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河北某铁矿选矿试验∗
2019-02-20
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,对其进行了选矿试验 研究。经过磨矿—弱磁选工艺与磨矿—弱磁选—磁筛工艺的对比,确定采用磨矿—弱磁选—磁筛 工艺可以获得更好的选矿指标。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,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。采 用磁筛工艺对该铁矿的精选提质起到了关键性的作用。
Serial No. 597 January. 2019 现ꢀ 代ꢀ 矿ꢀ 业 MODERN MINING 总第 597期 2019 年 1 月第 1 期 ∗ 河北某铁矿选矿试验 1 ,2,3 1,2,3 1,2,3 1,2,3 ꢀ 于岸洲 王二锋 ꢀ 张颖新 ꢀ 董ꢀ 栋 ( 1. 中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所;2. 国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心; 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,对其进行了选矿试验 研究。 经过磨矿—弱磁选工艺与磨矿—弱磁选—磁筛工艺的对比,确定采用磨矿—弱磁选—磁筛 工艺可以获得更好的选矿指标。 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,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。 采 用磁筛工艺对该铁矿的精选提质起到了关键性的作用。 关键词ꢀ 铁矿ꢀ 磁选ꢀ 磁筛ꢀ 精选 DOI:10. 3969 / j. issn. 1674-6082. 2019. 01. 025 Experiment on Beneficiation of an Iron Mine in Hebei Province 1 ,2,3 1,2,3 1,2,3 1,2,3 Wang Erfeng 1. Zhengzhou Institute of Multipurpose Utilization of Mineral Resources,Chinese Academy of Geological Sciences; . National Engineering and Technology Research Center for the Comprehensive Utilization of Non-metallic ꢀ Zhang Yingxin ꢀ Dong Dong ꢀ Yu Anzhou ( 2 Mineral Resources;3. Key Laboratory of Polimetallic Ores Utilization of Ministry of Land and Resources) Abstractꢀ Aiming at the problem of which a iron mine needed to provide technical supports for sub- sequent development and utilization,beneficiation test research was carried out. After comparing grinding- low intensity magnetic separation process with grinding-low intensity magnetic separation-magnetic screen- ing process,grinding-low intensity magnetic separation-magnetic screening process was determined which could get better beneficiation indexes. Iron concentrate with yield rate of 77. 08% ,TFe grade of 67. 34% , TFe recovery rate of 94. 76% was obtained via raw ore grinding-low intensity magnetic separation-magnet- ic screening-magnetic screening middlings grinding-low intensity magnetic separation-magnetic screening scavenging process. Magnetic screening process played a pivotal role in the iron ore cleaning upgrading. Keywordsꢀ Iron mine,Magnetic separation,Magnetic screening,Cleaning ꢀ ꢀ 河北某铁矿金属矿物主要为磁铁矿,该铁矿目 1ꢀ 矿石性质 前还没有建设选厂,为了给铁矿后续的开发利用提 原矿光谱半定量分析结果见表 1,原矿化学多 供技术支持,对其进行了选矿试验研究。 磁铁矿选 元素分析见表 2,原矿铁物相分析结果见表 3。 表 1ꢀ 原矿光谱半定量分析结果 [ 1] % 矿应用最为广泛的选矿方法为磁选 ,根据该矿有 用铁矿物的嵌布特点,确定磨矿—磁选的工艺流程, 进行磨矿—弱磁选和磨矿—弱磁选—磁筛工艺方 Na2 O MgO Al2 O3 SiO2 28 S 2 P Cl 0. 06 组分 含量 组分 含量 组分 含量 0 . 05 6 2 0. 2 [ 2] K 2 O CaO 22 TiO 2 V 0. 09 As Mn 0. 3 Sr Fe O 2 3 案 的对比,并进行详细的条件试验,以期获得良 0. 5 Ni 0. 2 Zn 35 Ba 好的选别指标。 Cu 0. 01 0. 03 0. 005 0. 004 0. 008 0. 06 ꢀ ꢀ ∗ 中 国 地 质 调 查 局 地 质 矿 产 调 查 评 价 项 目 ( 编 号: DD20160073)。 王二锋(1984—),男,工程师,硕士,450006 河南省郑州市中原 区陇海西路 328 号。 ꢀ ꢀ 由表 1 ~ 表 3 可知, 此铁矿全铁含量高, 为 3. 04% ,铁元素的主要存在形式是磁铁矿。 5 1 14 ꢀ ꢀ 王二锋ꢀ 张颖新等:河北某铁矿选矿试验ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2019 年 1 月第 1 期 表 2ꢀ 原矿化学多项分析结果 % 磁场直接吸引磁性颗粒,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,增大磁铁矿单体与脉石或连生体的沉降速度差 和尺寸差,然后通过安装在磁场中的专用筛(其筛 组分 含量 组分 含量 TFe MFe FeO S P SiO 2 Al O 2 3 55. 04 50. 94 15. 81 1. 74 0. 045 9. 11 1. 43 MgO 3. 25 CaO Na 2 O K 2 O TiO 2 Mn 6. 45 0. 067 0. 17 0. 066 0. 072 孔比给矿中的最大颗粒大数倍)将磁聚体与处于分 表 5ꢀ -3. 35 mm 矿样分粒级磁选抛尾试验结果 表 3ꢀ 原矿铁物相分析结果 % 铁物相 铁含量 50. 15 1. 10 铁分布率 粒级 mm 产品 名称 产率 / % 全铁品位 全铁回收率 / / % / % 磁铁矿中的铁 赤(褐)铁矿中的铁 硅酸铁中的铁 硫化铁中的铁 其他 94. 56 2. 07 精矿 尾矿 合计 精矿 尾矿 合计 精矿 尾矿 合计 精矿 尾矿 合计 精矿 尾矿 合计 精矿 尾矿 合计 精矿 尾矿 合计 97. 04 2. 96 55. 63 15. 16 54. 43 56. 80 18. 10 55. 11 57. 55 20. 36 54. 82 59. 40 19. 06 55. 59 64. 67 17. 76 59. 27 65. 68 14. 41 58. 30 67. 86 10. 60 54. 84 99. 18 0. 82 ꢁ 3. 35+2. 0 0. 31 0. 58 100. 00 95. 63 4. 37 100. 00 98. 56 1. 44 1. 33 2. 51 0. 15 0. 28 ꢁ 2. 0+1. 0 1. 0+0. 5 0. 5+0. 3 全铁 53. 04 100. 00 100. 00 92. 67 7. 33 100. 00 97. 28 2. 72 2 ꢀ 选矿试验研究 . 1ꢀ 弱磁选抛尾试验 ꢁ 2 100. 00 90. 54 9. 46 100. 00 96. 76 3. 24 对该铁矿除了进行选矿试验外,还进行了邦德 ꢁ 磨矿功指数试验研究,而邦德磨矿功指数要求粒度 为ꢁ3. 35 mm,因此,选矿试验采用破碎到ꢁ3. 35 mm 的矿样。 为确定合理的粗粒磁选抛尾粒度,对ꢁ3. 100. 00 88. 49 11. 51 100. 00 85. 61 14. 39 100. 00 77. 26 22. 74 100. 00 100. 00 96. 55 3. 45 ꢁ0. 3+0. 15 100. 00 96. 44 3. 56 3 5 mm 的原矿筛分产品进行弱磁选抛尾试验,抛尾 试验采用湿法鼓型电磁式 XCRS-400 mm×300 mm 型弱磁选机, ꢁ3. 35 mm 矿样粒度筛析结果见表 4, ꢁ 0. 15+0. 075 100. 00 95. 60 4. 40 分粒级磁选抛尾结果见表 5。 表 4ꢀ -3. 35 mm 矿样粒度筛析结果 ꢁ 0. 075 100. 00 品位/ % 分布率/ % 粒级/ mm 产率/ % [4] TFe MFe TFe MFe 散状态的脉石及连生体分离 。 该设备采用有别 于传统弱磁选机的特殊分选原理,使得磁筛能更有 效地剔除脉石和连生体,获得更高品位的磁铁精矿, 同时还具有可放粗磨矿粒度,提高生产能力的效 ꢁ 3. 35+2. 0 2. 0+1. 0 1+0. 5 0. 5+0. 3 0. 3+0. 15 0. 15+0. 075 21. 85 21. 02 15. 56 4. 65 53. 78 54. 29 55. 96 58. 47 57. 39 61. 16 55. 79 56. 01 51. 44 50. 60 49. 93 50. 93 53. 62 55. 63 50. 10 51. 58 20. 98 20. 38 15. 54 4. 86 21. 79 20. 62 15. 06 4. 59 ꢁ ꢁ ꢁ ꢁ 12. 09 11. 71 13. 12 100. 00 12. 39 12. 78 13. 07 12. 57 12. 63 12. 74 [ 5] 果 。 目前,磁筛己在国内外数十家铁矿山得到应 ꢁ ꢁ 0. 075 用,使铁精矿品位普遍提高了 2 ~ 10 个百分点。 合计 100. 00 100. 00 2 . 2. 1ꢀ 原矿磨矿—弱磁选精选试验 ꢀ ꢀ 由表 4、表 5 可知,该铁矿铁矿物在各粒级中嵌 ꢁ3. 35 mm 原矿样磨矿—弱磁选精选试验结果 [ 3] 布均匀,在粗粒级磁选抛尾尾矿 品位较高,说明 该铁矿不适合粗粒级磁选抛尾。 见表 6。 由表 6 可知,随磨矿细度的增加,弱磁选精矿全 2 . 2ꢀ 原矿磨矿—磁选精选试验 铁品位增加,且全铁回收率均在 80% 以上;随磨矿 细度的增加,弱磁选精矿全铁品位和回收率增加不 明显,继续增加磨矿细度,其磨矿成本提高,需对工 艺做进一步试验研究。 由于该铁矿不适合粗粒磁选抛尾且为富矿,因 此,对ꢁ3. 35 mm 原矿样直接进行磨矿—磁选精选 试验,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。 2. 2. 2ꢀ 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。 ꢁ3. 35 mm 原矿样磨矿—弱磁选—磁 筛精选试验结果见表 7。 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。 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 1 15 总第 597 期 现代矿业 2019 年 1 月第 1 期 表 6ꢀ - 3. 35 mm 原矿样磨矿 — 弱磁选试验结果 % 2. 3ꢀ 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,需要 磨矿细度 ꢁ0. 075 mm) 产品 名称 全铁 品位 全铁 回收率 产率 ( 磨矿使其解离后磁选回收有用铁矿物。 对磁筛中矿 进行磨矿—磁选扫选试验,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。 弱磁选精矿 弱磁选尾矿 70. 75 11. 90 17. 35 100. 00 71. 50 16. 65 11. 85 100. 00 71. 87 18. 85 9. 28 65. 81 13. 91 50. 77 56. 83 66. 10 12. 15 51. 10 56. 03 66. 22 13. 07 50. 85 56. 36 66. 88 12. 40 53. 78 55. 92 81. 59 2. 91 44. 35 52. 75 59. 22 65. 01 + 0. 3 mm 15. 50 100. 00 85. 58 3. 61 合计 2 . 3. 1ꢀ 磁筛中矿磨矿—弱磁选扫选试验 弱磁选精矿 弱磁选尾矿 磁筛中矿磨矿—弱磁选扫选试验结果见表 8。 + 0. 3 mm 10. 81 100. 00 87. 25 4. 37 表 8ꢀ 磁筛中矿磨矿 — 弱磁选扫选试验结果 % 合计 磨矿细度 ꢁ0. 075 mm) 产品 名称 全铁 品位 全铁 弱磁选精矿 弱磁选尾矿 产率 ( 回收率 98. 10 1. 90 弱磁选精矿 弱磁选尾矿 合计 90. 07 9. 93 61. 97 10. 89 56. 80 63. 47 11. 52 59. 36 64. 99 13. 24 60. 43 + 0. 3 mm 8. 38 7 1. 45 合计 100. 00 73. 00 19. 51 7. 49 100. 00 88. 47 4. 33 100. 00 91. 71 8. 30 100. 00 98. 39 1. 61 弱磁选精矿 弱磁选尾矿 弱磁选精矿 弱磁选尾矿 合计 81. 60 + 0. 3 mm 7. 20 100. 00 91. 27 8. 74 100. 00 98. 08 1. 91 合计 100. 00 100. 00 弱磁选精矿 弱磁选尾矿 合计 ꢀ ꢀ 注:试验中对磨矿产品进行了 0. 3 mm 筛分分级。 8 7. 10 表 7ꢀ - 3. 35 mm 原矿样品磨矿 — 弱磁选 100. 00 100. 00 — 磁筛精选试验结果 % ꢀ ꢀ 由表 8 可知,随磨矿细度的增加,弱磁选精矿品 位增加,回收率均在 98% 以上;随磨矿细度的增加, 弱磁选精矿品位增加明显,但继续增加磨矿细度,磨 矿成本会提高,需对工艺做进一步试验研究。 磨矿细度 ꢁ0. 075 mm) 产品 名称 全铁 全铁 产率 ( 品位 68. 15 58. 14 13. 91 50. 77 57. 23 69. 91 54. 45 12. 15 51. 10 56. 03 69. 70 62. 83 13. 07 50. 85 56. 36 69. 53 59. 98 12. 40 53. 78 55. 92 回收率 66. 95 14. 76 2. 89 磁筛精矿 磁筛中矿 56. 22 14. 53 11. 90 17. 35 100. 00 58. 35 13. 15 16. 65 11. 85 100. 00 58. 53 13. 35 18. 84 9. 28 44. 35 52. 75 59. 22 65. 01 弱磁选尾矿 2 . 3. 2ꢀ 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 + 0. 3mm 15. 40 100. 00 72. 80 12. 78 3. 61 合计 磁筛精矿 磁筛中矿 表 9。 表 9ꢀ 磁筛中矿磨矿 — 弱磁选 — 磁筛扫选试验结果 弱磁选尾矿 % + 0. 3 mm 10. 81 100. 00 72. 37 14. 88 4. 37 磨矿细度 ꢁ0. 075 mm) 合计 产品名称 产率 全铁品位 全铁回收率 ( 磁筛精矿 磁筛中矿 磁筛精矿 磁筛中矿 弱磁选尾矿 合计 67. 82 22. 25 9. 93 65. 68 50. 22 10. 89 56. 80 66. 60 53. 11 11. 52 59. 36 67. 02 59. 82 13. 24 60. 43 78. 43 19. 67 1. 90 弱磁选尾矿 7 8 8 1. 45 1. 60 7. 10 + 0. 3 mm 8. 38 100. 00 71. 94 19. 77 8. 30 100. 00 80. 71 17. 68 1. 61 合计 100. 00 59. 56 13. 44 19. 51 7. 49 100. 00 74. 06 14. 42 4. 32 磁筛精矿 磁筛中矿 弱磁选尾矿 合计 磁筛精矿 磁筛中矿 弱磁选尾矿 100. 00 64. 93 26. 33 8. 74 100. 00 72. 02 26. 07 1. 91 + 0. 3 mm 7. 20 磁筛精矿 磁筛中矿 弱磁选尾矿 合计 合计 100. 00 100. 00 ꢀ ꢀ 注:试验中对磨矿产品进行了 0. 3 mm 筛分分级,磁筛筛孔孔径 D=1. 5 mm,磁极间距 L =120 mm。 100. 00 100. 00 由表 7 可知,弱磁选精矿经磁筛精选后精矿品 位提高 2 ~ 3 个百分点;当磨矿细度为ꢁ0. 075 mm ꢀ ꢀ 注:磁筛筛孔孔径 D=1. 5 mm,磁极间距 L =120 mm。 由表 9 可知,弱磁选精矿经磁筛精选后精矿品 4 0% ~ 55% 时,随着磨矿细度的增加,精矿品位和回 收率增加明显;当磨矿细度为ꢁ0. 075 mm 50% ~ 0% 时,随磨矿细度的增加,精矿品位和回收率增加 位提高 3 ~ 4 个百分点,随磨矿细度的增加,磁筛精 矿品位增加,回收率均在 70% 以上;磁筛精矿回收 率比弱磁选精矿低 15 ~ 30 个百分点,这是因为还有 一部分品位较高的连生体进入了磁筛中矿,磁筛中 矿应返回磨机后进行再磨再选,以提高回收率。 7 不明显;由此可见,在磨矿细度为ꢁ0. 075 mm 55% 左右时,铁矿物单体已基本解离。 1 16 ꢀ ꢀ 王二锋ꢀ 张颖新等:河北某铁矿选矿试验ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2019 年 1 月第 1 期 表 12ꢀ 选矿试验最终尾矿化学多项分析结果 % 3 ꢀ 推荐生产工艺流程 单一磁选法工艺简单、成本低、易于操作管理, 组分 含量 12. 40 0. 70 组分 MgO CaO TFe MFe FeO S P SiO 7. 09 0. 075 27. 76 TiO Mn 2 Al 2 O 3 [ 6] 0. 22 1. 49 对环境影响小 ,综合考虑品位、回收率等因素,以 及河北地区生产环境、生产成本等条件要求,推荐生 产工艺流程见图 1。 Na O K O 2 2 2 含量 11. 59 19. 77 0. 088 0. 36 0. 026 0. 12 5 ꢀ 结ꢀ 论 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 10,铁 ( 1)河北某铁矿金属矿物主要为磁铁矿,其他 金属矿物为赤铁矿、褐铁矿、黄铁矿等。 矿石中可回 收的金属矿物只有磁铁矿,应用磁选方法就可获得 高产出且合格的铁精矿。 精矿、铁尾矿化学多项分析结果见表 11、表 12。 ( 2)该铁矿铁矿物在各粒级中嵌布均匀,在粗 粒级磁选抛尾尾矿品位较高,说明该铁矿不适合粗 粒级磁选抛尾。 因此,该铁矿经破碎—磨矿后直接 通过磁选工艺进行精选,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。 采用 弱磁选工艺,即使再增加磨矿细度也很难再提高精 矿品位;采用磁筛工艺后,在相同磨矿细度条件下, 精矿品位可提高 2 ~ 3 个百分点。 ( 3)由于磁筛中矿含有大量未解离的连生体, 需要磨矿使其解离后磁选回收有用铁矿物。 对磁筛 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,采用磁筛工艺比采用弱磁选 工艺在相同磨矿细度条件下,精矿品位提高 3 ~ 4 个 百分点。 新产生的磁筛中矿返回磨机后进行再磨再 选,以提高回收率。 图 1ꢀ 推荐生产工艺流程 (4)综合考虑品位、回收率等因素,通过推荐生 产工艺流程可获得产率为 77. 08% 、 全铁品位为 67. 34% 、全铁回收率为 94. 76% 的铁精矿。 磁筛精 选工艺对获得良好的铁精矿指标起着至关重要的作 用。 表 10ꢀ 选矿试验最终产品结果 % 产品名称 精矿 产率 77. 08 22. 92 100. 00 全铁品位 67. 34 全铁回收率 94. 76 尾矿 12. 52 5. 24 合计 54. 78 100. 00 参ꢀ 考ꢀ 文ꢀ 献 ꢀ ꢀ 由表 10 可知,通过推荐生产工艺流程可获得产 [ 1]ꢀ 代淑娟,孟光栋,胡志刚,等. 河北某低品位难选铁矿选矿试验 研究[J]. 中国矿业,2013(9):118-121. 率 77. 08% 、全铁品位 67. 34% 、全铁回收率 94. 76% 的铁精矿。 [2] ꢀ 李ꢀ 琳,吕宪俊,邱ꢀ 俊,等. 内蒙某极贫铁矿选矿试验研究 J]. 中国矿业,2014(5):126-129. [ 表 11ꢀ 选矿试验最终精矿化学多项分析结果 % [ [ [ [ 3]ꢀ 谢广元,张明旭,边炳鑫,等. 选矿学[M]. 徐州:中国矿业大学 出版社,2001. 组分 TFe MFe FeO S P SiO 2 Al 2 O 3 含量 66. 52 66. 18 20. 54 0. 068 0. 011 2. 26 0. 69 4]ꢀ 王二锋,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,2014(4):41-44. 组分 含量 MgO 1. 18 CaO Na 2 O K 2 O TiO 2 Mn 5]ꢀ 张颖新,雷晴宇,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,2013(2):115-117. 1. 32 0. 017 0. 091 0. 048 0. 040 ꢀ ꢀ 由表 11 和表 12 可知,铁精矿中 S、P 含量很低, 6]ꢀ 张艳娇,刘光学,赵ꢀ 平,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,2009,29(3):27-30. 铁尾矿中磁性铁含量仅 0. 70% ,说明选别指标良 好。 (收稿日期 2018-12-05ꢀ 责任编辑ꢀ 袁风香) 1 17
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