劉盛辰 梅燦國(guó) 李萬興

（鞍鋼集團(tuán)礦業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司）

我國(guó)鐵礦石資源儲(chǔ)量雖然較豐富，但有很大一部分資源屬?gòu)?fù)雜難選礦石資源，其特點(diǎn)主要是鐵品位低、有用礦物嵌布粒度細(xì)［1-3］。目前，某礦山復(fù)雜難選鐵礦石采用兩段連續(xù)磨礦—粗細(xì)分級(jí)—重磁浮聯(lián)合選別工藝流程處理［4］，不僅存在工藝流程長(zhǎng)、作業(yè)多、重選效率低、重選精礦品位低、浮選尾礦品位高等問題，而且生產(chǎn)成本居高不下。近年來，選礦廠入選礦石種類、性質(zhì)日趨復(fù)雜化和不穩(wěn)定［5］，原選礦流程的適應(yīng)性越來越差，因此，有必要對(duì)現(xiàn)有選別流程進(jìn)行優(yōu)化研究和改造。

1 礦石性質(zhì)

1.1 礦石成分分析

礦石主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1，鐵物相分析結(jié)果見表2。

從表1 可以看出，礦石鐵含量為31.69%，其中亞鐵含量7.11%。

從表2 可以看出，鐵礦物以赤褐鐵礦物為主，鐵含量為18.14%、鐵分布率占57.24%；其次為磁性鐵礦物，鐵含量為10.10%、鐵分布率占31.87%；硅酸鐵礦物和碳酸鐵礦物的鐵含量合計(jì)為3.45%、鐵分布率為10.88%。

1.2 礦石的解離度分析

不同磨礦細(xì)度條件下鐵礦物及脈石礦物的單體解離度測(cè)定結(jié)果見表3。

從表3 可以看出，隨著磨礦細(xì)度的提高，鐵礦物和脈石礦物的單體解離度逐步提高。當(dāng)磨礦細(xì)度達(dá)-200 目占80% 時(shí)，鐵礦物的單體解離度達(dá)62.83%，具備了階段分選條件；當(dāng)磨礦細(xì)度達(dá)-320目占90%時(shí)，鐵礦物的單體解離度達(dá)78.45%；當(dāng)磨礦細(xì)度達(dá)-320 目占95%時(shí)，鐵礦物的單體解離度達(dá)83.33%。表明磨礦細(xì)度在-320 目占90%～95%時(shí)，有望獲得高品位鐵精礦。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 優(yōu)化工藝流程

采用圖1 所示的工藝流程對(duì)選廠工藝流程進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)。

2.2 兩段連續(xù)磨礦、弱磁選+強(qiáng)磁選條件試驗(yàn)

條件試驗(yàn)采用半工業(yè)設(shè)備，礦石通過自動(dòng)給料機(jī)給入一段球磨機(jī)與螺旋分級(jí)機(jī)形成的一段閉路磨礦系統(tǒng)，細(xì)度為-200 目45%～50%的一次分級(jí)溢流給入二段球磨機(jī)與旋流器形成的二段閉路磨礦系統(tǒng)，細(xì)度為-200 目75%～80%的二次分級(jí)溢流給入弱磁選機(jī)選別，弱磁選尾礦濃縮后給入一、二段強(qiáng)磁選機(jī)選別，弱磁選精礦、強(qiáng)磁選1 精礦及強(qiáng)磁選2 精礦合并為混磁精礦，強(qiáng)磁選2尾礦為合格尾礦。

2.2.1 弱磁選試驗(yàn)

條件試驗(yàn)確定的弱磁選磁場(chǎng)強(qiáng)度為318.47 kA/m，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

從表4 可以看出，一段弱磁選可獲得鐵品位51.67%、回收率43.59%的弱磁選精礦。

2.2.2 強(qiáng)磁選1背景磁感應(yīng)強(qiáng)度試驗(yàn)

強(qiáng)磁選1背景磁感應(yīng)強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果見表5。

從表5 可以看出，隨著背景磁感應(yīng)強(qiáng)度的提高，強(qiáng)磁選1 精礦品位從41.50%小幅下降到39.45%，回收率明顯提高。綜合考慮，確定強(qiáng)磁選1背景磁感應(yīng)強(qiáng)度為350 mT。

2.2.3 強(qiáng)磁選2背景磁感應(yīng)強(qiáng)度試驗(yàn)

強(qiáng)磁選2背景磁感應(yīng)強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果見表6。

從表6 可以看出，隨著背景磁感應(yīng)強(qiáng)度的提高，強(qiáng)磁選2 精礦品位從30.95%顯著下降到23.98%，回收率小幅提高。綜合考慮，確定強(qiáng)磁選2背景磁感應(yīng)強(qiáng)度為700 mT。

2.2.4 兩段連續(xù)磨礦、弱磁選+強(qiáng)磁選試驗(yàn)結(jié)果

兩段連續(xù)磨礦、弱磁選+強(qiáng)磁選試驗(yàn)結(jié)果見表7。

2.3 混磁精礦塔磨解離試驗(yàn)

混磁精礦塔磨解離試驗(yàn)結(jié)果見表8。

從表8 可以看出，隨著磨礦細(xì)度的提高，鐵礦物和脈石礦物的單體解離度逐步提高。當(dāng)磨礦細(xì)度達(dá)-320目占90%時(shí)，鐵礦物的單體解離度達(dá)81.30%，通過分選有望獲得高品位鐵精礦。

2.4 塔磨產(chǎn)品反浮選試驗(yàn)

塔磨產(chǎn)品（-320 目占90%）反浮選試驗(yàn)礦漿濃度為33%，NaOH 用量1 187 g/t（pH=11.5），淀粉用量750 g/t，CaO 用量600 g/t，捕收劑TD-Ⅱ粗選用量1 500 g/t、精選用量750 g/t，浮選溫度32～36 ℃，1粗1精3掃反浮選閉路試驗(yàn)結(jié)果見表9。

從表9 可以看出，品位為42.55%的混磁精礦磨礦至-320 目占90%的情況下，采用1 粗1 精3 掃反浮選閉路流程處理，可獲得作業(yè)產(chǎn)率50.19%、品位66.45%、作業(yè)回收率78.38%的反浮選精礦，反浮選尾礦品位18.47%。

2.5 全流程試驗(yàn)結(jié)果

按圖1所示的優(yōu)化流程處理復(fù)雜難選礦石，產(chǎn)品指標(biāo)與工藝優(yōu)化前的流程（兩段弱磁選、兩段強(qiáng)磁選、粗細(xì)分級(jí)、兩段螺旋溜槽重選、反浮選）指標(biāo)對(duì)比見表10。

從表10 可以看出，采用圖1 所示的優(yōu)化流程處理礦石，所得精礦與現(xiàn)場(chǎng)精礦相比，鐵品位提高2.45個(gè)百分點(diǎn)，鐵回收率提高12.85 個(gè)百分點(diǎn)，尾礦鐵品位下降4.09個(gè)百分點(diǎn)，工藝優(yōu)化效果明顯。

3 結(jié)論

（1）某復(fù)雜難選礦石鐵含量為31.69%，亞鐵含量7.11%；鐵礦物以赤褐鐵礦物為主，鐵分布率占57.24%；其次為磁性鐵礦物，鐵分布率占31.87%；硅酸鐵礦物和碳酸鐵礦物的鐵分布率為10.88%。

（2）礦石磨礦細(xì)度達(dá)-320 目占90%時(shí)的鐵礦物的單體解離度達(dá)78.45%，磨礦細(xì)度達(dá)-320 目占95%時(shí)的鐵礦物單體解離度達(dá)83.33%，表明磨礦細(xì)度在-320目占90%～95%時(shí)有望獲得高品位鐵精礦。

（3）優(yōu)化后的工藝流程較原流程顯著簡(jiǎn)潔、順暢，易于操作管理，所得精礦與現(xiàn)場(chǎng)精礦相比，鐵品位提高2.45 個(gè)百分點(diǎn)，鐵回收率提高12.85 個(gè)百分點(diǎn)，尾礦鐵品位下降4.09 個(gè)百分點(diǎn)，工藝優(yōu)化效果明顯。