李宏靜，劉春光，劉劍飛，白春霞，王麗明，李 燕，宋卓函

（1. 包鋼集團(tuán)礦山研究院，內(nèi)蒙古 包頭 014030；2. 包鋼礦業(yè)有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 包頭 014030）

鋼鐵工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是國家經(jīng)濟(jì)水平和綜合國力的重要標(biāo)志。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國內(nèi)鋼鐵工業(yè)翻番增長(zhǎng)，導(dǎo)致鐵礦石需求急劇攀升。我國鐵礦資源豐富，根據(jù)自然資源部2022年《中國礦產(chǎn)資源報(bào)告》數(shù)據(jù)，我國鐵礦石資源礦產(chǎn)儲(chǔ)量為161.24億t，主要分布在遼寧、河北、內(nèi)蒙古、山西、安徽、四川等省份，而全球預(yù)估鐵礦石資源礦產(chǎn)儲(chǔ)量約1643億t，資源量5828億t，主要分布于俄羅斯、烏克蘭、澳大利亞、巴西、中國等國。雖然我國鐵礦石儲(chǔ)量居世界第五位，但我國大部分鐵礦石品位偏低，成分復(fù)雜，較難分選，而如巴西、澳大利亞、印度等國不乏高品位富鐵礦資源，這就導(dǎo)致我國國內(nèi)鐵礦供應(yīng)不足，鐵礦石進(jìn)口規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)，成為全球最大鐵礦石進(jìn)口國。在國際市場(chǎng)上鐵礦石賣方企業(yè)主要是巴西淡水河谷公司、澳大利亞必和必拓公司和英國力拓集團(tuán)，三家公司已經(jīng)形成“價(jià)格聯(lián)盟”，控制著全球75%～80%的鐵礦石出口市場(chǎng)，國際鐵礦石市場(chǎng)出現(xiàn)壟斷趨勢(shì)，鐵礦石也成為制約國家發(fā)展的重要戰(zhàn)略資源[1-5]。

包頭鋼鐵（集團(tuán)）有限責(zé)任公司（以下簡(jiǎn)稱“包鋼”）作為國家重要鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)，為國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。內(nèi)蒙古白云鄂博鐵礦是包鋼主要的原料基地，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，白云鄂博主礦以及東礦鐵礦地質(zhì)儲(chǔ)量6.5億t[6]，白云鄂博西礦探明的儲(chǔ)量為9億t[7]。自白云鄂博鐵礦建礦以來，累計(jì)向包鋼輸出鐵礦石數(shù)億噸，為國家鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。但隨著白云鄂博主礦和白云鄂博東礦的多年開采，鐵礦石資源保有量下降非常嚴(yán)重，按照目前開采速度，預(yù)計(jì)10 a內(nèi)，已有鐵礦石資源將會(huì)開采完畢，鐵礦石資源接續(xù)問題亟待解決。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)現(xiàn)有鐵礦石探明儲(chǔ)量的97.50%為貧礦，平均鐵礦石品位為32.67%，比世界鐵礦石主要生產(chǎn)國平均品位低約20%[8-9]。我國鐵礦石原礦累計(jì)查明資源中，品位大于50%可直接入爐冶煉的富礦，累計(jì)查明資源儲(chǔ)量?jī)H占全部鐵礦石原礦查明資源儲(chǔ)量的3%；絕大多數(shù)鐵礦石原礦品位在30%～50%之間，占我國鐵礦石原礦查明資源儲(chǔ)量的59%；品位介于20%～30%之間的低品位鐵礦石比例為30%，這部分低品位鐵礦石含多種有用組分和有害組分，需要通過選礦工藝使其人為富集成為富礦后予以利用，而這部分低品位鐵礦石中基本可選型占60.87%，部分易選型占36.96%，難選型礦石僅占2.17%[10]。由于低品位鐵礦石資源品位低導(dǎo)致選礦成本過高，因此，目前對(duì)低品位鐵礦石資源開發(fā)利用主要圍繞多碎少磨、粗粒甩尾、能丟早丟的原則進(jìn)行，同時(shí)配合預(yù)選選礦工藝，如大塊干式磁選預(yù)選、光電分選技術(shù)應(yīng)用，先進(jìn)的破碎設(shè)備如高壓輥磨機(jī)，磁選設(shè)備如干式磁滑輪、濕式電磁分選機(jī)，重選設(shè)備如螺旋溜槽等可實(shí)現(xiàn)低品位、細(xì)粒級(jí)礦物預(yù)選回收[11-14]。預(yù)選后，一般可采用全磁流程，也可以采用磁選-反浮選流程[15]。

白云鄂博鐵礦礦體的TFe邊界品位為20%，TFe工業(yè)品位為25%，比國內(nèi)鐵礦石平均鐵品位還要低12%。在礦山過去的生產(chǎn)過程中，由于技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益的制約，將一些低于邊界品位的礦石（TFe＜20%）作為剝巖進(jìn)行堆放。對(duì)于白云鄂博西礦而言，低品位含鐵巖礦主要為磁礦型，特點(diǎn)為粒度較細(xì)。裴斌等[16]通過對(duì)比高壓輥磨與常規(guī)磨碎后的預(yù)選效果，發(fā)現(xiàn)高壓輥磨機(jī)預(yù)選可多拋1.27%的尾礦，且尾礦磁性鐵含量低0.6%，效果良好。崔鳳等[17]采用預(yù)選-高壓輥磨-磨礦-濕選工藝流程很好地將鐵品位13%的低品位礦富集至25%。郭春雷等[18]、王維維等[19]和郭麗東等[20]對(duì)預(yù)選后富集礦樣經(jīng)過階段磨選得到鐵品位64%以上合格鐵精礦，且鐵精礦雜質(zhì)含量符合要求。

而對(duì)于白云鄂博主東礦的低品位含鐵巖儲(chǔ)量巨大，其鐵礦石類型主要有霓石型（鈉輝石型）鐵礦石、白云石型鐵礦石、螢石型鐵礦石、云母型鐵礦石，雖然最主要的鐵礦物為磁鐵礦，但由于這部分含鐵巖品位較低，經(jīng)濟(jì)性不合理，鐵資源一直未被利用。

1 白云鄂博低品位鐵礦石磁懸浮精選實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)研究

白云鄂博鐵礦中低品位鐵礦的選礦工作在蒙普礦業(yè)公司的蒙普選礦廠進(jìn)行，2021年蒙普礦業(yè)公司曾采用原兩段連續(xù)磨礦-兩段常規(guī)磁選流程進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)，工藝流程如圖1所示。原料采用主礦低品位含鐵巖礦大塊干選精礦，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行，入磨原礦TFe平均品位19.1%，經(jīng)過連續(xù)磨礦至-0.074 mm粒級(jí)含量97%條件下，經(jīng)過兩段濕式磁選機(jī)精選，最終精礦TFe平均品位60.8%，無法滿足合格鐵精礦質(zhì)量要求，同時(shí)，雜質(zhì)元素Na、K、Si、F含量較高，均為后續(xù)冶煉作業(yè)不利因素。

圖1 蒙普礦業(yè)公司原工藝流程Fig. 1 Original flowsheet of Mengpu Mining Company

如果白云鄂博主東礦該部分低品位含鐵巖礦石采用針對(duì)白云鄂博氧化礦所研發(fā)的弱磁-強(qiáng)磁-反浮選流程，生產(chǎn)成本較高，在現(xiàn)階段從經(jīng)濟(jì)角度考慮無法利用，同時(shí)消耗大量電能、蒸汽等，與國家“雙碳”目標(biāo)相悖。如采取新工藝聯(lián)合新設(shè)備，將該部分鐵礦石的經(jīng)濟(jì)價(jià)值充分利用，將極大地延長(zhǎng)白云鄂博礦產(chǎn)資源的供給年限，對(duì)包鋼自有鐵礦石產(chǎn)能接續(xù)、生存發(fā)展及鐵礦石資源綠色利用具有深遠(yuǎn)作用。

針對(duì)該白云鄂博含鐵巖礦，分析全磁流程未得到合格鐵精礦的關(guān)鍵難點(diǎn)問題主要有以下方面。①白云鄂博礦有多、貧、細(xì)、雜的特點(diǎn)，低品位含鐵巖礦中鐵礦物與其他礦物共生關(guān)系復(fù)雜，尤其與含氟礦物連生包裹情況復(fù)雜，為分選帶來很大難度；②粒度極細(xì)，在磨礦至-0.074 mm粒度含量為98%的情況下，現(xiàn)場(chǎng)通過常規(guī)磁選，都無法得到合格鐵精礦；③常規(guī)筒式磁選機(jī)設(shè)備磁系設(shè)計(jì)無法形成較長(zhǎng)磁系翻轉(zhuǎn)，細(xì)粒磁性礦物磁團(tuán)聚、磁夾帶現(xiàn)象嚴(yán)重；④蒙普礦業(yè)公司原流程連續(xù)磨礦，處理量小，且容易產(chǎn)生過磨，二段分級(jí)效率低，僅為39%，設(shè)備效率較低。

針對(duì)相關(guān)問題，首先，進(jìn)行磁選精選設(shè)備選擇，由于常規(guī)筒式濕式磁選機(jī)沒有得到很好的效果，故欲選擇磁重聯(lián)合作用的磁懸浮精選機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)。磁懸浮精選機(jī)為沈陽隆基電磁科技有限責(zé)任公司自主研發(fā)的磁重聯(lián)合分選設(shè)備，設(shè)備主要工作原理同磁選柱、淘洗磁選機(jī)等磁重聯(lián)合設(shè)備類似，但又有較多改進(jìn)，礦漿從上部給礦槽給入后，礦漿在設(shè)備選別筒中分散開，分散過程中與選別筒內(nèi)切向上行選別水相遇，礦漿進(jìn)一步被沖散。脈石礦物和貧連生體由于不受磁場(chǎng)的影響，受到與沉降方向相反的上升水沖至設(shè)備的上部并溢流出來，磁性礦物和強(qiáng)磁性連生體在自動(dòng)變化的下行運(yùn)動(dòng)磁場(chǎng)和瞬間脈沖的反向脈動(dòng)磁場(chǎng)共同作用下進(jìn)一步被選別。礦物間的磁性包裹和夾雜被反向脈沖磁場(chǎng)充分打散形成“懸浮”狀態(tài)，脈石礦物和貧連生體被沖洗水帶到設(shè)備上部溢流槽內(nèi)排出，磁性礦物和強(qiáng)磁性連生體被自動(dòng)變化的下行磁場(chǎng)帶入設(shè)備下部精礦排礦區(qū)沉淀排出。脈石礦物和貧連生體在下行過程中受到反向磁場(chǎng)的反復(fù)作用，礦物被選別的更加徹底。與其他磁重分選設(shè)備相比較，可有效減少對(duì)選別水的依賴，達(dá)到節(jié)水目的；另外，磁性礦物和強(qiáng)磁性連生體溢流到尾礦中的機(jī)率會(huì)大大降低。實(shí)現(xiàn)大幅度提升品位的同時(shí)，尾礦品位更低，設(shè)備綜合性能大大增強(qiáng)。磁懸浮精選機(jī)原理如圖2所示。

圖2 磁懸浮精選機(jī)原理圖Fig. 2 Principle of magnetic levitated separator

磁懸浮精選機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)使用中也有較好效果。朱東方等[21]使用該設(shè)備對(duì)安徽某選礦廠進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)精礦分選改造，通過磁懸浮精選機(jī)分選的鐵精礦，品位有一定的提升，由60.00%～62.50%達(dá)到64.24%。尾礦鐵品位10.56%，其中，磁性鐵含量為4.11%，損失在尾礦中的鐵較少。肖啟飛等[22]在南芬選礦廠進(jìn)行磁懸浮精選機(jī)替換磁選柱現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。磁懸浮精選機(jī)的臺(tái)時(shí)處理能力可提高2.5～3.0倍，提質(zhì)幅度1.68%，中礦品位19.22%，提質(zhì)幅度較原磁選柱提高1.10%～3.02%，回收率提高0.54%，為南芬選礦廠其他選別作業(yè)區(qū)磁選柱更新改造提供可靠的技術(shù)依據(jù)。李銳等[23]進(jìn)行了某磁鐵礦磁懸浮精選機(jī)與筒式磁選機(jī)提鐵降硅對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果前者相較于后者，鐵精礦品位由66.23%提升至68.53%，提升約2.30%，SiO2含量由7.102%降低至4.186%，提鐵降硅效果明顯。磁懸浮精選機(jī)四周給礦模式，線圈微流磁場(chǎng)控制，以及兩步給水方式都盡可能分離貧連生體，減少細(xì)粒級(jí)礦物的夾雜，因此，采用磁懸浮精選機(jī)具有更好的提鐵除雜效果。

白云鄂博鐵礦采用磁懸浮精選機(jī)對(duì)二段磁選精礦進(jìn)行了分選試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 原流程二段磁選精礦磁懸浮精選試驗(yàn)結(jié)果Table 1 Magnetic levitation separation laboratory test results of secondary magnetic separation concentrate on original flowsheet

由表1可知，原流程精礦經(jīng)過磁懸浮精選機(jī)再選，在相同粒度范圍內(nèi)，精礦品位最高可提升至65.62%，且回收率僅損失2.70%，效果非常顯著，并通過現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)試驗(yàn)驗(yàn)證效果。

2 白云鄂博低品位鐵礦石弱磁工業(yè)試驗(yàn)研究

在選擇磁選精選設(shè)備后，需要結(jié)合蒙普礦業(yè)選礦廠現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備情況，進(jìn)行工藝流程改進(jìn)，提升選礦效率，研發(fā)思路如下所述。①改進(jìn)磨礦工藝，采用階段磨礦工藝替代連續(xù)磨礦工藝，盡早分選出已單體解離的磁性礦物，減少鐵礦物過磨損失，以及后續(xù)磨機(jī)入磨礦量，增大全流程生產(chǎn)能力。②更換粗粒預(yù)選分級(jí)設(shè)備并擴(kuò)大預(yù)選粒級(jí)，提升粗粒分選效率，對(duì)已解離的非磁性礦物實(shí)現(xiàn)“應(yīng)拋盡拋早拋”，提升流程分選效率。③獨(dú)創(chuàng)磁懸浮聯(lián)合分級(jí)流程，磁懸浮精選機(jī)磁重分選作用與旋流器形成聯(lián)合分級(jí)效應(yīng)，提升細(xì)粒分級(jí)效率，減少球磨機(jī)磨礦過程中的過磨現(xiàn)象，相應(yīng)提升磨礦效率。

基于此研發(fā)思路，設(shè)計(jì)三條工藝路線，流程一：三段連續(xù)磨礦+兩段磁選+磁懸浮精選流程；流程二：一段磨礦+一段磁選+兩段連續(xù)磨礦+兩段磁選+磁懸浮精選流程；流程三：一段磨礦+磨頭篩分級(jí)+粗顆粒預(yù)選+兩段磨礦磁選選別+旋流器磁懸浮聯(lián)合分級(jí)+攪拌磨+磁懸浮精選工藝流程。三條工藝流程分別在蒙普礦業(yè)公司進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)。

2.1 工業(yè)試驗(yàn)流程一

原礦樣取自工業(yè)試驗(yàn)期間大塊干選精礦細(xì)碎后混勻礦樣，主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表2，工業(yè)試驗(yàn)流程如圖3所示。

表2 工業(yè)試驗(yàn)流程一所用原礦化學(xué)成分分析Table 2 Chemical composition of raw ore analysis by industrial test flowsheet 1 單位：%

圖3 工業(yè)試驗(yàn)流程一Fig. 3 Industrial test flowsheet 1

由表2可知，礦樣中TFe品位15.80%，磁性鐵含量9.21%，雜質(zhì)元素S含量偏高為1.805%。鐵礦物以磁鐵礦為主，還有一定量的（磁）黃鐵礦，經(jīng)礦物組成分析可知，脈石主要為硅酸鹽，碳酸鹽礦物含量次之，硅酸鹽以輝石、閃石居多。螢石含量也較高，稀土、重晶石、磷灰石較少。礦樣中S元素偏高，且以磁黃鐵礦為主，會(huì)對(duì)精礦造成一定影響。

按照?qǐng)D3流程開展工業(yè)試驗(yàn)，在穩(wěn)定運(yùn)行期間，大塊干選精礦經(jīng)破碎干選后，入磨TFe平均品位為19.77%，磁性鐵含量平均為12.33%，經(jīng)過分選，得到最終精礦TFe平均品位為64.72%，回收率59.34%，磁性鐵回收率93.31%，最終尾礦TFe平均品位為9.83%，鐵精礦達(dá)到TFe品位合格標(biāo)準(zhǔn)。最終精礦產(chǎn)率18.12%，選比5.52，但按照現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備情況，該流程處理量較小，生產(chǎn)能力受限。

對(duì)穩(wěn)定運(yùn)行期間每批次精礦混勻后進(jìn)行主要雜質(zhì)化學(xué)成分分析，F(xiàn)平均含量為0.71%，S平均含量為1.605%，P平均含量為0.096%，SiO2平均含量為1.18%，Na2O+K2O平均含量為0.284%，精礦中除F、S外，其余含量均合格，經(jīng)過該流程，雜質(zhì)SiO2、Na2O、K2O脫除效果明顯。精礦中S元素含量偏高，分析認(rèn)為由于精礦中的S元素以磁黃鐵礦為主，作為全磁選流程，無法將鐵精礦中的磁黃鐵礦脫除。

2.2 工業(yè)試驗(yàn)流程二

原礦樣取自工業(yè)試驗(yàn)期間大塊干選精礦細(xì)碎后混勻礦樣，主要化學(xué)成分分析見表3，工業(yè)試驗(yàn)流程如圖4所示。

表3 工業(yè)試驗(yàn)流程二所用原礦化學(xué)成分分析Table 3 Chemical composition of raw ore analysis by industrial test flowsheet 2 單位：%

圖4 工業(yè)試驗(yàn)流程二Fig. 4 Industrial test flowsheet 2

由表3可知，礦樣中TFe品位17.20%，磁性鐵含量為11.36%，鐵礦物以磁鐵礦為主，經(jīng)礦物組成分析可知，脈石以碳酸鹽礦物為主，硅酸鹽礦物含量次之，硅酸鹽礦物以云母居多，閃石、輝石含量次之。螢石含量也較高，其余還有稀土、重晶石。

按照?qǐng)D4流程開展工業(yè)試驗(yàn)，在穩(wěn)定運(yùn)行期間，分析整體數(shù)據(jù)可得，大塊干選精礦經(jīng)破碎干選后，入磨TFe平均品位為19.88%，磁性鐵平均含量為12.52%，經(jīng)過分選，得到最終精礦TFe平均品位為64.59%，回收率60.05%，磁性鐵回收率93.41%，最終尾礦TFe平均品位9.75%，鐵精礦TFe品位達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。最終精礦產(chǎn)率18.48%，選比5.41，按當(dāng)前設(shè)備比連續(xù)磨礦入選礦量將提升1.5倍，如更換磨礦設(shè)備，則可達(dá)到更大的生產(chǎn)能力。

對(duì)穩(wěn)定運(yùn)行期間每批次精礦混勻后進(jìn)行雜質(zhì)化學(xué)成分分析，F(xiàn)平均含量為0.65%，S平均含量為0.418%，P平均含量為0.107%，SiO2平均含量為1.24%，Na2O+K2O平均含量為0.207%，精礦中除F外，其余含量均合格，經(jīng)過該流程，雜質(zhì)SiO2、Na2O、K2O脫除效果明顯。

2.3 工業(yè)試驗(yàn)流程三

礦樣經(jīng)過一段球磨機(jī)磨礦至-0.074 mm粒級(jí)含量40%～45%，經(jīng)過磁場(chǎng)強(qiáng)度2100 Oe一段磁選，精礦經(jīng)過二段球磨機(jī)磨礦至-0.074 mm粒級(jí)含量70%～75%，經(jīng)過磁場(chǎng)強(qiáng)度1800 Oe的二段磁選機(jī)分選后，精礦經(jīng)過三段球磨機(jī)至-0.074 mm粒級(jí)含量95%，經(jīng)過磁場(chǎng)強(qiáng)度1500 Oe三段磁選機(jī)分選，磁選精礦進(jìn)入兩段型號(hào)為L(zhǎng)JC-10000磁懸浮精選機(jī)精選，得到最終精礦，二段磁懸浮精選機(jī)尾礦經(jīng)過磁場(chǎng)強(qiáng)度1500 Oe濃縮磁選機(jī)后，經(jīng)過100 L臥式攪拌磨磨礦后作為一段磁懸浮精選機(jī)給礦進(jìn)入流程分選。三段球磨機(jī)與三段分級(jí)旋流器組成磨礦分級(jí)閉路，完成細(xì)粒級(jí)一次分級(jí)作用。在后續(xù)的兩段磁懸浮精選機(jī)分選中，由于其為磁重聯(lián)合設(shè)備，粗粒但磁性稍弱的礦物在重力作用下，在精選過程中分選至中礦中，通過攪拌磨，繼續(xù)磨至解離，然后進(jìn)入精選回收作業(yè)，流程既保證了精礦品位，又提升了磁性鐵回收率，效果良好。磁懸浮精選機(jī)不僅實(shí)現(xiàn)分選功能，得出品位較高的磁選精礦產(chǎn)品，同時(shí)配合攪拌磨又實(shí)現(xiàn)了分級(jí)功能，對(duì)于細(xì)粒級(jí)礦物而言，磁懸浮精選機(jī)和分級(jí)旋流器一起形成了聯(lián)合分級(jí)作用。

原礦樣取自工業(yè)試驗(yàn)期間大塊干選精礦細(xì)碎混勻后礦樣，經(jīng)過主要化學(xué)成分分析見表4，工業(yè)試驗(yàn)流程如圖5所示。

表4 工業(yè)試驗(yàn)流程三所用原礦化學(xué)成分分析結(jié)果Table 4 Chemical composition of raw ore analysis by industrial test flowsheet 3 單位：%

圖5 工業(yè)試驗(yàn)流程圖三Fig. 5 Industrial test flowsheet 3

由表4可知，礦樣中TFe品位16.50%，磁性鐵含量為8.65%，鐵礦物以磁鐵礦為主，經(jīng)礦物組成分析可知，脈石礦物主要為硅酸鹽礦物以及碳酸鹽礦物，硅酸鹽礦物以云母居多，閃石、輝石含量次之。螢石含量也較高，其余還有稀土、重晶石、磷灰石。

按照?qǐng)D5所示流程開展工業(yè)試驗(yàn)，在穩(wěn)定運(yùn)行期間，取現(xiàn)場(chǎng)原礦、精礦、尾礦樣品進(jìn)行分析，生產(chǎn)數(shù)據(jù)整理結(jié)果見表5。由表5可知，工業(yè)試驗(yàn)穩(wěn)定運(yùn)行期間，大塊干選精礦經(jīng)破碎干選后，入磨TFe平均品位為19.34%，磁性鐵平均含量為12.15%，經(jīng)過分選，得到最終精礦TFe平均品位為64.74%，回收率60.66%，磁性鐵回收率95.07%，最終尾礦TFe平均品位9.30%，工業(yè)試驗(yàn)最終精礦產(chǎn)率18.03%，選比5.55，技術(shù)指標(biāo)良好，生產(chǎn)運(yùn)行穩(wěn)定。

表5 穩(wěn)定運(yùn)行生產(chǎn)數(shù)據(jù)Table 5 Stable operation of production data 單位：%

對(duì)穩(wěn)定運(yùn)行期間每批次精礦混勻后進(jìn)行雜質(zhì)化學(xué)成分分析，見表6。由表6可知，F(xiàn)平均含量為0.66%，S平均含量為0.555%，P平均含量為0.081%，SiO2平均含量為1.18%，Na2O+K2O平均含量為0.215%，精礦中除F外，其余含量均合格，經(jīng)過該流程，雜質(zhì)SiO2、Na2O、K2O脫除效果明顯，鐵精礦質(zhì)量較好。

表6 鐵精礦化學(xué)成分分析Table 6 Chemical composition analysis of iron concentrate 單位：%

對(duì)精礦進(jìn)行鐵物相分析以及礦物組成分析，鐵精礦中鐵礦物主要為磁鐵礦，含量為90.89%，還有少量菱鐵礦以及磁黃鐵礦，雜質(zhì)F主要存在于螢石中。

3 工業(yè)試驗(yàn)流程分析

蒙普礦業(yè)公司原分選流程為兩段連續(xù)磨礦+兩段磁選，最終精礦TFe品位61%～62%。一次分級(jí)旋流器的分級(jí)質(zhì)效率為20.93%，磨機(jī)效率也較低。二次分級(jí)旋流器的分級(jí)質(zhì)效率雖有所提升，為39.11%，但還是相對(duì)較低。

新設(shè)計(jì)的工業(yè)試驗(yàn)流程三將原來連續(xù)磨礦變?yōu)槿坞A段磨礦選別，原礦處理量提升一倍多，實(shí)現(xiàn)“應(yīng)拋盡拋早拋”，大大提升流程分選效率。原設(shè)計(jì)一段磨礦的出料粒度為-0.074 mm粒級(jí)含量40%～45%，屬于粗粒級(jí)分選，使用分級(jí)旋流器效果不佳，改為磨頭篩為分級(jí)設(shè)備后，篩分分級(jí)質(zhì)效率提升至70%，適用于粗粒級(jí)分級(jí)。進(jìn)行分級(jí)質(zhì)效率考察后，二段分級(jí)旋流器的分級(jí)質(zhì)效率為41.40%，三段分級(jí)旋流器的分級(jí)質(zhì)效率為55.94%，較原設(shè)計(jì)提升近15%，分級(jí)效果較好。

工業(yè)試驗(yàn)流程一磨礦工藝與原設(shè)計(jì)不同，是將原設(shè)計(jì)兩段磨礦改進(jìn)為三段磨礦，更改后流程的分級(jí)質(zhì)效率提升并不明顯，但因?yàn)橥ㄟ^量提升，故原礦處理量較原設(shè)計(jì)提升約30%。

工業(yè)試驗(yàn)流程二相比于工業(yè)試驗(yàn)流程一，有“應(yīng)拋盡拋早拋”的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)一步提升了后續(xù)磨礦設(shè)備的處理量。雖然連續(xù)磨礦工藝，具有流程簡(jiǎn)單、操作環(huán)節(jié)較少等優(yōu)點(diǎn)，但細(xì)粒礦物不斷經(jīng)過磨礦，也有礦物過磨影響，導(dǎo)致磁性鐵損失。

綜上所述，相比后，工業(yè)試驗(yàn)流程三為現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)試驗(yàn)中應(yīng)用效果最優(yōu)流程。

4 結(jié) 論

1）白云鄂博低品位含鐵巖礦，儲(chǔ)量大、品位低，蒙普礦業(yè)公司原分選流程兩段連續(xù)磨礦+兩段磁選，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行，在二段磨礦粒度-0.074 mm粒級(jí)含量95%～97%，最終精礦TFe品位61%～62%，無法達(dá)到合格鐵精礦要求。

2）引入磁懸浮精選機(jī)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備情況，進(jìn)行三個(gè)工業(yè)試驗(yàn)流程設(shè)計(jì)，分別為三段連續(xù)磨礦+兩段磁選+磁懸浮精選流程，一段磨礦磁選+兩段連續(xù)磨礦+兩段磁選+磁懸浮精選流程和一段磨礦+磨頭篩分級(jí)+粗顆粒預(yù)選+兩段磨礦磁選選別+旋流器磁懸浮聯(lián)合分級(jí)+攪拌磨+磁懸浮精選工藝流程。三個(gè)流程經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)穩(wěn)定性工業(yè)試驗(yàn)，在給礦品位小于20%的情況下，均可得到TFe品位大于64.5%、回收率59.00%以上的合格鐵精礦，但工業(yè)試驗(yàn)流程三最終技術(shù)指標(biāo)為TFe平均品位64.74%，回收率60.66%，磁性鐵回收率95.07%，為三個(gè)流程中最優(yōu)。

3）磁懸浮精選機(jī)的磁重分選作用與旋流器聯(lián)合分級(jí)效果較好。經(jīng)過分級(jí)效果考察，工業(yè)試驗(yàn)流程三的三段分級(jí)旋流器分級(jí)質(zhì)效率均較原設(shè)計(jì)流程提升約15%

4）工業(yè)試驗(yàn)流程三具有生產(chǎn)處理量大，對(duì)非磁性礦物“應(yīng)拋盡拋早拋”優(yōu)點(diǎn)，分選效率高、精礦質(zhì)量好的特點(diǎn)，應(yīng)用后實(shí)現(xiàn)白云鄂博低品位含鐵巖礦的工業(yè)生產(chǎn)，提升白云鄂博鐵礦石資源利用效率，延長(zhǎng)國家自有鐵礦石供給年限，且開發(fā)全磁流程符合“生態(tài)優(yōu)先，綠色發(fā)展”的高質(zhì)量發(fā)展理念，對(duì)國內(nèi)該類礦石高效綠色應(yīng)用具有廣泛推廣價(jià)值。