袁家村閃石型磁鐵礦選礦技術(shù)開發(fā)

袁家村閃石型磁鐵礦選礦技術(shù)開發(fā)羅良飛【摘要】袁家村難選閃石型磁鐵礦具有鐵硅酸鹽含量高、礦物組成復(fù)雜、礦物嵌布粒度極細(xì)的特點(diǎn).在工藝礦物學(xué)研究的基礎(chǔ)上，通過預(yù)選(早丟)和弱磁精礦反浮選或淘洗磁選在相對粗粒條件下獲得大部分高品位鐵精礦,達(dá)到降低磨礦成本的目的.最終得出了適合袁家村閃石型磁鐵礦石的選礦工藝流程，采用-3mm濕式預(yù)選一兩段階磨一四次弱磁選一反浮選一浮尾再磨弱磁選流程，可獲得精礦產(chǎn)率29.42%、鐵品位68.16%、回收率66.55%的指標(biāo).該工藝解決了袁家村閃石型磁鐵礦經(jīng)濟(jì)開發(fā)利用的難題.％TherefractoryamphiboletypemagnetiteinYuanjiacunironoredeposithasthecharac-teristicsofhighcontentofiron-bearingsilicate,complexmineralcomposition,andextremelyfinedisseminationsizes.Basedonprocessmineralogystudy,thepurposeofreducingthecostofgrind-ingwasachievedthroughtheprocessofpreconcentration(earlyloss)andreverseflotationorelutri-ationmagneticseparationofthelowintensitymagneticseparation(LIMS)concentratetoobtainmostofthehigh-gradeironconcentrateunderrelativelycoarsegrainconditions.Finally,theoredressingprocesssuitableforamphiboletypemagnetiteoreinyuanjiacunwasdeveloped,whichcon-tainedawetpreconcentrationof-3mmgrains,twostagesofgrinding,fourtimesoflowintensitymagneticseparation,areverseflotation,andaregrindingofflotationtailingswiththeLIMS.Withthisprocess,anironconcentratewithayieldof29.42%,aTFegradeof68.18%,andaTFere-coveryof66.55%couldbeobtained.ThisstudysolvestheproblemoftheeconomicexploitationandutilizationoftheamphiboletypemagnetiteoreinYuanjiacun.【期刊名稱】《礦產(chǎn)保護(hù)與利用》【年(卷)，期】2018(000)001【總頁數(shù)】5頁(P61-65)【關(guān)鍵詞】袁家村鐵礦;閃石型磁鐵礦;磁選;反浮選;預(yù)選【作者】羅良飛【作者單位】長沙礦冶研究院有限責(zé)任公司，湖南長沙410012【正文語種】中文【中圖分類】TD951.1袁家村鐵礦屬于微細(xì)粒嵌布磁赤混合型鐵礦，總儲(chǔ)量為12.5億t，其中難選閃石型磁鐵礦儲(chǔ)量高達(dá)2.45億t。2005年太鋼集團(tuán)取得了袁家村鐵礦的探礦權(quán)并籌建了嵐縣礦業(yè)公司，2012年底袁家村鐵礦建成了亞洲最大的磁赤混合型鐵礦選礦廠，原礦年處理量2200萬t，年產(chǎn)鐵精粉740萬t，采用粗碎+半自磨一球磨一弱磁選一強(qiáng)磁選一再磨一反浮選高效短流程，但此流程對閃石型磁鐵礦適應(yīng)性不強(qiáng)，強(qiáng)磁選不能有效地拋出閃石礦中的含鐵硅酸鹽。隨著礦山開采的推進(jìn)，采出的閃石型磁鐵礦礦石量逐漸增加，將其直接配礦進(jìn)入現(xiàn)有選廠生產(chǎn)流程，嚴(yán)重影響選廠生產(chǎn)指標(biāo)，導(dǎo)致精礦品位難合格；就近現(xiàn)場堆放嚴(yán)重影響采場施工，丟之造成資源浪費(fèi)，倒轉(zhuǎn)堆存大幅度增加處理成本。由于閃石型鐵礦中含有大量與鐵礦物磁性、可浮性相近的綠泥石、角閃石等含鐵硅酸鹽礦物，故強(qiáng)磁選、浮選分選難度較大。為了解決這一迫在眉睫的難題，太鋼集團(tuán)嵐縣礦業(yè)公司委托長沙礦冶研究院有限責(zé)任公司針對袁家村鐵礦難選礦石資源進(jìn)行選礦技術(shù)開發(fā)。長沙院對袁家村鐵礦1、2、10號(hào)礦體的三個(gè)探槽大樣按10年開采出礦比例配制成的綜合樣進(jìn)行了詳細(xì)的工礦物學(xué)研究和可選性試驗(yàn)研究，查明了其可選性，試驗(yàn)取得了良好的技術(shù)指標(biāo)[1-2],為袁家村鐵礦閃石型磁鐵礦資源經(jīng)濟(jì)高效開發(fā)利用找到了可行的選礦工藝流程。1礦石性質(zhì)袁家村鐵礦1、2、10號(hào)礦體按質(zhì)量比541配成的綜合樣為本次試驗(yàn)的原礦，其化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1，鐵礦物的化學(xué)物相見表2[2]。表1原礦的多元素分析結(jié)果/%Table1Analysisresultsofchemicalcompositioninrawore組成TFeFeOFe2O3SiO2TiO2Al2O3CaOMg。含量30.1310.2731.6346.850.162.152.292.47組成MnONa2OK2OP2O5SC燒失含量0.0710.100.170.150.100.753.55表2原礦中鐵的化學(xué)物相分析結(jié)果/%Table2Analysisresultsofchemicalphaseofironinrawore鐵相磁鐵礦中鐵半假象赤鐵礦中鐵赤（褐）鐵礦中鐵碳酸鹽中鐵硫化物中鐵硅酸鹽中鐵合計(jì)金屬量20.381.313.31.050.074.0230.13分布率67.644.3510.953.490.2313.34100.00由表1、表2可知，選礦可回收的金屬元素是鐵，但TFe品位僅30.13%,SiO2是需要排除的主要成分，雜質(zhì)磷和硫含量均低；以磁鐵礦和半假象赤鐵礦的形式存在的鐵含量占總鐵的71.99%，其次是硅酸鹽和赤褐鐵礦。經(jīng)鏡下鑒定、X射線衍射和掃描電鏡分析，礦石中金屬礦物以磁鐵礦為主，其次含少量赤鐵礦、鏡鐵礦，微量礦物包括磁黃鐵礦、菱鐵礦、黃銅礦。脈石礦物以石英為主，其次是閃石（鐵閃石、鐵鎂閃石、陽起石和透閃石等）、綠泥石、方解石和白云石等，還有微量斜長石、黑云母、黑硬綠泥石、滑石、白云母、絹云母等。主要礦物的含量列于表3。表3原礦中主要礦物的含量/%Table3Contentsofthemainmineralsinrawore礦物磁鐵礦半假象赤鐵礦假象赤鐵礦鏡鐵礦赤鐵礦褐鐵礦菱鐵礦石英含量28.11.60.53.50.52.138.5樣品閃石綠泥石方解石白云石長石黑硬綠泥石云母其它含量12.26.54.50.40.40.40.8在顯微鏡下對原礦中鐵礦物的嵌布粒度進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見表4。表4礦石中鐵礦物的嵌布粒度/%Table4Disseminationsizesofironmineralinrawore粒級(jí)/mm-0.42+0.21-0.21+0.15-0.15+0.1050.105+0.075-0.075+0.052-0.052+0.038-0.038+0.026-0.026分布10.7314.4518.1616.3816.4710.946.466.42由表4可知，礦石中的鐵礦物屬細(xì)粒-微細(xì)粒嵌布的范疇。要使鐵礦物單體解離度達(dá)到95%以上，需要磨至0.026mm的細(xì)度。2試驗(yàn)設(shè)備及藥劑試驗(yàn)主要設(shè)備及藥劑見表5。表5主要試驗(yàn)設(shè)備及藥劑Table5Maintestequipmentandreagents設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)藥劑名稱備注球磨機(jī)XMB-67型氫氧化鈉分析純浮選機(jī)XFD-63系列石灰分析純?nèi)醮胚x機(jī)CRIMM^400mmx300mmCYZ-20鐵抑制劑永磁筒式磁選機(jī)LiLo^400mmx300mmCM-27捕收劑電磁磁滑輪SA925淘洗磁選機(jī)^100mm其中藥劑CYZ-20、CM-27為長沙礦冶研究院研發(fā)生產(chǎn)。CYZ-20是一種速溶高效鐵礦抑制劑，配制簡單方便，只需加水?dāng)嚢杓纯桑瑢﹁F礦物選擇性抑制效果比苛化淀粉好[2]；CM-27是一種脂肪酸類捕收劑，具有堿用量少、選擇性強(qiáng)、回收率高等優(yōu)點(diǎn)。3選礦試驗(yàn)袁家村閃石型磁鐵礦嵌布粒度極細(xì)，嵌布關(guān)系復(fù)雜，鐵硅酸鹽含量高，磁性鐵僅占71%左右，赤褐鐵占10.95%，還含有13.34%的硅酸鐵。由于硅酸鐵與赤褐鐵性質(zhì)相近，故弱磁性鐵礦物的回收難度大。因此，對此類礦石以回收強(qiáng)磁性鐵礦物為主，但選比較大，常規(guī)選礦工藝精礦成本相對較高。故能否實(shí)現(xiàn)粗粒預(yù)選、階磨階選、早丟早收是該礦經(jīng)濟(jì)高效開發(fā)的前提。本研究著重進(jìn)行了預(yù)選研究，并在常規(guī)的階段磨礦一階段弱磁選基礎(chǔ)上，對弱磁精礦進(jìn)行反浮選、淘洗磁選試驗(yàn)，盡量減少需要細(xì)磨的礦量，降低磨礦成本，為實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化低成本生產(chǎn)提供技術(shù)依據(jù)。3.1預(yù)選試驗(yàn)在磁場強(qiáng)度159.15kA/m條件下，分別對粒度為-70、-12、-6、-3mm的原礦進(jìn)行了干式、濕式預(yù)選，干式預(yù)選采用磁滑輪，濕式預(yù)選采用永磁筒式磁選機(jī)，試驗(yàn)結(jié)果見表6。表6原礦預(yù)選試驗(yàn)結(jié)果/%Table6Preconcentrationresultsofrawore試驗(yàn)條件精礦產(chǎn)率品位給礦尾礦精礦精礦回收率-70mm干式.6229.9818.6332.8887.33-12mm干式.5330.0716.6633.3289.21-6mm干式.0029.8615.8133.3889.41-3mm干式.5229.9714.4633.4891.09-12mm濕式80.9330.0213.2133.3991.61-6mm濕式80.5930.0512.4034.2591.85-3mm濕式79.8330.1412.2734.6691.79由表6可知，粒度是影響拋尾效果的主要因素，粒度細(xì)拋尾效果好，粒度細(xì)預(yù)選精礦的品位和回收率都高；同一粒度濕式拋尾效果顯著優(yōu)于干式拋尾，回收率接近，預(yù)選精礦品位高1個(gè)品位左右。參考袁家村鐵礦2200萬t/a選廠已有碎磨流程，原礦采用-3mm濕式預(yù)選拋尾可以拋出產(chǎn)率20.17%的尾礦，預(yù)選精礦品位提高4.52個(gè)百分點(diǎn)，回收率為91.79%。3.2預(yù)選粗精礦不同磨礦細(xì)度弱磁選試驗(yàn)在磁場強(qiáng)度159.15kA/m條件下，對原礦-3mm采用濕式預(yù)選得到的預(yù)選粗精礦進(jìn)行了不同磨礦細(xì)度弱磁分選試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表7。表7預(yù)選精礦不同磨礦細(xì)度弱磁選試驗(yàn)結(jié)果/%Table7LIMStestresultsofpreconcentrationconcentratewithdifferentgrindingfineness磨礦細(xì)度（-0.075mm含量）精礦產(chǎn)率品位給礦尾礦精礦精礦回收率5564.3634.3914.1145.6285.386562.4834.4514.1746.6384.577560.2334.4114.2247.7483.578556.3334.4414.2350.1181.95由表7可知，隨著磨礦細(xì)度的增加，弱磁粗精礦品位逐步提高，尾礦品位變化不大，當(dāng)磨礦細(xì)度達(dá)到-0.075mm含量占85%時(shí)，精礦鐵品位僅50.11%，因此，階段磨礦一階段選別是可以的。3.3弱磁粗精礦再磨弱磁選試驗(yàn)對一段磨選弱磁精礦進(jìn)行了不同再磨細(xì)度試驗(yàn)，弱磁選粗選強(qiáng)度139.26kA/m,精選磁場強(qiáng)度99.47kA/m，粗選、精選尾礦合并，試驗(yàn)結(jié)果見表8。表8弱磁精礦不同再磨細(xì)度弱磁選試驗(yàn)結(jié)果/%Table8LIMStestresultsofLIMS-concentratewithdifferentregrindingfineness磨礦細(xì)度（-0.025mm含量）精礦產(chǎn)率品位給礦尾礦精礦精礦回收率67.876.4550.1116.0360.6192.4784.971.7550.1116.1163.5090.9291.070.4150.1116.2364.3590.4293.968.6350.1116.3165.5689.79由表8可知，隨著磨礦細(xì)度的增加，弱磁精礦品位逐步提高，尾礦品位變化不大，當(dāng)磨礦細(xì)度達(dá)到-0.025mm含量占93.9%時(shí)，精礦鐵品位為65.56%，達(dá)到了精礦品位要求。但采用階磨階選方案，需要細(xì)磨的礦量達(dá)到原礦的50%，存在部分粗粒鐵礦過粉碎，不利于降低磨礦成本。3.4弱磁精礦反浮選試驗(yàn)由于采用全磁流程最終磨礦細(xì)度需要達(dá)到-0.025mm含量占93.9%，磨礦成本較高，同時(shí)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)也受設(shè)備處理能力等限制。工業(yè)實(shí)踐證明，浮選是鐵精礦提鐵降雜最有效的選礦方法，通過反浮選可以高效分離出弱磁鐵精礦中的貧連生體，因此，采用浮選工藝可以達(dá)到在較粗粒度條件下獲得高品位精礦的目的。參考袁家村選廠流程的再磨細(xì)度，浮選試驗(yàn)的給礦為再磨細(xì)度-0.045mm含量占93.5%弱磁選得到的弱磁精礦，鐵品位60%左右。通過藥劑用量試驗(yàn)優(yōu)化了反浮選藥劑制度，試驗(yàn)流程為一次粗選一次精選三次掃選，閉路試驗(yàn)結(jié)果見表9，閉路試驗(yàn)藥劑制度NaOH、CYZ-20、CaO、CM-27的用量分別為480、800、300、100+50g/t。由表9可以看出，浮選閉路尾礦品位TFe33.54%，損失回收率13.24%。為了提高總鐵回收率，對浮選尾礦進(jìn)行了再磨再選，弱磁選一次粗選一次精選試驗(yàn)，結(jié)果見表10。表9弱磁精礦反浮選閉路試驗(yàn)結(jié)果/%Table9ResultsofclosedcircuitreverseflotationtestsofLIMS-concentrate精礦產(chǎn)率品位給礦尾礦精礦精礦回收率76.2760.0933.5468.3486.76表10浮選尾礦再磨弱磁選試驗(yàn)結(jié)果Table10LIMStestresultsofregroundflotationtailings試驗(yàn)條件精礦產(chǎn)率/%品位/%給礦尾礦精礦精礦回收率/%粗選139.26kA/m;精選99.47kA/m;再磨細(xì)度-0.019mm含量92.3%54.6533.468.4054.2688.62由表10可以看出，在-0.019mm含量占92.3%的條件下，浮選尾礦僅可得到鐵品位54.26%的精礦，作業(yè)回收率88.62%，說明浮選尾礦是更細(xì)的貧連生體。根據(jù)總精礦大于65%的要求，對浮選尾礦再磨到這一細(xì)度即可。3.5弱磁精礦淘洗磁選試驗(yàn)近十年來，針對弱磁精礦提鐵降雜的高效磁選設(shè)備取得了長足進(jìn)步，磁選柱、淘選機(jī)、提鐵降雜機(jī)等都在工業(yè)上得以應(yīng)用［5-9］，均利用磁重分選原理，其生產(chǎn)成本相對比浮選低。采用饑00mm淘洗機(jī)對再磨細(xì)度-0.045mm含量占93.5%條件下弱磁選得到的弱磁精礦進(jìn)行了不同上升水量提鐵試驗(yàn)，固定淘洗的控制磁場強(qiáng)度為79.58kA/m，分選磁場強(qiáng)度為79.58kA/m，補(bǔ)償磁場強(qiáng)度71.62kA/m，試驗(yàn)結(jié)果見表11。表11弱磁精礦不同上升水速淘洗磁選試驗(yàn)結(jié)果Table11ResultsofelutriationmagneticseparationofLIMS-concentratewithdifferentrisingwatervelocities上升水速/(m-s-1)精礦產(chǎn)率/%品位/%給礦尾礦精礦精礦回收率/%0.028393.6560.5026.4362.8197.230.038983.3060.5036.2165.3790.000.044254.2360.5053.9666.0259.180.047521.7060.5059.9962.3422.36由表11可知，隨著上升水速的加大，精礦鐵品位提高到66.02%，再增加上升水速，淘洗磁選機(jī)分選狀態(tài)變壞，精礦品位不升反降。因此，上升水速選擇0.0389m/s合適。3.6流程試驗(yàn)在條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，在原礦鐵品位30.13%的條件下進(jìn)行了多種流程試驗(yàn)，結(jié)果見表12。表12流程試驗(yàn)結(jié)果Table12Processtestresults流程精礦產(chǎn)率/%品位/%尾礦精礦精礦回收率/%磨礦細(xì)度濕式預(yù)選一兩段階磨一四次弱磁流程30.9014.1565.8767.551段-0.075mm含量85%H段-0.025mm含量93.9%濕式預(yù)選一兩段階磨一四次弱磁一反浮流程27.0615.9668.3461.371段-0.075mm含量85%H段-0.045mm含量93.5%濕式預(yù)選一兩段階磨一四次弱磁一反浮選一再磨再選流程29.4214.2868.1666.551段-0.075mm含量85%H段-0.045mm含量93.5%再磨-0.019mm含量92.5%濕式預(yù)選一兩段階磨一四次弱磁一淘洗一再磨再選流程30.7714.1066.1967.601段-0.075mm含量85%H段-0.045mm含量93.5%再磨-0.019mm含量92.5%濕式預(yù)選一兩段階磨一四次弱磁一淘洗流程29.1815.6165.3763.301段-0.075mm含量85%H段-0.045mm含量93.5%由表12可以看出，單一弱磁選流程可以得到精礦品位65.87%、回收率67.55%的指標(biāo)，但第二段磨礦細(xì)度-0.025mm含量需達(dá)到93.9%，能耗過高；反浮選和淘洗磁選可以在較粗磨礦細(xì)度下獲得高品位精礦，但必須對中礦進(jìn)行再磨再選，否則回收率低5個(gè)百分點(diǎn)左右；反浮選比淘洗磁選對精礦品位更有保障。從表12可知，預(yù)選一兩段階磨一四次弱磁選一反浮選一再磨再選流程(圖1)指標(biāo)較好，放粗了最終精礦粒度，達(dá)到了降低磨礦能耗的目的，推薦作為袁家村閃石磁鐵礦開發(fā)的選礦工藝流程。圖1最終推薦流程Fig.1Flowsheetoffinalrecommendprocess4結(jié)論袁家村閃石型磁鐵礦屬于微細(xì)粒嵌布復(fù)雜難選鐵礦，原礦鐵品