莱钢鲁南矿业公司原名韩旺铁矿,始建于1973年,经过尽40a的建设发展,目前已经形成年产40万t铁精矿的矿山企业。其矿石性质为鞍山式沉积变质贫磁铁矿,选别工艺复杂,尾矿品位较高。矿山发展初期,受技术水平和生产条件限制,回收技术指标较低,尾矿堆存量大,尾矿中tfe含量较高,初步估计其尾矿储量为1155万t。随着资源日益减少,在开采原矿的同时,对尾矿进行二次开发利用,具有重要的意义和价值[1]。另外,通过回收尾矿中的铁矿物,降低了尾矿品位,提高了金属回收率,实现了尾矿减量化排放,经济效益、社会效益显著。
1 试验尾矿性质
试验物料取自尾矿坝,其尾矿粒度分级结果及尾矿盘磁机精矿粒度分级结果见表1,化学多元素分析结果见表2,铁物相分析结果见表3。
表1 尾矿粒度分级结果及尾矿盘磁机精矿粒度分级结果 %
粒级/mm |
尾矿 |
盘磁机精矿 | ||||
产率 |
铁品位 |
铁分布率 |
产率 |
铁品位 |
铁分布率 | |
+1.00 |
11.61 |
7.85 |
6.07 |
6.02 |
9.86 |
2.76 |
-1.00+0.56 |
21.95 |
1.02 |
14.64 |
11.95 |
12.73 |
7.07 |
-0.56+0.15 |
40.40 |
15.01 |
40.38 |
15.99 |
17.62 |
37.68 |
-0.15+0.074 |
12.95 |
17.60 |
15.78 |
21.99 |
25.59 |
26.17 |
-0.074 |
13.10 |
27.20 |
23.73 |
14.05 |
40.29 |
26.32 |
合计 |
100.01 |
15.02 |
100.60 |
70.00 |
21.52 |
100.00 |
由表1可知,尾矿产品中粒度偏粗,细粒级品位偏高,粒度越细,品位越高;通过盘式回收机得到的精矿中-0.56mm占到82.03%,铁分布率占到90.17%,即粗粒级中主要是铁的贫连生体为主,细粒级以铁的富连生体或单体铁矿物为主,要得到较高的铁品位和回收率,必须再磨再选。
表2 化学多元素分析结果 %
成分 |
tfe |
feo |
sio2 |
al2o3 |
cao |
mgo |
p |
s |
含量 |
21.52 |
8.42 |
61.29 |
1.34 |
1.68 |
1.59 |
0.058 |
0.07 |
表3 铁物相分析结果 %
铁物相 |
碳酸铁 |
磁性铁 |
赤、褐铁矿 |
硫化铁 |
硅酸铁 |
全铁 |
含量 |
0.24 |
12.02 |
2.60 |
0.04 |
6.62 |
21.52 |
分布率 |
1.12 |
55.86 |
12.08 |
0.19 |
30.76 |
100.01 |
由表2和表3可知,尾矿中的有用矿物为磁、赤铁矿,脉石矿物主要有石英、辉石、闪石等,物料中sio2含量较高,s、p元素含量很低。 弱磁选可回收的矿物为磁铁矿,磁选作业的理论回收率为55.86%。
2 试验研究与讨论
2.1 1段磨矿磁选管试验
采用r/zqm系列球磨机,在磨矿细度为-0.074mm分别占57.86%、82.63%、92.30%时,采用rk-cxg型φ50mm磁选管,在磁场强度为117.24ka/m时,对不同磨矿细度试样分别缩分取样20g,在相同条件下进行磁选管试验,尾矿在不同磨矿细度条件下的磁选管试验结果见表4。
表4 不同磨矿细度条件下1段磁选管试验结果 %
磨矿细度(-0.074mm) |
产品 |
产率 |
铁品位 |
铁回收率 |
57.86 |
精矿 |
32.47 |
40.38 |
60.93 |
尾矿 |
67.53 |
12.45 |
39.07 | |
原矿 |
100.00 |
21.52 |
100.00 | |
82.63 |
精矿 |
25.19 |
45.96 |
53.80 |
尾矿 |
74.81 |
13.29 |
46.20 | |
原矿 |
100.00 |
21.52 |
100.00 | |
92.30 |
精矿 |
22.65 |
47.10 |
49.57 |
尾矿 |
77.35 |
14.03 |
50.43 | |
原矿 |
100.00 |
21.52 |
100.00 |
由表4可知,随着磨矿细度变细,1段磁选精矿的产率和回收率降低,而铁品位则升高,综合考虑铁品位和铁回收率的选别指标,选取1段磨矿细度为-0.074mm82.63%为宜,此时铁品位为45.96%,产率为25.19%,铁回收率为53.80%。
2.2 2段磨矿磁选管试验
2.2.1 磁选管磁场强度试验
取1段磨矿细度为-0.074mm 82.63%时矿样5份,每份样品20g,做不同磁场强度条件下的磁选管试验,试验结果见表5。
表5 不同磁场强度下的磁选试验结果 %
磁场强度/(ka/m) |
产品 |
产率 |
铁品位 |
铁回收率 |
50.73 |
精矿 |
15.28 |
50.34 |
35.76 |
尾矿 |
84.72 |
16.32 |
64.24 | |
原矿 |
100.00 |
21.52 |
100.00 | |
72.63 |
精矿 |
17.02 |
49.61 |
39.23 |
尾矿 |
82.98 |
15.76 |
60.77 | |
原矿 |
100.00 |
21.52 |
100.00 | |
95.54 |
精矿 |
19.36 |
48.35 |
43.49 |
尾矿 |
80.64 |
15.08 |
56.51 | |
原矿 |
100.00 |
21.52 |
100.00 | |
117.24 |
精矿 |
20.24 |
47.10 |
44.29 |
尾矿 |
79.76 |
15.03 |
55.71 | |
原矿 |
100.00 |
21.52 |
100.00 | |
142.37 |
精矿 |
20.97 |
46.05 |
44.88 |
尾矿 |
79.03 |
15.01 |
55.12 | |
原矿 |
100.00 |
21.52 |
100.00 |
由表5可知,尾矿随着磁选管磁场强度的增加,铁矿物中的铁回收率先大幅提高,后缓慢增加,精矿铁品位微幅下降,场强从50.73ka/m增大到142.37ka/m时,铁精矿品位仅从50.34%降低到46.05%,场强从50.73ka/m增大到95.54ka/m,精矿铁回收率从35.76%升至43.49%,之后再提高场强,精矿铁回收率基本保持在44%左右,精矿铁品位为46%~47%,综合考虑,确定后续试验场强为95.54ka/m为宜。
2.2.2 2段磨矿细度磁选管试验
在磁感应强度为95.54ka/m的条件下,利用磁选管对1段磁选精矿产品进行不同磨矿细度条件下的磁选管试验,试验结果见表6。
表6 不同磨矿细度条件下2段磁选管试验结果 %
磨矿细度(-0.043mm) |
产品 |
产率 |
铁品位 |
铁回收率 |
65.21 |
精矿 |
69.98 |
54.23 |
82.57 |
尾矿 |
30.02 |
26.68 |
17.43 | |
原矿 |
100.00 |
45.96 |
100.00 | |
85.07 |
精矿 |
66.79 |
56.76 |
82.48 |
尾矿 |
33.21 |
24.24 |
17.52 | |
原矿 |
100.00 |
45.96 |
100.00 | |
91.23 |
精矿 |
60.50 |
59.28 |
78.03 |
尾矿 |
39.50 |
25.56 |
22.97 | |
原矿 |
100.00 |
45.96 |
100.00 |
由表6可知,随着磨矿细度的提高,精矿产率和铁回收率降低,但其铁品位提高。当磨矿细度为85.07%时,品位可达56.76%。当磨矿细度为-0.043mm 91.23%时,铁品位为59.28%,当进一步提高磨矿细度-0.043mm占97.15%时,其精矿品位为59.76%。此时,继续提高磨矿细度对铁品位提高帮助不大,要想获得高品位铁精矿,必须进行进一步处理。参照目前处理鞍山式贫磁铁矿反浮选工艺[2],确定对2段磁精矿进行反浮选试验。
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