广东某磁铁矿石提铁降硫选矿工艺研究试验

广东某铁矿石主要有用金属矿物为磁铁矿。此外，尚有少量的赤铁矿、褐铁矿、磁黄铁矿、黄铁矿等，有害杂质除硫稍高外，一般皆在允许范围内。选矿厂现生产工艺流程为2段磨矿、3段磁选。经过一段时间的运营，选矿技术指标基本达到设计指标。但由于配矿不均匀等原因，经常会出现精矿铁品位不达标、杂质硫含量高等情况。为使铁精矿品位达到65%以上、硫含量降低到0.3%以下，进行了提铁降硫选矿工艺研究。

1  矿石性质

1.1 矿石物质组成

对原矿进行矿物组成分析，原矿化学多元素分析、铁物相分析及硫物相分析，其分析结果分别见表1、表2、表3、4。

表1  原矿矿物组成 %

由表1可知，原矿中主要有用矿物为磁铁矿，其次为假象、半假象赤铁矿，主要脉石矿物为方解石、铁白云石以及微量菱铁矿等碳酸盐类矿物和石英。

表2   原矿化学多元素分析结果  %

由表2可知，矿石w(tfe)/w(feo)=2.15＜2.7为磁铁矿石型，适合单一弱磁选选别；酸性系数为0.66，属于半自熔性铁矿石。

表3 原矿铁物相分析结果  %

由表3可知，矿石中铁主要分布在磁铁矿中，其分布率为76.50%。

表4   原矿硫物相分析结果 %

由表4可知，原矿中硫含量为0.62%，原矿中杂质硫主要赋存于黄铁矿和磁黄铁矿中，两者硫的分布率达到91.93%，其中以磁黄铁矿形式存在的硫占有率达45.16%，磁黄铁矿因其具有与磁铁矿相近的比磁化系数，难以通过弱磁选工艺实现与铁矿物的分离。

1.2 矿石结构构造

原矿主要构造为块状构造，其次为斑状构造。块状构造矿石颜色为灰～灰黑色，呈致密状，质地较硬，以磁铁矿及辉石等暗色硅酸盐矿物为主，少量碳酸盐、石英等脉石。斑状构造矿石颜色以灰～灰黑色为主，其中间夹杂嵌布了浅色矿物碳酸盐集合体，形成黑白相间的斑状、团块状。矿石结构主要有斑状、团块状结构，主要见于金属矿物磁铁矿，常呈粗粒斑晶或由粒状集合体组成的团块嵌布而形成；粒状结构为磁铁矿、透辉石或黝帘石呈粒状均匀分布，其中磁铁矿一般为半自形～他形粒状，而透辉石、黝帘石则结晶程度较好多呈自形、半自形粒状；其余还有环带结构、脉状结构、纤维状、束状结构、交代残余结构和浸染状结构等。

1.3 主要矿物工艺粒度

矿石中磁铁矿工艺粒度在-0.1mm各粒级区间大致作均匀分布，而在+0.1mm粒级分布略多，分布率为37.61%；脉石矿物粒度普遍大于铁矿物，主要脉石矿物碳酸盐+0.1mm粒级分布率为49.52%，石英+0.1mm粒级分布率为43.07%，这将有利于选矿工艺采用阶段磨选。

2  试验方案

根据原矿性质特点，采用阶段磨矿—阶段弱磁选工艺流程是合理的。因此，此次试验首先针对原矿进行阶段磨矿—阶段磁选条件试验，通过条件试验确定精矿铁品位大于65%的选矿工艺条件，而后对磁选精矿进行浮选降硫的工艺条件及流程。原矿中的硫一部分以黄铁矿的形式存在，只要单体解离，可以通过磁选来达到铁、硫分离的效果；而以磁黄铁矿形式存在的硫则易于随磁铁矿一同进入铁精矿，只能采用浮选方法除去磁黄铁矿，从而实现铁、硫分离，以降低铁精矿中的硫含量。通过各条件试验，研究合理的降硫浮选药剂制度及浮选降硫流程。

3  试验结果

3.1  原矿阶段磨矿—阶段磁选试验

3.1.1  1段磨矿粒度磁选试验

将原矿分别磨至-0.076mm粒级含量未45%、50%、55%和60%进行1段磁选，磁选机磁场强度为143.2ka/m，其试验结果见表5。

表5  1段磨矿粒度磁选试验结果  %

由表5可知，随着磨矿细度提高，1段弱磁选精矿产率及回收率降低，铁品位提高，根据试验结果，结合目前一般选矿厂1段磨矿的细度范围，选择1段磨矿细度为-0.076mm50%。

3.1.2  1段磁选磁场强度试验

在1段磨矿细度为-0.076mm50%条件下，进行1段磁选磁场强度试验，试验结果见表6。

表6  1段磁选磁场强度试验结果  %

    由表6可知，随着磁场强度降低，精矿产率及回收率略有降低，精矿品位略有提高，但总体来说磁场强度从159.2～111.4ka/m之间变化对选别指标影响不大，选择1段磁选磁场强度为143.2ka/m。

3.1.3  2段磨矿粒度磁选试验

将磨矿细度为-0.076 mm50%下获得的1段弱磁选精矿分别再磨至-0.076 mm粒级含量占80%、85%、90%和95%进行2段弱磁选，磁选流程为1段粗选1段精选，磁场强度粗选磁场强度为127.3ka/m、精选磁场强度为111.4ka/m，其试验结果见表7。

表7  2段磨矿细度试验结果 %

由表7可知，2段磨矿细度达到-0.076mm85%时，精矿铁品位即达到65.19%，考虑到试验室磁选效率一般较现场高，同时避免因矿石性质波动影响精矿品位，选择更细的粒度有利于保证最终精矿品位，所以选择2段磨矿细度为-0.076mm90%，此时精矿中硫含量为0.42%。继续提高磨矿细度，精矿铁品位提高，但精矿中硫含量没有下降，说明继续提高磨矿细度对降低精矿硫含量没有效果，选择2段磨矿细度为-0.076mm90%是合适的。

3.1.4  2段磁选磁场强度试验

确定2段磨矿细度为-0.076mm90%进行磁场强度试验，试验结果见表8。

表8   2段磁选磁场强度试验结果  %

    由表8可知，磁选机磁场强度的变化对选别结果影响较小，选择粗选磁场强度为127.3ka/m、精选磁场强度为111.4ka/m。  

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