梅山铁矿选矿厂降磷系统提高铁回收率试验

梅山铁矿选矿厂降磷系统现采用磨矿（磨矿细度为-0.076mm 65%）—浮硫—弱磁选（1粗1扫）—强磁选（1粗1扫）工艺流程，强磁扫选尾矿经浓缩后，再进行强磁回收选出部分产品销往水泥厂，余下部分进尾矿库。目前此系统存在的主要问题是：①在确保铁精矿品位为57%时，精矿中sio₂含量偏高，铁回收率偏低；②弱磁扫选作业磁场强度与弱磁粗选作业磁场强度相同，均为127.39ka/m，弱磁扫选精矿作业产率低；③弱磁扫尾中夹杂强磁性矿物偏多，导致强磁选作业介质盒易堵塞，影响强磁选别指标，强磁扫选精矿作业产率低。针对上述问题，梅山矿业公司与马鞍山矿山研究院联合在试验室进行了探索研究。

1 原矿（浮硫尾矿）性质

梅山铁矿矿石中主要金属矿物为磁铁矿,其次为假象-半假象赤铁矿及少量菱铁矿、黄铁矿。主要脉石矿物为磷灰石、白云石、铁白云石、方解石及石英等，铁矿物组合和嵌布状态较复杂，有害元素硫、磷含量高，菱铁矿与石英呈包裹或复杂的连生关系，是铁精矿中硅的主要来源。磷灰石与磁铁矿、碳酸盐类矿物、长石等伴生，与含铁矿物嵌布密切，粒度细，与铁矿物在选别流程中呈同步富集状态^[1]。对原矿进行化学多元素分析及铁物相分析，其结果分别见表1、表2。

表1  原矿化学多元素分析结果 %

表2  原矿铁物相分析结果 %

    由表2可知，磁铁矿、赤铁矿和菱铁矿中的铁占总铁的87.26%，黄铁矿等硫化铁矿物中的铁占总铁0.7%，分散于铁白云石、石英等脉石矿物中的铁占总铁的12.04%，主要可选铁矿物为磁铁矿、赤铁矿和菱铁矿。

2 试验方案确定

针对梅山铁矿选矿厂降磷系统存在的问题，拟对直接取自现场的原矿（浮硫尾矿）样，在以不改变现有生产流程结构的情况下，进行弱磁选—强磁选工艺条件试验，包括弱磁选1粗1扫、弱磁选1粗1精试验；强磁选流程结构试验，包括1粗1精、1粗1扫试验。另外，根据现场设有尾矿回收强磁选，作为2次扫选作业，在试验室进行强磁选1粗2扫试验，在保证铁精矿品位为57%的前提下，考察可能达到的选别指标。

3 浮硫尾矿弱磁选—中磁选—强磁选试验

弱磁粗选磁场强度试验在φ400×300湿式筒式磁选机上进行的，其试验结果见表3。

表3  弱磁粗选不同磁场强度试验结果

由表3可知，随着磁场强度升高，铁精矿品位降低，回收率提高。在磁场强度达到126 ka/m以上时，精矿铁回收率提高幅度较小，铁品位降低幅度增大，尾矿铁品位变化不大。综合考虑精矿铁品位及回收率，选择弱磁粗选磁场强度为126ka/m为宜,此时铁精矿品位为65.63%。

梅山铁矿选矿厂生产流程弱磁选采用1粗1扫，设置弱磁扫选的目的是为了尽可能选净强磁性矿物，以防止强磁性矿物堵塞强磁选机的介质盒，影响强磁选别指标。弱磁扫选磁场强度试验在φ400mm×300mm湿式筒式磁选机上进行，考虑到此型号的磁选机能达到的磁场强度较低，另进行中磁扫选试验，其试验结果见4。

表4    弱磁（中磁）扫选磁场强度试验

由表4可知，采用中磁扫选，扫选精矿产率较之弱磁扫选大幅提高，中磁精矿品位也较高，回收率也大幅提高。其原因应是强磁性矿物的比磁化系数随着粒度变细而降低，弱磁选设备因磁场强度低不能回收这部分细粒级强磁性矿物，而中磁选机因为磁场强度高，可以有效回收这部分细粒强磁性矿物；另外，梅山铁矿中有部分比磁化系数较高的半假象赤铁矿，弱磁选不能回收，但可以通过中磁选回收，这对后续强磁选作业有利，因此确定对弱磁尾矿采用中磁扫选。

将中磁尾矿进行强磁粗选磁场强度试验，采用slon 750型脉动高梯度磁选机进行。选择两低场强，考察强磁粗选能否获得较高品位的强磁精矿；另外，选择两高场强，考察强磁粗选能否丢尾，期试验结果见表5。

表5   强磁粗选磁场强度试验结果

由表5可知，随着磁场强度升高，铁精矿品位大幅降低，回收率大幅提高，但强磁尾矿铁品位不降反升，其原因可能是随着强磁机磁场强度提高，介质棒捕收的精矿量增加，同时产生的机械夹杂增多，导致精矿铁品位降低；与此同时，由于介质棒已经捕收了大量的精矿，部分细粒级已解离的弱磁性矿物没有得到有效的捕收而流失于尾矿中，导致尾矿品位偏高，所以高场强条件下不能实现强磁粗选丢尾；在低场强条件下，强磁精矿品位较高，可将强磁精矿直接并入弱磁精矿作为最终精矿，以便为进一步强磁扫选精矿配入最终精矿留有余地。当强磁粗选磁场强度为159 ka/m时，铁精矿品位较高，为45.81%，且也有相当的产率，故选择强磁粗选磁场强度为159 ka/m。

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