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某低品位铁矿石选矿试验
2019-09-19
试验用极贫铁矿石铁品位为13. 90%,有害元素磷含量为0. 86%,磁性铁占总铁的 46. 04%,主要以磁赤铁矿、磁铁矿形式存在,磁赤铁矿、磁铁矿以半自形变晶结构为主,嵌布粒度大 于0. 1 mm 的超过75%,约有5%的磁赤铁矿的嵌布粒度小于0. 05 mm。为确定该矿石的开发利用 工艺,进行了选矿试验研究。结果表明,矿石采用3 阶段磨选流程处理,在一段磨矿细度为-0. 076 mm 占38. 5%、弱磁选磁场强度为115 kA/ m,二段磨矿细度为-0. 076 mm 占74%、弱磁选磁场强度 为115 kA/ m,三段磨矿细度为-0. 043 mm 占92%、弱磁选磁场强度为115 ...
Serial No. 604 August. 2019 现ꢀ 代ꢀ 矿ꢀ 业 MODERN MINING 总第 604期 2019 年 8 月第 8 期 某低品位铁矿石选矿试验 1 1 1 2 胡ꢀ 洋 ꢀ 张梦雨 ꢀ 陈ꢀ 飞 ꢀ 刘佳毅 ( 1. 武汉工程大学兴发矿业学院;2. 武汉开圣工程设计研究有限责任公司) ꢀ ꢀ 摘ꢀ 要ꢀ 试验用极贫铁矿石铁品位为 13. 90% ,有害元素磷含量为 0. 86% ,磁性铁占总铁的 6. 04% ,主要以磁赤铁矿、磁铁矿形式存在,磁赤铁矿、磁铁矿以半自形变晶结构为主,嵌布粒度大 4 于 0. 1 mm 的超过 75% ,约有 5% 的磁赤铁矿的嵌布粒度小于 0. 05 mm。 为确定该矿石的开发利用 工艺,进行了选矿试验研究。 结果表明,矿石采用 3 阶段磨选流程处理,在一段磨矿细度为-0. 076 mm 占 38. 5% 、弱磁选磁场强度为 115 kA/ m,二段磨矿细度为-0. 076 mm 占 74% 、弱磁选磁场强度 为 115 kA/ m,三段磨矿细度为-0. 043 mm 占 92% 、弱磁选磁场强度为 115 kA/ m 的情况下,获得了 铁品位为 60. 12% 、铁回收率为 40. 22% 的铁精矿,铁精矿硫、磷含量均较低,满足产品质量要求。 关键词ꢀ 低品位铁矿石ꢀ 阶段磨选ꢀ 弱磁选 DOI:10. 3969 / j. issn. 1674ꢁ6082. 2019. 08. 038 Beneficiation Test of a Low Grade Iron Ore 1 1 1 2 Hu Yang ꢀ Zhang Mengyu ꢀ Chen Fei ꢀ Liu Jiayi 1. Xingfa School of Mining Engineering,Wuhan Institute of Technology; . Kaisheng Science and Technology Co. ,Ltd. of WISCO) ( 2 Abstractꢀ The iron grade of the extremely poor iron ore used in the test is 13. 90% ,the harmful elꢁ ement phosphorus content is 0. 86% ,and the magnetic iron accounts for 46. 04% of the total iron,mainly in the form of maghemite and magnetite,maghemite and magnet. The ore is dominated by a semiꢁselfꢁmorꢁ phing crystal structure with an inlaid grain size of more than 75% greater than 0. 1 mm,and about 5% of the maghemite has a size of less than 0. 05 mm. In order to determine the development and utilization process of the ore,a mineral processing experiment was conducted. The results show that the ore is treated by threeꢁstage grinding process: the first stage grinding fineness is -0. 076 mm 38. 5% ,the magnetic field intensity of low intensity magnetic separation is 115 kA/ m,the second stage grinding fineness is - 0. 076 mm 74% ,the magnetic field intensity of low intensity magnetic separation is 115 kA/ m,the third stage grinding fineness is -0. 043 mm 92% ,and the magnetic field intensity of low intensity magnetic separation is 115 kA/ m. Iron concentrate with 60. 12% iron grade and 40. 22% iron recovery was obꢁ tained. The sulphur and phosphorus content of iron concentrate is low,which meets the requirements of product quality. Keywordsꢀ Low grade iron ore,Stage grinding,Low intensity magnetic separation [ 3ꢁ5] 。 近十年来,对铁矿石需求的迅猛增加,贫、 ꢀ ꢀ 铁矿石是钢铁工业的主要原料,随着矿产资源 发展 的开发利用,高品位铁矿石越来越少,导致我国铁矿 石供应远远不能满足钢铁工业的发展,大量依赖进 细、杂难选铁矿石的开发利用研究正成为当前矿业 [ 6ꢁ12] 。 开发研究的焦点 [ 1ꢁ2] 口 。 我国铁矿石供需差距的增大,导致全球铁矿 试验将在对某铁品位为 13. 90% 的贫铁矿石进 行工艺矿物学研究的基础上进行选矿试验研究,为 该矿石的开发利用提供技术依据。 石价格大幅度上涨,严重影响我国钢铁工业的健康 ꢀ ꢀ 胡ꢀ 洋(1992—),男,硕士研究生,430074 湖北省武汉市洪山区 雄楚大道 693 号。 1 28 ꢀ ꢀ 胡ꢀ 洋ꢀ 张梦雨等:某低品位铁矿石选矿试验ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2019 年 8 月第 8 期 1 ꢀ 矿石性质 矿石主要化学成分分析结果见表 1,铁物相分 析结果见表 2,各主要矿物的微观形貌见图 1 ~ 图 6。 表 1ꢀ 矿石主要化学成分分析结果 % 成分 含量 成分 含量 Fe TiO 2 P Co Ni 0. 09 Al 13. 90 1. 65 S 0. 86 MgO 23. 64 0. 01 CaO 3. 80 SiO O 2 2 3 图 4ꢀ 矿石中的硫化物 31. 54 0. 07 2. 57 % 表 2ꢀ 原矿铁物相分析结果 含量 分布率 46. 04 2. 16 铁物相 磁性铁 碳酸铁 赤褐铁 硫化铁 硅酸铁 总铁 6 0 6 0 0 . 40 . 30 . 72 . 40 . 08 48. 34 2. 88 0. 58 13. 90 100. 00 图 5ꢀ 矿石中的镍黄铁矿 图 6ꢀ 矿石中的磁黄铁矿与黄铜矿 图 1ꢀ 矿石中的磁铁矿与磁赤铁矿 图 2ꢀ 矿石中的假象赤铁矿 图 3ꢀ 矿石中的赤铁矿 6 . 40% ,分布率为 46. 04% ,赤褐铁含量为 6. 72% , 分布率为 48. 34% ,磁性铁与赤褐铁为该矿石中铁 的主要赋存形式。 矿石中的有用金属矿物主要是磁赤铁矿+磁铁 矿(图 1),约占 9% ;假象赤铁矿+赤铁矿(图 2、图 3 ),约占 10% ;硫化物少量(图 4),约占 1. 5% ;极少 量的磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿等( 图 5、图 6)。 脉石矿物主要为绿泥石、石英、白云母、长石、方解 石、白云石、黏土矿物和磷灰石。 矿石中的赤铁矿以他形粒状结构为主,结晶粒 度细微,嵌布粒度小于 10 μm 的占 60% 以上,总体 上均小于 20 μm;磁赤铁矿以半自形变晶结构为主, 结晶粒度较赤铁矿粗,其嵌布粒度大于 0. 1 mm 的 占 75% 以上,但有 5% 左右的磁赤铁矿的嵌布粒度 小于 0. 05 mm。 2 2 ꢀ 试验结果与讨论 . 1ꢀ 一段磨矿细度试验 由表 1 可知,矿石铁品位为 13. 90% ,属极贫铁 矿石,矿石含有钛等元素,含量较低,其中 TiO2 含量 为 1. 65% ;有害元素磷含量为 0. 86% ,主要杂质成 分为 SiO2 和 MgO。 一段磨矿细度试验采用 1 次弱磁粗选流程,磁 场强度为 115 kA/ m,试验结果见图 7。 由图 7 可知,随着一段磨矿细度的提高,粗精矿 铁品位上升,铁回收率下降。考虑到一段磨选的主 由 表 2 可 以 看 出 , 矿 石 中 磁 性 铁 含 量 为 1 29 总第 604 期 现代矿业 2019 年 8 月第 8 期 铁品位下降,铁作业回收率上升。 综合考虑,确定二 段弱磁精选磁场强度为 115 kA/ m。 2 . 3ꢀ 三段磨选试验 三段磨选试验给矿为二段磨选精矿,试验采用 次弱磁精选流程。 1 2 . 3. 1ꢀ 三段磨矿细度试验 三段磨矿细度试验的弱磁精选磁选强度为 115 kA/ m,试验结果见图 10。 图 7ꢀ 一段磨矿细度试验结果 ■ □ —品位; —回收率 要目的是在粗磨情况下尽可能抛掉大量的脉石矿 物,以减少二段磨矿成本,因此,确定一段磨矿细度 为-0. 076 mm 占 38. 5% 。 2 . 2ꢀ 二段磨选试验 二段磨选试验给矿为一段磨选粗精矿,试验采 用 1 次弱磁精选流程。 2 . 2. 1ꢀ 二段磨矿细度试验 图 10ꢀ 三段磨矿细度试验结果 二段磨矿细度试验的弱磁精选磁选强度为 115 ■ □ —品位; —回收率 kA/ m,试验结果见图 8。 由图 10 可知,随着磨矿细度的提高,精选 2 精 矿铁品位上升,铁作业回收率下降。 综合考虑,确定 二段磨矿细度为-0. 043 mm 占 92% 。 2 . 3. 2ꢀ 三段弱磁精选磁场强度试验 三段 弱 磁 精 选 磁 场 强 度 试 验 的 磨 矿 细 度 为-0. 043 mm 占 92% ,试验结果见图 11。 图 8ꢀ 二段磨矿细度试验结果 ■ □ —品位; —回收率 由图 8 可知,随着磨矿细度的提高,精选 1 精矿 铁品位上升,铁作业回收率下降。 综合考虑,确定二 段磨矿细度为-0. 076 mm 占 74% 。 2 . 2. 2ꢀ 二段弱磁精选磁场强度试验 图 11ꢀ 三段弱磁精选磁场强度试验结果 二段 弱 磁 精 选 磁 场 强 度 试 验 的 磨 矿 细 度 ■ □ —品位; —回收率 为-0. 076 mm 占 74% ,试验结果见图 9。 由图 11 可知,随着磁场强度的提高,精选 2 精 矿铁品位下降,铁作业回收率上升。 综合考虑,确定 三段弱磁选磁场强度为 115 kA/ m。 2 . 4ꢀ 弱磁选尾矿再磨再选试验 由于原矿中赤褐铁占总铁的 48. 34% ,赤褐铁 的回收对流程铁回收率的影响非常大。 因此,对弱 磁选总尾矿进行了磨矿—强磁选条件试验。 试验结 果表明,调整磨矿细度和强磁选背景磁感应强度,强 磁选精矿铁品位均难以超过 11% 。 因此,从弱磁选 尾矿中回收赤褐铁的意义不大。 图 9ꢀ 二段弱磁精选磁场强度试验结果 ■ —品位; □ —回收率 2. 5ꢀ 全流程试验 由图 9 可知,随着磁场强度的提高,精选 1 精矿 试验全流程见图 12,试验结果见表 3,精矿主要 1 30 ꢀ ꢀ 胡ꢀ 洋ꢀ 张梦雨等:某低品位铁矿石选矿试验ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2019 年 8 月第 8 期 化学成分分析结果见表 4。 ꢀ ꢀ (2)矿石采用 3 阶段磨选流程处理,在一段磨 矿细度为-0. 076 mm 占 38. 5% 、弱磁选磁场强度为 1 15 kA/ m,二段磨矿细度为-0. 076 mm 占 74% 、弱 磁 选 磁 场 强 度 为 115 kA/ m, 三 段 磨 矿 细 度 为-0. 043 mm 占 92% 、弱磁选磁场强度为 115 kA/ m 的情况下,获得了铁品位为 60. 12% 、铁回收率为 4 0. 22% 的铁精矿,铁精矿硫、磷含量均较低,满足产 品质量要求。 参ꢀ 考ꢀ 文ꢀ 献 [ [ 1]ꢀ 纪振明. 云南某难选赤铁矿选矿试验[ J]. 现代矿业,2018 11):103ꢁ105. 图 12ꢀ 试验全流程 表 3ꢀ 全流程试验结果 ( % 2]ꢀ 刘ꢀ 军,杨任新,王ꢀ 炬,等. 姑山极微细粒赤铁矿石选矿工艺 流程改进探索试验[J]. 金属矿山,2018(10):70ꢁ75. 产品 铁精矿 尾矿 产率 9. 30 铁品位 60. 12 9. 16 铁回收率 40. 22 59. 78 100. 00 [3]ꢀ 成传鹏,贺国春. 我国复杂难选铁矿石选矿技术研究[J]. 世界 有色金属,2018(8):54ꢁ55. 90. 70 100. 00 原矿 13. 90 [4]ꢀ 肖婉琴,郑桂兵. 某微细粒难选铁矿选矿试验研究[J]. 有色金 属:选矿部分,2017(5):46ꢁ50. 表 4ꢀ 铁精矿主要化学成分分析结果 % [ [ [ [ 5]ꢀ 胡正华,韩ꢀ 伟. 湖北某地铁矿石选矿试验研究[ J]. 铜业工 程,2018(2):44ꢁ49. 成分 含量 Fe S P SiO 2 60. 12 0. 13 0. 05 2. 91 6]ꢀ 李纯阳,段风梅,马艺闻,等. 极贫磁铁矿选矿生产工艺流程考 察分析[J]. 中国矿业,2018(7):85ꢁ89. ꢀ ꢀ 从表 3、表 4 可以看出,采用图 12 所示的流程 处理矿石,可获得铁品位为 60. 12% 、铁回收率为 0. 22% 的铁精矿,铁精矿硫、磷含量均较低,满足产 品质量要求。 7]ꢀ 孙ꢀ 康,钱有军. 某难选铜铅锌多金属硫铁矿选矿试验[J]. 现 代矿业,2018(9):6ꢁ10. 4 8]ꢀ 梁艳涛,李春辉. 河北某低品位磁铁矿选矿试验[ J]. 现代矿 业,2017(12):115ꢁ116. 3 ꢀ 结ꢀ 语 [9]ꢀ 朱照照,金末梅. 某超贫磁铁矿选矿试验研究[J]. 内蒙古科技 与经济,2017(12):39ꢁ41. ( 1) 试 验 矿 石 属 极 贫 铁 矿 石, 铁 品 位 为 [ [ [ 10]ꢀ 罗俊凯,曹ꢀ 杨,焦ꢀ 芬,等. 湖南某石英型赤褐铁矿选矿试 验研究[J]. 矿冶工程,2018(3):82ꢁ85. 1 3. 90% ,有害元素磷含量为 0. 86% ;矿石中磁性铁 占总铁的 46. 04% ,赤褐铁占总铁的 48. 34% ;矿石 中的有用金属矿物主要是磁赤铁矿、磁铁矿,赤铁矿 没有回收价值;磁赤铁矿、磁铁矿以半自形变晶结构 为主,嵌布粒度大于 0. 1 mm 的占 75% 以上,但有 11]ꢀ 郭丽东,朱ꢀ 磊. 某磁铁矿选矿工艺试验研究[J]. 包钢科技, 2018(3):27ꢁ30. 12]ꢀ 曾小波,张ꢀ 渊,熊文良,等. 某低品位钒钛磁铁矿选矿试验 研究[J]. 矿产综合利用,2017(3):67ꢁ70. 5 % 左右的磁赤铁矿的嵌布粒度小于 0. 05 mm。 (收稿日期 2019ꢁ06ꢁ26ꢀ 责任编辑ꢀ 罗主平) ꢂꢂꢂꢂꢂꢂꢂꢂꢂꢂꢂꢂꢂꢂꢂꢂꢂꢂꢂꢂꢂꢂꢂꢂꢂꢂꢂꢂꢂꢂꢂꢂꢂꢂꢂꢂꢂꢂꢂꢂꢂꢂꢂꢂꢂꢂꢂ [ [ [ [ 4]ꢀ 陈静静,吴礼彬,柳丙全,等. 安徽霍邱式沉积变质型铁矿成矿 ( 上接第 115 页)以获得较纯净的磁铁矿产品,杂质 作用与演化模式[J]. 矿床地质,2010(S1):92ꢁ93. 主要应为含磁铁矿包裹体、连生体的闪石类矿物,少 量含磁铁矿显微包体的黑云母、石榴石;采用强磁选 目的矿物损失较少,但含较多杂质。 5]ꢀ 刘素巧. 辽宁弓长岭条带状铁建造磁铁富矿成因探讨-基于 Fe 同位素研究[D]. 北京:中国地质大学(北京),2011. 6]ꢀ 刘ꢀ 磊,乔冠军,柳长峰,等. 沉积变质改造型铁矿的成矿作用 分析[J]. 中国矿业,2011(S1):145ꢁ149. 参ꢀ 考ꢀ 文ꢀ 献 7]ꢀ 王杰亭,刘ꢀ 争,吕玉凤. 密怀地区沉积变质型铁矿成矿模式 [J]. 现代矿业,2011(1):70ꢁ71. [ [ [ 1]ꢀ 段ꢀ 超. 安徽庐枞盆地龙桥铁矿床地质地球化学特征和矿床 成因研究[D]. 合肥:合肥工业大学,2009. 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