南芬选矿厂赤铁矿石选矿工艺流程试验研究

南芬选矿厂生产流程是以回收磁铁矿为主的选别流程，因此该地区红矿资源没有得到充分利用，造成了铁矿资源的极大浪费，同时也影响了矿山以及选矿厂经济效益的进一步提高。

为充分利用回收本溪南芬地区红矿资源，本溪钢铁集团公司于2006年4月委托长沙矿冶研究院进行本溪南芬露天红铁矿选矿试验研究，2006年末委托中国矿业大学进行浮选柱试验。根据长沙矿冶研究院于2006年10月提供的《本钢集团南芬露天矿红矿选矿试验研究报告》和2007年1月中国矿业大学提供的《本钢南芬露天矿弱磁尾矿微泡浮选柱反浮选试验报告》这2个试验研究报告，本钢矿业公司委托鞍钢集团矿业设计院设计南芬选矿厂100万t/a规模红矿车间，设计选矿工艺流程为半自磨、阶段磨矿、弱磁—强磁—反浮选工艺流程，设计主要工艺指标原矿品位为29.10%，精矿品位为65.80%，年处理原矿石100万t/a，年产精矿35万t，现在已建成投产，现场生产工艺流程见图1。

图1  本钢集团南芬选矿厂红矿车间现场选矿工艺流程

南芬选矿厂投产后因为所处理的矿样主要为南芬露天铁矿采场北山部位红矿，与2006年长沙矿冶研究院进行选矿试验所用矿样不一致，导致南芬选厂红矿车间投产之后存在诸多问题，主要表现在：①半自磨处理能力低，仅能达到设计能力的一半；②铁精矿品位低，总精矿品位仅63%，浮选精矿品位仅59%；③铁回收率低，最高仅能达到65%左右。

为解决南芬选厂红矿车间铁精矿品位低、回收率低的难题，对现场处理的赤铁矿石进行试验室小型试验研究，根据国内同类矿山的选矿生产实践，拟进行阶段磨矿—中磁—强磁—反浮选流程（下称流程1）、阶段磨矿—弱磁—细筛提质—强磁—反浮选流程（下称流程2）、阶段磨矿—粗细分级—重—磁—浮联合流程（下称流程3）3种流程的试验研究，以确定适宜此矿石的选矿工艺流程及工艺参数，为技术改造提供依据。

1 原矿性质

原矿化学多元素分析和铁物相分析结果分别见表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1可知，南芬选矿厂赤铁矿石的主要有害元素为硅，硫、磷含量都较低；另外由表2可知，原矿中硅酸铁含量较高，意味着浮选尾矿品位高，不利于获得很高的金属回收率。

原矿进行工艺矿物学研究结果表明，矿石中主要有用铁矿物为磁铁矿和赤铁矿，2种矿物含量分别为26.31%、11.60%，其中赤铁矿主要为假象、半假象矿。主要脉石矿物为石英，约占全部矿物量的一半，含量为48.05%，另有少量云母和碳酸盐（方解石、铁白云石）、长石等。

矿石主要构造为块状构造、层状构造和少量角砾状构造。主要结构有粒状结构、斑状结构、交代残余结构及部分脉状结构、包含结构、浸染状结构和间粒结构。

原矿中有用铁矿物磁铁矿、赤铁矿（含假象、半假象）工艺粒度总体偏细，半数以上分布于-0.04mm，分布率分别为53.00%和61.48%，其中赤铁矿粒度要小于磁铁矿物。在-10μm分布率赤铁矿要大于磁铁矿，二者分别为19.34%和13.64%。主要脉石矿物石英粒度要大于铁矿物，主要分布在+0.07mm，分布率为58.32%，因此有利于选矿工艺尽早抛尾。

从矿物嵌布特征来看主要脉石矿物石英与有用铁矿物关系紧密，部分细晶磁铁矿不易与石英达到单体解离。

2 阶段磨矿—中磁—强磁—反浮选流程试验研究

阶段磨矿—中磁—强磁—反浮选流程在鞍钢调军台选矿厂成功应用，其优点为流程结构合理、紧凑，对矿石性质变化的适应性较强，生产稳定，操作管理较为方便。

2.1 不同磨矿粒度中磁—强磁选试验

南芬选矿厂红矿车间现场生产为1段自磨1段球磨后入选，所以此次不同磨矿粒度试验不考虑粗粒度，仅在常规2段磨矿粒度范围内进行（-0.076mm 75%～90%）。中磁选试验在φ400×300湿式永磁筒式磁选机上进行，磁场强度为318 ka/m；强磁选试验设备为slon 750型脉动高梯度磁选机，强磁选磁场强度为796ka/m，试验结果见表3（选别效率计算β_max取72.4%）。

表3  不同磨矿粒度中磁—强磁选试验结果  %

由表3可知，随着磨矿细度增加，中磁精矿、强磁精矿品位皆提高，强磁尾矿品位亦提高，根据中、强磁混合精矿品位来计算分选效率，磨矿粒度为-0.076mm 85%时选别效率为最大值且此时混合精矿品位较高，达到49.16%，对后续浮选作业有利，因此确定磨矿细度为-0.076mm 85%为宜。

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