现 代 矿 业
MODERNMINING
总第597期2019年1月第1期
河北某铁矿选矿试验
∗
(1.中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所ꎻ2.国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心ꎻ
3.国土资源部多金属矿评价与综合利用重点实验室) 摘 要 针对河北某铁矿需要为其后续开发利用提供技术支持的问题ꎬ对其进行了选矿试验研究ꎮ经过磨矿—弱磁选工艺与磨矿—弱磁选—磁筛工艺的对比ꎬ确定采用磨矿—弱磁选—磁筛工艺可以获得更好的选矿指标ꎮ通过原矿磨矿—弱磁选—磁筛精选、磁筛中矿磨矿—弱磁选—磁筛扫选工艺ꎬ可以获得产率为77.08%、全铁品位为67.34%、全铁回收率为94.76%的铁精矿ꎮ采用磁筛工艺对该铁矿的精选提质起到了关键性的作用ꎮ
关键词 铁矿 磁选 磁筛 精选
DOI:10.3969/j.issn.1674 ̄6082.2019.01.025
WangErfeng1ꎬ2ꎬ3 ZhangYingxin1ꎬ2ꎬ3 DongDong1ꎬ2ꎬ3 YuAnzhou1ꎬ2ꎬ3ExperimentonBeneficiationofanIronMineinHebeiProvince
王二锋1ꎬ2ꎬ3 张颖新1ꎬ2ꎬ3 董 栋1ꎬ2ꎬ3 于岸洲1ꎬ2ꎬ3
(1.ZhengzhouInstituteofMultipurposeUtilizationofMineralResourcesꎬChineseAcademyofGeologicalSciencesꎻ
2.NationalEngineeringandTechnologyResearchCenterfortheComprehensiveUtilizationofNon ̄metallicMineralResourcesꎻ3.KeyLaboratoryofPolimetallicOresUtilizationofMinistryofLandandResources)sequentdevelopmentandutilizationꎬbeneficiationtestresearchwascarriedout.Aftercomparinggrinding ̄lowintensitymagneticseparationprocesswithgrinding ̄lowintensitymagneticseparation ̄magneticscreen ̄TFerecoveryrateof94.76%wasobtainedviaraworegrinding ̄lowintensitymagneticseparation ̄magnet ̄scavengingprocess.Magneticscreeningprocessplayedapivotalroleintheironorecleaningupgrading.
Keywords IronmineꎬMagneticseparationꎬMagneticscreeningꎬCleaning
河北某铁矿金属矿物主要为磁铁矿ꎬ该铁矿目前还没有建设选厂ꎬ为了给铁矿后续的开发利用提供技术支持ꎬ对其进行了选矿试验研究ꎮ磁铁矿选矿应用最为广泛的选矿方法为磁选[1]ꎬ根据该矿有用铁矿物的嵌布特点ꎬ确定磨矿—磁选的工艺流程ꎬ进行磨矿—弱磁选和磨矿—弱磁选—磁筛工艺方案[2]的对比ꎬ并进行详细的条件试验ꎬ以期获得良好的选别指标ꎮ
∗中国地质调查局地质矿产调查评价项目(编号:
Abstract Aimingattheproblemofwhichaironmineneededtoprovidetechnicalsupportsforsub ̄
ingprocessꎬgrinding ̄lowintensitymagneticseparation ̄magneticscreeningprocesswasdeterminedwhichicscreening ̄magneticscreeningmiddlingsgrinding ̄lowintensitymagneticseparation ̄magneticscreening
couldgetbetterbeneficiationindexes.Ironconcentratewithyieldrateof77.08%ꎬTFegradeof67.34%ꎬ
1 矿石性质
原矿光谱半定量分析结果见表1ꎬ原矿化学多元素分析见表2ꎬ原矿铁物相分析结果见表3ꎮ
表1
组分含量组分含量组分含量
Na2O0.05K2O0.5Ni0.01
原矿光谱半定量分析结果
Al2O32TiO20.2Zn0.005
SiO228VS
P
%Cl
MgO6CaO22Cu0.03
20.2Fe2O335Ba0.06
0.060.09As0.004
0.3Sr0.008
MnDD20160073)ꎮ
王二锋(1984—)ꎬ男ꎬ工程师ꎬ硕士ꎬ450006河南省郑州市中原
区陇海西路328号ꎮ
5304%ꎬ铁元素的主要存在形式是磁铁矿ꎮ
由表1~表3可知ꎬ此铁矿全铁含量高ꎬ为
111
总第597期
表2
组分含量组分TFe55.04MgO现代矿业
原矿化学多项分析结果
FeO15.81Na2OS1.74K2OP0.045TiO2SiO29.11Mn%Al2O31.432019年1月第1期
磁场直接吸引磁性颗粒ꎬ而是采用特设的低弱磁场将矿浆内己单体解离的磁铁矿先团聚成链状磁聚体ꎬ增大磁铁矿单体与脉石或连生体的沉降速度差和尺寸差ꎬ然后通过安装在磁场中的专用筛(其筛MFe50.94CaO含量
3.25
6.45
0.067
0.17
0.066
0.072
表3
原矿铁物相分析结果
%
铁物相铁含量铁分布率磁铁矿中的铁50.1594.56赤(褐)铁矿中的铁1.102.07硅酸铁中的铁0.310.58硫化铁中的铁
1.332.51其他0.150.28全铁
53.04
100.00
2 2.1 选矿试验研究
弱磁选抛尾试验
对该铁矿除了进行选矿试验外ꎬ还进行了邦德磨矿功指数试验研究ꎬ而邦德磨矿功指数要求粒度为-3.35mmꎬ因此ꎬ选矿试验采用破碎到度-ꎬ3.对35-mm3.35的矿样mm的原矿筛分产品进行弱磁选抛尾ꎮ为确定合理的粗粒磁选抛尾粒试验ꎬ抛尾试验采用湿法鼓型电磁式XCRS ̄400mm结果见表×300mm4ꎬ型弱磁选机分粒级磁选抛尾结果见表ꎬ-3.35mm矿样粒度筛析
5ꎮ
表4
-3.35mm矿样粒度筛析结果
粒级/mm产率/%-21.53.TFe
品位/%
51.MFe
TFe分布率/%
MFe
-3.-2.3510++1.2.0021.85-0.5++0.0.5
315.025654.7850.4420.21.49.6020.980.15
12.4.65
55.2958.9650.9315.385420.794.59
--0.0.-153++0.075
11.097157.4753.9355.6212.4.86
15.620612.397812.12.57合计0.075100.13.1261.390055.1656.7901
50.6351.1058
100.13.070012.63100.7400 布均匀 由表ꎬ在粗粒级磁选抛尾尾矿4、表5可知ꎬ该铁矿铁矿物在各粒级中嵌[3]品位较高ꎬ说明该铁矿不适合粗粒级磁选抛尾ꎮ2.2 原矿磨矿—磁选精选试验
由于该铁矿不适合粗粒磁选抛尾且为富矿ꎬ因此ꎬ对-3.35mm原矿样直接进行磨矿—磁选精选试验ꎬ并进行磨矿—弱磁选精选和磨矿—弱磁选—磁筛精选工艺流程对比ꎮ
磁筛(全称磁场筛选机)是中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所发明的专利设备ꎮ该设备在分选磁铁矿石时不像传统弱磁选机那样依靠较强的112
孔比给矿中的最大颗粒大数倍)将磁聚体与处于分
表5
-3.35mm矿样分粒级磁选抛尾试验结果
粒级/mm产品产率全铁回收率
名称精矿97./%
全铁品位0455./%6399./%18-3.35+2.0
尾矿2.9615.160.82合计100.0054.43100.00精矿95.6356.8098.56-2.0+1.0
尾矿4.3718.101.44合计100.0055.11100.00精矿92.6757.5597.28-1.0+0.5
尾矿7.3320.362.72合计100.0054.82100.00精矿90.5459.4096.76-0.5+0.3
尾矿9.4619.063.24合计100.0055.59100.00精矿88.4964.6796.55-0.3+0.15
尾矿11.5117.763.45合计100.0059.27100.00精矿85.6165.6896.44-0.15+0.075
尾矿14.3914.413.56合计100.0058.30100.00精矿77.2667.8695.60-0.075
尾矿22.7410.604.40合计
100.00
54.84
100.00
散状态的脉石及连生体分离[4]于传统弱磁选机的特殊分选原理ꎮꎬ该设备采用有别使得磁筛能更有效地剔除脉石和连生体ꎬ获得更高品位的磁铁精矿ꎬ同时还具有可放粗磨矿粒度ꎬ提高生产能力的效果[5]用ꎬ使铁精矿品位普遍提高了ꎮ目前ꎬ磁筛己在国内外数十家铁矿山得到应2~10个百分点ꎮ2.2.1 原矿磨矿—弱磁选精选试验见表6ꎮ
-3.35mm原矿样磨矿—弱磁选精选试验结果
由表6可知ꎬ随磨矿细度的增加ꎬ弱磁选精矿全铁品位增加ꎬ且全铁回收率均在80%以上ꎻ随磨矿细度的增加ꎬ弱磁选精矿全铁品位和回收率增加不明显ꎬ继续增加磨矿细度ꎬ其磨矿成本提高ꎬ需对工艺做进一步试验研究ꎮ
2.2.2 原矿磨矿—弱磁选—磁筛精选试验
影响磁筛分选效果的工艺参数主要为筛孔孔径和磁极间距ꎮ-3.35mm原矿样磨矿—弱磁选—磁筛精选试验结果见表7ꎮ
王二锋 张颖新等:河北某铁矿选矿试验
表6
-3.35mm原矿样磨矿—弱磁选试验结果%
产品名称产率全铁品位全铁回收率 2019年1月第1期
2.3 磁筛中矿扫选试验
由于磁筛中矿含有大量未解离的连生体ꎬ需要磨矿使其解离后磁选回收有用铁矿物ꎮ对磁筛中矿磨矿细度(-0.075mm)
弱磁选精矿70.7565.8181.5944.35
弱磁选尾矿+0.3mm11.17.902.91
合计
100.35
13.0050.9156.7783100.15.5000
弱磁选精矿
71.5066.1085.5852.75
弱磁选尾矿+0.16.合计
3mm11.653.61100.8512.0051.1556.1003100.10.8100
弱磁选精矿
71.8766.2287.2559.22
弱磁选尾矿+0.18.合计
3mm9.288513.100.0050.074.8.3756.8536100.3800弱磁选精矿
73.0066.8888.4765.01
弱磁选尾矿+0.19.合计
3mm7.495112.100.0053.404.7.3355.7892
100.20
00
注:试验中对磨矿产品进行了表7 -3.35mm原矿样品磨矿0.3mm筛分分级—弱磁选
ꎮ
—磁筛精选试验结果
%(-磨矿细度0.075mm)
产品全铁全铁名称产率品位回收率磁筛精矿56.2268.1566.9544.35
磁筛中矿14.5358.1414.76弱磁选尾矿+0.11.17.9013.合计
3mm100.35
0050.9157.7723100.15.2.894000
磁筛精矿
58.3569.9172.8052.75
磁筛中矿13.1554.4512.78弱磁选尾矿+0.16.合计
3mm11.6512.100.850051.1556.1003100.10.3.618100
磁筛精矿
58.5369.7072.3759.22
磁筛中矿13.3562.8314.88弱磁选尾矿+0.18.4.37合计
3mm9.288413.100.0050.0756.8536100.8.3800磁筛精矿
59.5669.5374.0665.01
磁筛中矿13.4459.9814.42弱磁选尾矿+0.19.4.合计
3mm495112.100.7.0053.4055.7892
7.32100.20
00 D= 1.注5:试验中对磨矿产品进行了mmꎬ磁极间距L=120mmꎮ
0.3mm筛分分级ꎬ磁筛筛孔孔径由表7可知ꎬ弱磁选精矿经磁筛精选后精矿品40%位提高~55%2~3时个百分点ꎬ随着磨矿细度的增加ꎻ当磨矿细度为ꎬ精矿品位和回-0.075mm
70%收率增加明显ꎻ当磨矿细度为-0.075mm50%~不明显时ꎬꎻ随磨矿细度的增加由此可见ꎬ在磨矿细度为ꎬ精矿品位和回收率增加-0.075mm55%左右时ꎬ铁矿物单体已基本解离ꎮ
进行磨矿—磁选扫选试验ꎬ并进行磨矿—弱磁选扫选和磨矿—弱磁选—磁筛扫选工艺流程对比ꎮ2.3.1 磁筛中矿磨矿—弱磁选扫选试验
磁筛中矿磨矿—弱磁选扫选试验结果见表8ꎮ
表8
磁筛中矿磨矿—弱磁选扫选试验结果
%
(-磨矿细度0.075mm)
产品全铁全铁名称产率品位回收率71.45
弱磁选精矿90.0761.9798.10弱磁选尾矿
9.9310.891.90合计100.0056.80100.0081.60
弱磁选精矿91.7163.4798.39弱磁选尾矿
8.3011.521.61合计100.0059.36100.0087.10
弱磁选精矿91.2764.9998.08弱磁选尾矿
8.7413.241.91合计
100.00
60.43
100.00
位增加 由表ꎬ回收率均在8可知ꎬ随磨矿细度的增加98%以上ꎻ随磨矿细度的增加ꎬ弱磁选精矿品ꎬ
弱磁选精矿品位增加明显ꎬ但继续增加磨矿细度ꎬ磨矿成本会提高ꎬ需对工艺做进一步试验研究ꎮ2.3.2 磁筛中矿磨矿—弱磁选—磁筛扫选试验
磁筛中矿磨矿—弱磁选—磁筛扫选试验结果见表9ꎮ
表9
磁筛中矿磨矿—弱磁选—磁筛扫选试验结果
%
(-磨矿细度0.075mm)
产品名称产率全铁品位全铁回收率磁筛精矿67.8265.6878.4371.45
磁筛中矿22.2550.2219.67弱磁选尾矿
9.9310.891.90合计100.0056.80100.00磁筛精矿71.9466.6080.7181.60
磁筛中矿19.7753.1117.68弱磁选尾矿
8.3011.521.61合计100.0059.36100.00磁筛精矿
64.9367.0272.0287.10
磁筛中矿26.3359.8226.07弱磁选尾矿
8.7413.241.91合计
100.00
60.43
100.00
注由表:磁筛筛孔孔径9可知ꎬD弱磁选精矿经磁筛精选后精矿品
=1.5mmꎬ磁极间距L=120mmꎮ
位提高3~4个百分点ꎬ随磨矿细度的增加ꎬ磁筛精矿品位增加ꎬ回收率均在70%以上ꎻ磁筛精矿回收率比弱磁选精矿低15~30个百分点ꎬ这是因为还有一部分品位较高的连生体进入了磁筛中矿ꎬ磁筛中矿应返回磨机后进行再磨再选ꎬ以提高回收率ꎮ
113
总第597期现代矿业
表12
组分含量组分含量
TFe12.40MgO11.59
2019年1月第1期
选矿试验最终尾矿化学多项分析结果%
MFe0.70CaO19.77
FeO0.22Na2O0.088
S7.09K2O0.36
P0.075TiO20.026
SiO227.76Mn
Al2O31.49
3 推荐生产工艺流程
对环境影响小[6]ꎬ综合考虑品位、回收率等因素ꎬ以及河北地区生产环境、生产成本等条件要求ꎬ推荐生
单一磁选法工艺简单、成本低、易于操作管理ꎬ
4 推荐生产工艺流程产品结果及分析
推荐生产工艺流程获得的产品结果见表10ꎬ铁精矿、铁尾矿化学多项分析结果见表11、表12ꎮ
产工艺流程见图1ꎮ
0.12
5 结 论
金属矿物为赤铁矿、褐铁矿、黄铁矿等ꎮ矿石中可回收的金属矿物只有磁铁矿ꎬ应用磁选方法就可获得(1)河北某铁矿金属矿物主要为磁铁矿ꎬ其他
图1 推荐生产工艺流程表10
选矿试验最终产品结果
%
产品名称产率全铁品位全铁回收率精矿77.0867.3494.76尾矿22.92
12.525.24合计
100.00
54.78
100.00
率 77.由表08%10、全铁品位可知ꎬ通过推荐生产工艺流程可获得产67.34%、全铁回收率94.76%的铁精矿ꎮ
表11
选矿试验最终精矿化学多项分析结果
%组分TFeMFeFeOSPSiO2Al2O3含量66.5266.1820.540.0680.0112.260.69组分MgOCaONa2OK2OTiO2Mn含量
1.18
1.32
0.017
0.091
0.048
0.040
铁尾矿中磁性铁含量仅 由表11和表12可知0.ꎬ铁精矿中70%ꎬ说明选别指标良S、P含量很低ꎬ好ꎮ114
高产出且合格的铁精矿粒级磁选抛尾尾矿品位较高(2)该铁矿铁矿物在各粒级中嵌布均匀ꎮ
ꎬ说明该铁矿不适合粗ꎬ在粗
粒级磁选抛尾ꎮ因此ꎬ该铁矿经破碎—磨矿后直接通过磁选工艺进行精选ꎬ并进行磨矿—弱磁选精选和磨矿—弱磁选—磁筛精选工艺流程的对比ꎮ采用弱磁选工艺ꎬ即使再增加磨矿细度也很难再提高精矿品位ꎻ采用磁筛工艺后ꎬ在相同磨矿细度条件下ꎬ精矿品位可提高2~3个百分点需要磨矿使其解离后磁选回收有用铁矿物(3)由于磁筛中矿含有大量未解离的连生体ꎮ
ꎮ对磁筛ꎬ
中矿进行磨矿—弱磁选精选和磨矿—弱磁选—磁筛精选工艺流程的对比ꎬ采用磁筛工艺比采用弱磁选工艺在相同磨矿细度条件下ꎬ精矿品位提高3~4个
百分点ꎮ新产生的磁筛中矿返回磨机后进行再磨再选ꎬ以提高回收率ꎮ
67产工(4)34%艺流综合考虑品位、全铁回收率为程可获得产、率回收率等因素94为76%77的铁精矿08%、ꎬ全通过推荐生
铁ꎮ品磁筛精位为选工艺对获得良好的铁精矿指标起着至关重要的作
用ꎮ
参 考 文 献
[1] 代淑娟ꎬ孟光栋ꎬ胡志刚ꎬ等.河北某低品位难选铁矿选矿试验
研究[J].中国矿业ꎬ2013(9):118 ̄121.
[2] 李 琳ꎬ吕宪俊ꎬ邱 俊ꎬ等.内蒙某极贫铁矿选矿试验研究
[J].中国矿业ꎬ2014(5):126 ̄129.
[3] 谢广元ꎬ张明旭ꎬ边炳鑫ꎬ等.选矿学[M].徐州:中国矿业大学
出版社ꎬ2001.
[4] 王二锋ꎬ王建业.磁场筛选机在福建某铁矿精选提质的工业试
验[J].矿产保护与利用ꎬ2014(4):41 ̄44.
[5] 张颖新ꎬ雷晴宇ꎬ于岸洲.磁筛应用于八台铁矿选矿厂的试验
研究[J].金属矿山ꎬ2013(2):115 ̄117.
[6] 张艳娇ꎬ刘光学ꎬ赵 平ꎬ等.节能降耗设备磁筛在磁铁矿精选
中的应用[J].矿产保护与利用ꎬ2009ꎬ29(3):27 ̄30.
(收稿日期2018 ̄12 ̄05 责任编辑 袁风香)
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