极贫矿石利用研究

随着矿石资源的日益减少，开发者眼光逐渐转向难选氧化矿及极贫磁铁矿、铁砂矿等以前少有涉足的资源。近年来，也曾进行了大量的针对这几类矿石的试验研究，大部分取得了较好的指标，部分已建设投产，取得了一定的经济效益［1－4］。本文研究了甘肃某极贫磁铁矿石的性质和选矿试验。研究结果表明，该矿石属于极贫铁矿石，铁品位仅为13%左右，远远低于20%的边界开采品位，矿石类型为原生磁铁矿石，主要铁矿物为磁铁矿，细粒嵌布。原矿石在－0．074mm粒级占57%的磨矿粒度下，经过两段磁选，可获得精矿品位65．36%、铁回收率63.49%的选别指标，精矿中杂质SiO2含量5．47%，选矿比8．02。预选可抛除部分合格尾矿，预选后矿石品位可提高到16．75%;在－0．074mm粒级占60%的磨矿粒度下，经过两段磁选，可获得精矿品位66.46%、作业铁回收率74．51%的选别指标，精矿中杂质SiO2含量4．28%，选矿比5．26。精矿中各有害元素含量均符合高炉冶炼要求，属合格铁精矿产品。虽然本试验矿石的铁品位偏低，但矿石可选性好，且易于磨矿，需要的磨矿、选别工艺简单，采矿和选矿成本低，生产的铁精矿质量好，因此该极贫磁铁矿石具有较高的开发价值。

1矿石性质本次试验矿样分取于不同地点，矿石品位差别也比较大，随机对三袋矿样进行取样分析，品位高者达17%，低者为11%左右。试验中将矿样全部混匀到一起作为原矿。原矿化学分析结果见表1。由表1可见，矿石中主要回收的目的元素铁的含量仅为12．80%，远低于铁矿石开采的边界品位，属于极贫铁矿石范畴。矿石中脉石组分以SiO2为主，次为Al2O3、CaO、MgO。矿相分析表明，矿石中主要铁矿物为磁铁矿，少量赤铁矿，脉石矿物主要是石英、碧玉、角闪石类矿物和少量碳酸盐类矿物，偶见黄铜矿和辉铜矿。矿物组成及百分含量见表2。磁铁矿嵌布粒度较细，多分布在0．040～0．100mm之间，呈粒状集合体形式存在，在磁铁矿的周边有赤铁矿存在，二者连生紧密不易分离。赤铁矿粒度较磁铁矿小，一般分布在0．020～0．060mm之间，与磁铁矿嵌生密切。对原矿进行磁性分析，结果见表3。由表3可见，原矿中铁矿物主要是磁铁矿，属于强磁性矿物，经过弱磁选别，精矿品位可达到64%以上，表明该铁矿石中的铁矿物可采用弱磁选工艺回收。

2预选试验由于原矿石铁品位低，所以首先进行了预选抛尾试验，希望通过预选来进一步提高入磨矿石品位，从而降低磨选成本。预选采用自然分级法和磁滑轮抛尾法分别进行。

2．1分级预选分级预选的原理是通过筛分将铁品位明显偏低的某一粒级筛除，从而达到提高原矿品位的目的。由于分级法仅按矿石颗粒大小来确定利用还是舍弃，所以富集效率不高。本矿石中大颗粒矿石明显品位较低，根据矿石粒度组成情况，以8mm筛子作为分级尺寸，试验结果见表4。筛分分级后，－8mm粒级铁品位高于原矿，提高了1．81个百分点，有一定的预选效果。但+8mm粒级的铁品位也依然较高，达9．86%，通过磁选管分析，其中还可回收7%左右、品位65%以上的铁精矿，所以本部分矿石不能作为尾矿抛弃。以上结果说明，通过分级可使原矿品位有一定幅度的提高，但不能产生可直接抛弃的合格尾矿。

2．2磁滑轮预选试验

采用干式磁滑轮进行预选抛尾试验。为了获得品位更低的、可直接抛弃的尾矿产品，分别进行了不同破碎粒度下的预选抛尾试验，试验结果见表5。预选可抛除一半左右的无磁性和磁性较弱的矿石，预选后矿石铁品位相应提高，且破碎粒度越细，品位提高幅度越大，当破碎到－3mm时通过预选可抛弃产率57．43%、品位5．42%的尾矿，抛尾后矿石品位可提高到23．08%，提高了约10个百分点。不破碎直接预选，矿石品位提高幅度不到4个百分点，且尾矿品位高达7．38%。为了分析预选效率，对预选精矿和尾矿进行了磁选管分析，以查明预选后各精矿中磁性铁的含量和选别指标改善情况，以及所抛弃的尾矿中磁性铁含量的合理指标，从而判定能不能作为合格尾矿直接抛弃。从分析指标看，与原矿相比，各预选矿的精矿产率都有一定幅度的提高，表明预选后矿石可选性变好。各预选尾矿中的强磁性矿物含量随破碎粒级变细而减小，破至－3mm时，预选尾矿中仅含有0.5%的强磁性矿物，说明此时预选作业所抛弃的尾矿可以作为合格尾矿直接抛弃。由以上分析结果可以确定，破碎粒度越细，预选后预选矿磁选指标也越好，所以从技术角度看，以破碎到－3mm进行预选最为合理，但这需要增加复杂的破碎工艺，而且会带来预选粉尘等不利影响。矿石全粒级预选可减少破碎筛分工艺，仅需预选设备，缺点是一部分大块的贫铁矿石因磁性较弱而容易进入尾矿，使得尾矿品位升高，造成铁矿物损失。破碎到8mm左右需增加破碎筛分作业，但比较容易实现，破碎量也相对较小，预选指标也相对较好，可考虑实施。不破碎预选和适当破碎后预选两种工艺各有优缺点，开发方可通过经济论证来选择。本文选择不破碎预选后的矿石和不预选矿石进行选矿试验。

3选矿试验

3．1磨矿粒度的选择磨矿粒度是影响选别指标的最主要因素，所以首先对选矿所需要的最佳磨矿粒度进行试验选择，试验结果见表6。从表6可以看到，随磨矿粒度变细，精矿品位提高，精矿回收率下降。总体看，矿石中铁矿物嵌布粒度较粗，在－0．074mm粒级占47%时就可获得品位大于63%的选矿指标。在相近的磨矿粒度下，原矿和预选矿所获得的精矿品位基本接近，因此其适宜的磨矿粒度也基本相同。磨矿粒度较细时，精矿品位较高，而磨矿粒度较粗时对选矿比有一定好处，生产中可根据对产品质量的要求来选择最经济的磨矿粒度。由于矿石易选，本文将精矿品位定位于65%以上，因此选择磨矿粒度为－0．074mm粒级含量60%左右。

3．2磁场强度试验磁选机的磁场强度对选别指标有一定影响，因此也进行了选择试验，试验仅对原矿进行。试验结果见表7。由表7可见，磁场强度较低时，精矿品位较高，铁回收率较低，随磁场强度升高，精矿品位有所下降，铁回收率随之升高。由于原矿铁品位低，所以提高回收率对选矿厂的经济指标更为重要。因此宜采用较高磁场强度的磁选机。

3．3流程试验由于本次试验矿样较为易选，采用单一弱磁选工艺就可回收绝大部分铁矿物，因此试验工艺确定为单一磁选，具体流程为一段磨矿一粗一精两段磁选。最终试验结果见图1～2。从图1～2结果可见，原矿在磨矿至－0．074mm粒级占57%左右时，经过一粗一精两段磁选选别，可获得品位65．36%、铁回收率63．49%的选别指标。矿石预选后，品位有一定幅度的提高，反映在最终选别指标上，铁回收率大幅度提高(对选别作业)，选矿比明

4结语

1)甘肃某矿山铁矿石属极贫铁矿石，铁品位仅为13%左右，需经过选矿富集后才能入炉利用。矿石中主要铁矿物为磁铁矿，中细粒嵌布，少量赤铁矿，主要脉石矿物为石英、碧玉、角闪石等。2)预选可以进一步提高矿石品位，提高磨选效率。矿石破碎粒度越细，预选效果越好。为比较充分的利用矿石资源，建议破碎到8mm左右进行预选，且预选设备的磁场强度应选择高一些，以利于磁性较弱贫矿石的回收。3)铁矿物嵌布粒度相对较粗，适宜的磨矿粒度为－0．074mm粒级含量55%～60%，可根据对精矿指标的要求适当选择适宜的磨矿粒度。为保证较高的回收率，磁选机应选择较高的磁场强度。4)将原矿样磨至－0．074mm粒级占57%，采用一粗一精两段弱磁选流程选别，可获得精矿品位65.36%、铁回收率63．49%的选别指标，杂质SiO2含量降到5%以下。各有害元素含量均符合高炉冶炼要求。矿石预选后，采用相同的流程，在相近的磨矿粒度下，可获得更优的选别指标，即矿石预选有利于选别指标的改善。5)虽然铁矿石属于极贫铁矿，铁品位远低于铁矿石工业开采边界品位，但矿石可选性好，且易于磨矿，磨选工艺简单，生产指标好，因此本试验矿石具有较好的开发利用价值。