铁矿干抛废石中综合回收铁、硫、铜试验研究

某铁矿矿石以磁铁矿为主，伴有少量黄铁矿、黄铜矿、镜铁矿、赤铁矿、菱铁矿等。铁矿选矿厂目前生产流程为：中碎后干式磁选抛废—阶段磨矿—弱磁—浮选流程。目前此铁矿选矿厂年处理量为100万t，每年产生的干抛废石约为20万t，干抛废石中主要可综合回收的有用成分平均含量为：磁性铁2.99%、铜0.091%、硫3.74%，尤其在中细粒级中损失较多，在目前国内铁、硫、铜资源极度紧缺的情况下，回收这部分资源十分必要。为此拟对干抛废石采用跳汰等手段进行预先富集，预选粗精矿再进行铁硫铜综合回收。干抛废石磁性矿物含量较少，因此试验研究重点是50～0mm粗粒跳汰重选等工艺研究，通过重选等选矿方法，预先富集铁硫铜矿物，对富集后的产品以现场流程和工艺参数为基础，进行铁硫铜的综合回收。选矿试验研究进行了跳汰预选试验、磁选选铁试验、浮选选硫铜试验等，最终的试验流程跳汰预选—阶段磨矿—磁选—硫铜混浮—硫铜分离流程可以获得铁品位65.02%的铁精矿、铜品位18.804%的铜精矿及硫品位45.436%的硫精矿，取得了较好的试验指标。

1 矿石性质  

    对干抛废石进行了化学多元素分析及铁、硫物相分析，其结果分别见表1、表2、表3。

表1   化学多元素分析结果  %               

由表1可知，干抛废石全铁含量较低，有用元素硫、铜较高，其他主要成分为sio₂、al₂o₃、k₂o、na₂o等，另外此矿石烧失较高。

表2   铁物相分析结果 %          

由表2可知，干抛废石中的铁矿物主要是赤褐铁矿、黄铁矿及碳酸铁，可用弱磁选回收的磁铁矿含量很少。

表3   硫物相分析结果 %

由表3可知，干抛废石中的硫矿物主要为硫化铁中的硫，其含量为3.08%，分布率为91.94%。

2  选矿试验

考虑到干抛废石铁低、硫高，铁矿物绝大部分以弱磁性铁矿物存在，因此试验研究重点是50～0mm（中碎产品粒度）粗粒跳汰重选等工艺研究，通过重选等选矿方法，预先富集铁硫铜矿物，对富集后的产品再进行铁硫铜的综合回收。试验研究拟进行跳汰预选、用弱磁选回收磁铁矿、先混合浮选再进行分离综合回收硫铜。将50～0mm干抛废石进行筛分（5mm筛网），产生的筛上部分50～5 mm为跳汰给矿，其筛分结果见图1。

图1  筛分结果

2.1 跳汰试验

跳汰试验主要进行了跳汰机冲程、冲次、给矿量等条件试验，根据条件试验结果得出最佳组合条件为冲程80mm、冲次100次/min，按此组合条件进行跳汰试验，试验结果见图2。

图2  跳汰试验结果

由图2跳汰试验结果可见，铁、硫、铜都得到一定程度的富集，说明采用粗粒跳汰工艺处理干抛废石还是比较有效的。对跳汰粗精矿进行铜物相分析，其结果见表4。

表4  跳汰粗精矿铜物相分析结果 %        

    由表4可知，铜矿物主要以硫化铜的形式存在，氧化铜含量占23.21%。

2.2 跳汰粗精矿选铁试验

    对跳汰粗精矿进行了不同磨矿细度、磁场强度等磁选条件试验，结合磁性铁含量较低的特点，为了尽可能的提高铁回收率，选择采用1段粗磨—中场强磁选预先回收，然后2段细磨磁选获精的试验方案。选择1段磨矿细度为-0.076mm55%、中场强磁选磁场强度为318.31 ka/m，1段磁选试验结果见图3。

图3   1段粗选选铁试验结果

对1段粗选选铁粗精矿进行2段不同磨矿细度试验、不同磁场强度试验、精选次数试验等条件试验，结合各条件试验结果，得出跳汰粗精矿选铁试验流程为阶段磨矿（1、2段磨矿细度分别为-0.076mm55%、95%）—中场强磁选—弱磁选（1粗1精），试验流程结果见图4。

图4   跳汰粗精矿磁选选铁试验数质量流程

由图4跳汰粗精矿磁选选铁试验结果可知，采用磁选的方法可以获得铁品位为65.02%、铁回收率为9.09%（对跳汰粗精矿）的铁精矿。

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