2008年全国金属矿山难选矿及低品位矿选矿新技术学术研讨与技术成果交流会论文

贫、细、杂难选磁铁矿选矿试验研究

刘秉裕 刘 阳 鞍山金裕丰选矿科技有限公司

内容摘要：论文通过司家营选矿厂、平泉宝海选矿厂，贫、细、杂难选磁铁矿和河南桐柏明阳矿业公司极贫磁铁矿石的选矿试验，获得高品位磁铁矿精矿和合格精矿的试验研究，说明裕丰磁选柱的高效分选效果异常显著。

关 键 词：贫细杂磁铁矿、磁选、磁选柱

作者简介：

刘秉裕 教 授 公司董事长 总工程师

刘 阳 公司总经理 工程师

钢铁工业稳定持续地发展需要稳定、足量、优质的铁矿原料供给。进入21世纪国内外对钢铁需求量有了长足的增长，我国的钢铁总产量已经跃居世界第一，现年产量已达3亿吨左右。随着钢铁工业规模的不断扩大，我国已经成为世界最大铁矿石进口国，现在每年进口铁矿石超过2亿吨，进口铁矿石数量已占我国铁矿石需求总量的一半以上。随着铁矿石总需求的增加，进口铁矿石价格和运费暴涨，因而也带动了国内铁矿石及铁精矿的价格上涨，促使国内铁矿山的不断扩建和新建，因而国内的铁矿资源不断地向复杂难选铁矿石，越来越“贫”、“细”、“杂”过渡，就连以往根本不能采选的极贫矿、地表风化矿都开始得到青睐。这就迫切要求有相应地采选技术以适应采选贫、细、杂难选矿的需要。

鞍山金裕丰选矿科技有限公司在分选贫、细、杂难选铁矿石方面作了大量工作。裕丰磁选柱在一些贫、细、杂磁铁矿石选矿厂精选中得到应用。下面对二个贫、细、杂磁铁矿选矿厂低品位精矿及一个极贫磁铁矿原矿进行以裕丰磁选柱，为主要精选设备的选矿试验的结果进行介绍。

1、微细粒结晶磁铁矿石低品位铁精矿提高品位的试验研究

以唐钢司家营选矿厂原生矿低品位铁精矿可否进一步提高品位为例，进行试验研究。

1.1 矿石性质

司家营选矿厂现处理的矿石为地表矿，矿床是类鞍山式磁铁矿石英岩，矿石为闪石型磁铁石英岩，硅酸铁和碳酸铁含量偏多。矿石结构构造较简单，较易磨，矿石嵌布粒度较粗，微细粒矿物含量较少。原矿TFe品位25.76 %，FeO9.97 %，其铁矿物以磁铁矿为主，占72.59 %，碳酸铁和硅酸铁含量之和11.06 %，赤褐铁矿含量16.35 %。脉石矿物以石英、透闪石、绿泥石、白云石为主，含少量钾长石、蓝闪石、方解石、透长石等。矿石构造为条带状和块状构造。结构以粒状变晶和片状变晶结构为主，部分呈碎裂结构，包裹体结构。

1.2 现场所取最终精矿情况

对所取现场最终精矿进行筛析，结果见表1。

由表1原精矿筛析结果可知：该精矿粒度很细，- 200目含量为99.5%，- 325目含量94.5%，- 400目含量为87.2 %；从各粒级品位看，+ 400目，+ 325目，+ 200目品位依次降低，分别为48.12 %，25.76 %，24.56 %，该三个粒级中均有明显的单体解离的脉石矿物粒子；±400目粒级之间有明显的品位差；+ 400目部分加合产率为12.8 %，加合品位为38.47 %，可知影响最终精矿品位的是+ 400目部分。原因是常规磁选由于磁团聚的包裹作用以及磨矿粒度微细，矿浆粘度较大而将部分脉石矿物裹携及粘附到精矿中所致。

1.3 原精矿裕丰磁选柱小型精选条件试验

原精矿磁选柱小型精选条件试验结果见表2。

由表2裕丰磁选柱精选司家营选矿厂所送精矿，在给矿品位63 %左右时，各条件下，柱精品位均有大幅度提高，品位提高幅度在3.53 ~ 5.27个百分点，柱精品位66.89 % ~ 68.88 %。最佳条件为序号5的条件。此条件下柱精品位为67.09 %，柱尾（中矿）品位为23.96 %。

1.4 较佳条件多矿量裕丰磁选柱精选试验

在条件试验之后进行了较佳条件的磁选柱精选司家营选厂所送低品位精矿的试验，结果见表3。

原精矿多矿量精选试验，给矿品位为62.85 %，柱精品位67.29 %，品位提高幅度4.44个百分点，柱精产率和铁作业回收率为88.93 %和95.22 %；中矿（柱尾）品位为27.15 %，产率为原给矿量的11.07 %。

条件试验和多矿量磁选柱精选试验结果表明：司家营磁选低品位精矿用裕丰磁选柱精选效果十分显著。原因是磁选柱在选定合适条件时可高效分出低品位精矿中常规磁选夹带进地单体脉石、矿泥及连生体所致。

1.5 中矿——柱尾再磨再选试验

磁选柱精选过程的柱尾是是含有矿泥、单体脉石和连生体的产物，该产物以连生体为主。根据其磁性情况，若原精矿中有一定量的弱磁性铁矿物，则柱尾中还会含相当数量的弱磁性铁矿物。

试验首先将序号6的柱尾（中矿）脱水烘干，再将烘干的柱尾研磨至- 400目87%，试验过程及结果见图1数质量流程。

试验表明：

① 中矿磨至- 400目87 %时，磁尾产率67.11 %，磁尾品位18.25 %，说明中矿（柱尾）中至少有45 %的铁属于弱磁性铁；

② 磁精品位仅为45.32 %，柱精品位仅为50.31 %，表明中矿中磁铁矿结晶粒度很细，即使中矿细磨至- 400目87 %，其中的磁铁矿仍远未达单体解离，根据经验也许由于结构的原因，该中矿中的磁铁矿即使磨的再细，其中的磁铁矿也难以解离。

1.6 试验汇总数质量流程

1.7 试验结语

1） 现场原精矿品位62.85 %，粒度- 200目99.5 %，- 325目94.5 %，- 400目87.2 %，应该说该精矿粒度微细。原精筛析表明，+ 400目、+ 325目、+ 200目三个粒级品位均低，在48.12 % ~ 24.56 %之间，是影响精矿品位的主要因素。原因是常规磁选磁团聚的裹携及磨矿粒度微细矿浆粘度大，使单体脉石不能充分分出所致。

2） 现场精矿裕丰磁选柱小型开路精选试验结果表明，在原精矿品位63 %左右，粒度- 400目87.2 %条件下，柱精品位68.88 % ~ 66.89 %，柱尾（中矿）品位51.31 % ~ 23.96 %，柱精产率70 % ~ 91.81 %，最佳指标：柱精品位67.09 %，产率91.81 %，开路作业回收率96.91%，柱尾品位23.96 %，柱尾产率8.19 %。结果表明：裕丰磁选柱精选效果十分明显。

3） 中矿——磁选柱尾矿再细磨至- 400目87 %条件下再经磁选能甩掉占中矿量67.11 %，品位为18.25 %的，可能含有部分弱磁性铁的磁选尾矿产物。中矿细磨后的磁选精矿品位仅为45.32 %，磁精再经磁选柱精选，品位又有约5个百分点的提高，达到50.31 %。分析认为磁选柱中矿中的磁铁矿可能是由于结晶粒度特细，或结构特复杂，而磨至- 400目87 %远未达其解离的粒度所致。

4） 分析试验汇总数质量流程指标，认为：即使中矿仍磨至原精矿粒度- 400目87 %条件下，将中矿再磨再选的柱精加合到第一段磁选柱中去，最终精矿指标可为：品位66.78 %，精矿产率和铁回收率分别为91.69 %和97.43 %，精矿品位提高幅度为3.93个百分点，而回收率仅下降了2.57个百分点。

1.8 推荐磁选柱精选流程及指标（见图3）

为提高再磨的磨矿浓度，※最好是用过滤提高浓度，采用旋流器与浓缩磁选相结合效果会更好一些。

2、平泉宝海选矿厂低品位低钒钛磁铁矿精矿提高品位的试验研究

2.1 所取试验矿样情况

该选厂处理的矿石属低钒钛磁铁矿石。所取试验矿样为低品位精矿，TFe品位为53.20%，其筛析结果见表4。

筛析结果表明该低品位精矿粒级产率及品位分布均为正态分布，即粗粒级产率和品位均低，而细粒级产率及品位均高，原精矿-200目含量74%。

2.2 原矿细磨磁选，磁精磁选柱精选，中矿再磨磁选及磁选柱精选试验

试验结果见图4。

此试验方案是：对原精矿及中矿均进行细磨，原精矿及中矿均经常规磁选和磁选柱精选（见图4），原精矿由-200目74%磨至89.75%，先经磁选甩弃品位为6.01%，产率为11.84%的合格尾矿，第一段磁选的精矿（品位为59.80%）再进行磁选柱精选产出占原精矿量77.37%，品位为64.36%的高品位精矿，中矿再磨至-200目93.5%经扫磁选甩弃占原精矿量5.05%的，品位为7.81%的合格尾矿，扫磁精再经磁选柱精选，品位由44.06%提高至53.68%，由中矿选出的磁选柱（3）柱精对原精的产率为3.71%，铁回收率为原精的3.73%。最终试验指标为：精矿品位为63.87%，对原精的产率和回收率分别为81.08%和96.93%，应该说分选效果十分明显。

生产中中矿经浓缩磁选，浓磁精矿直接返至二次球磨机，形成中矿闭路磨选，只用一段磁选柱精选即可。

3、极贫磁铁矿石的细磨磁选和磁选柱精选试验

对河南桐柏明阳矿业公司极贫磁铁矿石进行破碎，磨矿磁选和磁选柱精选。根据分段分选所取得的试验结果，将试验汇总成如图5数质量流程。

由图5极贫矿试验汇总数质量流程可知，该极贫磁铁矿经两段磨矿，最终磨矿细度 - 200目94 %，在原矿TFe品位14 %左右，经阶段磨矿阶段磁选和磁选柱精选，最终精矿品位可达63.86%。最终精矿产率和铁回收率分别为17.19 %和78.55 %。应该说效果是好的，结果使过去不能选的矿得到了有效分选。

该数质量流程是分段试验小型试验组合数质量流程，生产中磁选柱中矿（柱尾）是经浓缩磁选后返至二次磨矿的闭路磨选流程，整个过程只用一段磁选柱精选。

结 语

试验结果表明：无论是结晶粒度较细的难选磁铁矿，还是低品位的低钒钛磁铁矿，还是极贫磁铁矿，裕丰磁选柱都是其提高最终精矿品位的有效精选工艺设备。图5中在二段磨矿细度-200目94%，磁选精矿品位仅为42.93%，而经磁选柱精选品位大幅度提高到65%以上，再加上中矿再磨再选的精矿，最终精矿品位为63.86%。原因是常规筒式磁选机由于磁场强度较高而形成的磁团聚作用存在磁性包裹和脉石及矿泥的机械夹杂使磁选精矿品位不高；而磁选柱由于采用线圈励磁，磁场可调而且是变化的脉冲磁场如此既能充分利用磁团聚作用，捕捉企图逃逸地细粒单体磁铁矿颗粒，又能高充分散磁团聚，从而能高效分出夹杂于磁选精矿中的矿泥、单体脉石，特别是能高效分出连生体所致。