马坑铁矿目前采用3段1闭路破碎—干选抛尾—阶段磨矿—阶段磁选—细筛工艺流程，精矿品位由细筛控制。随着采掘加深，矿石嵌布粒度变细，现有工艺流程和选别设备在最终磨矿细度为-0.074mm 95%以上的情况下，产出的精矿铁品位均小于63%，严重影响了产品销售和整体效益。磁场筛为新一代高效弱磁场精选设备，其强磁性磁铁矿在微弱磁场条件下能发生磁团聚形成磁团，从而在筛网作用下与分散的脉石矿物分离。目前，已在多家铁矿进行了应用试验研究并得到了理想的结果[1-5]。为此，采用磁场筛对马坑铁矿粗精矿进行精选试验，考察磨矿细度和磁场强度对试验结果的影响。
1 矿石性质
1.1 矿石的矿物组成及嵌布特征
马坑铁矿为大型夕卡岩型磁铁矿床，矿石中金属矿物主要为磁铁矿，少量赤铁矿、假象赤铁矿、菱铁矿、褐铁矿等，辉钼矿、黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿、方铅矿及锰矿等含量甚微。非金属矿物主要是夕卡岩矿物，如石榴子石、辉石、角闪石、绿帘石、阳起石、方解石、石英等，其中以石榴子石和辉石为主。
矿石主要为致密状构造、条带浸染状构造、稀疏浸染状构造及角砾状构造等。磁铁矿是主要回收矿物，多呈他形、半自形晶粒状结构、似海绵陨铁结构以及各种交代结构等。磁铁矿粒度较细，一般为0.03～0.10mm，细粒级为0.01～0.03mm，粗粒级可达0.1～0.3mm。由于磁铁矿的嵌布粒度相差很大，要达到较高的单体解离度，必须将原矿磨至-0.074mm 95%以上。
1.2 原矿化学成分分析和铁物相分析
对原矿进行主要化学成分和铁物相分析，其结果分别见表1、见表2。
表1 原矿主要化学成分分析结果 %
|
成分 |
tfe |
sfe |
feo |
cao |
mgo |
al2o3 |
sio2 |
s |
p |
烧失 |
|
含量 |
33.04 |
31.56 |
14.28 |
11.71 |
1.89 |
3.38 |
32.7 |
0.463 |
0.006 |
3.03 |
由表1可知，原矿中具有回收价值的元素为铁，矿石碱度为(cao+mgo)/(sio2+al2o3)= 0.38，属酸性矿石，原矿中硫磷含量均不高。
表2 原矿铁物相分析结果 %
|
铁物相 |
磁铁矿 |
硅酸铁 |
碳酸铁 |
赤褐铁矿 |
硫化矿中铁 |
|
铁含量 |
26.97 |
4.87 |
0.6 |
0.29 |
0.31 |
|
铁分布率 |
81.63 |
14.74 |
1.81 |
0.88 |
0.94 |
由表2可知，原矿中可回收矿物为磁铁矿，占有率为81.63%。
2 选矿试验
利用磁场筛对马坑铁矿阶段磨矿—阶段磁选粗精矿进行精选试验，分别对1段磨矿弱磁选精矿及2段磨矿弱磁选精矿进行磁场筛精选试验，并综合考察磨矿粒度、磁场筛强度对精选结果的影响。
2.1 1段磨矿弱磁粗精矿磁场筛试验
（1）磨矿细度试验
将干式抛尾磁选精矿磨至不同的粒度，经1段弱磁选，弱磁选精矿给入磁场筛，进行精选试验。磁场筛筛网孔径选择1.2mm，由于在较粗的磨矿粒度下，会堵塞筛孔，因此用0.3mm筛子对弱磁精矿进行隔碴，+0.3mm并入磁场筛筛下作为综合中矿。固定磁场强度为1.59ka/m，考察磨矿细度对精选试验结果的影响，试验结果见图1。
图1 1段磨矿细度对弱磁粗精矿磁场筛精选结果的影响
由图1可见，随着1段磨矿产物中-0.076 mm粒级含量增大，磁场筛精选精矿铁品位升高但回收率降低。当磨矿细度为-0.076mm 65%时，精矿铁品位达到最大值为65%，但铁回收率降至42%，由此可知磁场筛在此磁场条件下，精选很难使精矿品位达到65%这一预期目标。
（2）磁场筛磁场强度试验
选定1段磨矿细度为-0.076mm 65%，改变磁场筛磁场强度，其精选结果见图2。
图2 磁场强度对1段磨矿—弱磁粗精矿磁场筛精选结果的影响
由图2可见，随着磁场筛场强升高，精矿铁品位下降但回收率增加。磁场筛场强在1.27ka/m时，精选精矿铁品位达到最大值为65%，但回收率低于50%，由此表明直接对1段磨矿—弱磁选粗精矿进行磁场筛精选试验，很难同时获得满意的精矿品位和回收率。为此。在此基础上进行了2段磨矿弱磁选粗精矿磁场筛精选试验。
2.2 2段磨矿弱磁精矿磁场筛试验
（1）选定2段磨矿细度为-0.076mm70%，进行磁场筛磁场强度试验，其试验结果见图3。
图3 磁场强度对2段磨矿—弱磁粗精矿磁场筛精选结果的影响
由图3可知，精矿铁品位随磁场场强增大而降低，回收率反之。当磁场强度为3.26ka/m时，精矿铁品位为64.6%、回收率为85%。
（2）选定2段磨矿细度为-0.076mm75%，进行磁场筛磁场强度试验，其试验结果见图4。
图4 磁场强度对2段磨矿—弱磁粗精矿磁场筛精选结果的影响
由图4可见，精矿铁品位和回收率随磁场强度变化规律与图3相同。当磁场强度为3.82ka/m时，精矿铁品位可达到65%左右、回收率达到88.95%。由此表明在2段磨矿细度为-0.076mm75%、磁场强度为3.82ka/m时，磁场筛精选能达到预期的精矿铁品位，同时得到较高的回收率。
上述条件下磁场筛筛下产品即中矿品位为45.28%，产率为16.67%，通过弱磁选的条件试验获得最佳中矿处理条件为在集中处理磨矿细度为-0.037mm占90%时，精矿品位为63.47%、作业回收率为86.92%。
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