比較合適。磁選管選別指標(biāo)見表7。

表7 莫托沙拉鐵礦焙燒礦磁性分析單位/%

焙燒后磁選鐵精礦都達(dá)到60%以上，一般都在61%～62%之間。從表7中可以看出，焙燒礦中FeO低于20%時，尾礦品位在25%以上，說明還原度不夠；FeO大于20%時，精礦品位變化不大，尾礦品位明顯降低，產(chǎn)出率和回收率大幅度提高，說明還原效果好。對以上數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，綜合考慮各項(xiàng)指標(biāo)，本文認(rèn)為9號試樣焙燒效果好。13號試樣鐵精礦品位達(dá)到63.50%，是最好指標(biāo)，主要原因是焙燒礦試樣TFe達(dá)到54.95%，比其他各試樣都高。

（2）磁選機(jī)試驗(yàn)

磁選管分選效果一般比磁選機(jī)試驗(yàn)結(jié)果理想，而磁選機(jī)試驗(yàn)結(jié)果更接近生產(chǎn)實(shí)際，于是對9號焙燒試樣進(jìn)行磁選機(jī)試驗(yàn)，由于實(shí)驗(yàn)室磁選機(jī)最大場強(qiáng)為1 400 Oe，無法提高到1 600 Oe，只能按此場強(qiáng)進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表8，鐵精礦多元素分析見表9。

表8 焙燒礦磁選試驗(yàn)結(jié)果單位/%

表9 鐵精礦多元素分析單位/%

磁選機(jī)試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)過兩段磁選，鐵精礦品位60.2%，比磁選管試驗(yàn)結(jié)果61.9%低1.7個百分點(diǎn)，這個結(jié)果比較理想，如果工業(yè)生產(chǎn)中采用焙燒-磁選法處理赤鐵礦要達(dá)到這樣的結(jié)果，對原礦必須細(xì)磨，因?yàn)樵摰V石為顯微磷片狀結(jié)構(gòu)，結(jié)晶粒度僅為0.01～0.03mm，非常細(xì)。試驗(yàn)過程中還發(fā)現(xiàn)磁團(tuán)聚現(xiàn)象很嚴(yán)重，兩段磁選間需加脫磁裝置。

三、結(jié)論

（1）強(qiáng)磁選試驗(yàn)精礦鐵品位低于58%，且尾礦品位太高、產(chǎn)出率和回收率都很低；反浮選試驗(yàn)結(jié)果也很不理想，這兩項(xiàng)工藝都不適于莫托沙拉赤鐵礦的選礦。

（2）焙燒-磁選試驗(yàn)結(jié)果比較好，鐵精礦品位達(dá)到60%以上，并獲得較高的產(chǎn)率和回收率，分別達(dá)到82.01%、95%，因此，筆者認(rèn)為用焙燒-磁選工藝對莫托薩拉鐵礦選礦是可行的。

（3）還原焙燒-磁選工藝流程簡單，莫托沙拉赤鐵礦焙燒后可磨性好，磨礦成本低，回收率較高，為有效利用資源和控制建廠投資提供了前提條件，可做為今后莫托沙拉鐵礦難選赤鐵礦選礦的工藝方向。

[1]贛州有色金屬研究所.新疆莫托沙拉鐵礦石小型流程試驗(yàn)報告[R]，1995.

[2]丘繼存.選礦學(xué)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1987.

(作者單位：新興鑄管新疆有限公司，新疆和靜841300)

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1002-1779（2014）01-0039-02