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干貨分享丨赤、褐鐵礦選礦試驗

隨著高品質(zhì)和易選的鐵礦資源逐漸減少,尤其是我國鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展已凸顯鐵礦資源極度緊張,因此赤、褐鐵礦的高效選礦技術已逐漸成為研究的主要方向,近幾年已取得明顯的進步。由于近年來進口鐵礦石價格不斷上漲,造成鋼鐵企業(yè)鐵礦石供應緊張,生產(chǎn)成本大幅上漲,嚴重地制約了鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。


為有效地解決鐵礦石資源問題,各大鋼鐵企業(yè)都在尋求新的鐵礦資源,以前難選、利用率較低的赤、褐鐵礦資源,現(xiàn)已成為關注的焦點。目前,赤、褐鐵礦主要用重力選礦、磁化焙燒-磁選聯(lián)合、磁選-浮選聯(lián)合等方法處理。對于細粒弱磁性赤、褐鐵礦,國外則以絮凝-磁選工藝選別,獲得了較高的分選效率和選別指標。山西某赤、褐鐵礦嵌布粒度很細,呈膠結物狀與粘土礦物膠結在一起,單體解離困難,利用單-磁選和浮選等工藝流程都無法達到理想的指標。采用鏡鐵礦配礦,有利于強化磨礦與擦洗,具有明顯的作用,可獲得鐵品位60.15%,回收率52.28%的良好技術指標。

 

一、礦石性質(zhì)

試驗所用礦樣由山西某公司提供,對該礦樣多元素化學分析,結果見表1,原礦中鐵物相分析結果見表2

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從表1可知,礦石中的主要成分是Fe2O3,A12O3SiO2,TFe含量為41.80%。礦石中AlSi的含量高,尤其是A12O3 22.60%。少量的磷(P2O5)和SrO2,微量的K2O,CaO,MgOTiO2,MnOS。需選礦排除的物質(zhì)是Al2O3SiO2P2O5。

 

從表2可知,礦樣中不含強磁性鐵,鐵主要是以赤、褐鐵礦形式存在,其分布率占98.94%,少量是以黃鐵礦、碳酸鹽及硅酸鹽的形式存在。理論上分析認為,用強磁選和高梯度磁選,回收率應在80%以上。實際上,由于赤、褐鐵礦嵌布粒度太細,與脈石礦物共生關系復雜,試驗中回收率會受到很大影響。

 

原礦工藝礦物學研究表明,主要金屬礦物為褐鐵礦和赤鐵礦;脈石礦物主要為高嶺石、云母、菱銘礦、膠磷礦等。鐵礦物按粒度分為兩部分,其中大部分鐵礦物嵌布粒度細,一般在6一巧林m,呈膠結物狀將赤鐵礦與鋁土礦或粘土礦物集合體膠結在一起,見圖l(照片中亮的顆粒為赤鐵礦)。該類礦石單體解離困難,鐵礦物含量30%~35%,用常規(guī)的單一磁選和浮選工藝很難將其選別出來。另少部分鐵礦物嵌布粒度較粗,一般在74362m。鐵礦物和粘土礦物、鋁土礦接觸邊緣凹凸不平,部分赤鐵礦內(nèi)含10m以下的脈石礦物,見圖2。這部分赤、褐鐵礦由于顆粒較大,相對來講,單體解離容易,夾雜嵌布粒度細的鐵礦物則會影響最終精礦品位和回收率。


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1  呈膠結物狀分布的赤鐵礦

照片中亮的顆粒為赤鐵礦

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2  與鋁土礦接觸邊緣凹凸不平的赤鐵礦

照片中亮的顆粒為赤鐵礦,顆粒0.4860.1862mm

白箭頭指空洞,鋁土礦為0.05280.092mm(黑箭頭所指礦物)


二、試驗方案的制訂

工藝礦物學研究結果表明,大部分赤、褐鐵礦嵌布粒度很細,與脈石礦物膠結在一起。部分赤鐵礦內(nèi)含10μm以下的脈石礦物,粘土礦物內(nèi)部總是含有微細粒級的赤鐵礦。磨到-45μm,鐵礦物難以完全解離。利用重選、磁選和浮選工藝都不能達到理想的鐵精礦品位和回收率,并且尾礦的品位較高。為此,根據(jù)原礦性質(zhì)的特點,擬采用摻入其它礦石進行配礦,再進行搖床分選,以達到提高鐵品位和回收率的目的。

三、選別方案試驗

(一)摻入灰石、長石試驗

采用硬度大的硅酸鹽灰石和長石對該赤、褐鐵礦進行配礦,強化選擇性磨礦與擦洗作用,提高精礦品位。將原礦與灰石、長石分別以7161的比列混合配礦,采用XMB70型三輥四筒磨礦機進行球磨,分別球磨6min8min,磨礦濃度60%,將磨礦產(chǎn)物中-0.097mm (160目)進行搖床試驗。搖床條件:橫向坡度0.5°,沖洗水216kg/h,沖程16mm,沖次320 r/min。試驗結果見表3

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從表3可知,原礦摻入灰石和長石進行搖床試驗,鐵精礦品位分別為56.70%55.14%,但產(chǎn)率和回收率極低,只有11.14%,12.74%17.33%,19.68%,而尾礦的產(chǎn)率和回收率較高。其原因是原礦中嵌布粒度細的鐵礦物和脈石礦物共生關系復雜,摻入灰石和長石后仍然無法回收,同脈石礦物一起損失在尾礦中。

為進一步提高精礦品位,將摻入長石礦物的搖床精礦再進行一次搖床分選。搖床條件:沖洗水288kg/h,其它條件不變。試驗結果見表4

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從表4可看出,經(jīng)過兩次搖床分選后,精礦的品位達60.37%,作業(yè)回收率和產(chǎn)率分別為38.92%,35.56%,對原礦僅有7.66%和4.53%,選礦效果不理想。顯然對于該礦采用摻人灰石和長石配礦工藝是行不通的。

(二)摻入鏡鐵礦試驗

鏡鐵礦礦石礦物組成較單一,礦石磨至-0.074mm時,90%左右單體解離。目的礦物為鏡鐵礦(赤鐵礦中結晶程度高的變種),一般粒度在0.0740.135 mm之間,屬易選礦石。

1、搖床試驗

將原礦與鏡鐵礦以52的比例混合進行配礦,鏡鐵礦原礦品位44.60%,配礦后理論品位為42.60%。磨礦8min,磨礦細度-0.097mm (160目)占83.67%。將-0.15mm產(chǎn)物進行搖床試驗,搖床條件同3.1。試驗結果見表5

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從表5可知,在原礦中摻入鏡鐵礦進行搖床試驗,可獲得鐵精礦品位61.79%,回收率32.68%的良好技術指標。

2、條件試驗

1)不同配礦比試驗。將原礦與鏡鐵礦進行配礦,配比分別為31,41,51,61,磨礦濃度60%,磨礦7min,磨礦細度為-0.097mm85.41%,將-0.15mm產(chǎn)物進行搖床試驗,搖床條件同3.2.1,在此條件下床面精礦產(chǎn)物分帶變寬。試驗結果見表6。

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從表6可知,鏡鐵礦的配比越高,獲得的精礦品位和回收率也越高。配比為3:1時,品位和回收率達到了59.86%32.73%。

(2)不同磨礦細度試驗。按原礦與鏡鐵礦的配比41進行不同磨礦細度試驗,磨礦濃度60%。不同磨礦時間的磨礦細度結果見表7。

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從表7可見,隨著磨礦時間增加,磨礦細度也隨之增加。但7min之后增加緩慢,且磨礦時間越長礦石容易產(chǎn)生過粉碎,影響選礦指標。

將磨礦產(chǎn)物中-0.15mm進行搖床試驗,試驗結果見表8。

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從表8可知,隨著磨礦細度的增加,精礦的品位逐漸變高,但回收率逐漸降低。綜合考慮,選擇磨礦細度為-0.097mm 85.41%,精礦品位和回收率達到57.58%和34.26%。

從上述試驗可知,原礦與鏡鐵礦的配比為52時,所得的鐵精礦品位較高,且回收率也較大。原因是鏡鐵礦硬度大,可以更好地起到擦洗作用,使礦石單體解離度和回收率提高,因此選擇原礦與鏡鐵礦的配比為52進行流程試驗。

3、流程試驗

將配好的礦石磨至-0.097mm85.41%,首先進行搖床粗選條件試驗,條件同3.2.1,對搖床最佳條件所得粗精礦進行精選,精選尾礦返回粗選。試驗流程見圖3,試驗結果見表9。

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從表9結果可知,混合礦經(jīng)過搖床粗選,粗選精礦再經(jīng)搖床精選一次,鐵精礦品位60.15%,回收率52.28%,回收率較其他方案有較大幅度的提高。

四、結論

通過對山西某赤、褐鐵礦進行礦物工藝學研究及配礦試驗結果表明,該礦石嵌布粒度很細,呈膠結物狀與粘土礦物膠結在一起,磨至-45μm,礦石仍不能單體解離完全,屬極難選礦石。采用單一磁選和浮選等工藝流程都無法達到理想的指標。采用硅酸鹽灰石和長石礦石對該赤、褐鐵礦進行配礦強化選擇性磨礦與擦洗作用,選礦指標仍不理想,精礦品位和回收率較低,同時也降低原礦的入選鐵品位。

采用鏡鐵礦配礦,有利于強化磨礦與擦洗,具有明顯的作用,可獲得有意義的選礦指標。鏡鐵礦與赤、褐鐵礦比例為25時,磨礦細度-0.097mm85.41%,搖床一次粗選、一次精選,能達到鐵精礦品位60.15%,回收率52.28%的較好指標,為該鐵礦資源的開發(fā)提供了技術依據(jù),并對其它類似鐵礦的開發(fā)利用具有借鑒和參考價值。


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