淘洗磁选机在鲕状赤铁矿提铁降杂中的应用

ＭＩＮＩＮＧＡＮＤＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ

矿　冶　工　程

Ｖｏｌ．３９№３Ｊｕｎｅ２０１９

淘洗磁选机在鲕状赤铁矿提铁降杂中的应用

张汉泉，高王杰，蔡　祥，殷佳琪，谢　蕾，余　洪

（武汉工程大学兴发矿业学院，湖北武汉４３０２０５）

①

６１．１６％、回收率８２．１３％、Ｐ含量０．３８５％、Ｋ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ含量０．３０５％的优良指标，有害杂质含量显著降低。淘洗磁选可有效提高铁精矿品位并降低各非磁性矿物及碱金属含量。中图分类号：ＴＤ９２５

关键词：鲕状赤铁矿；人工磁铁矿；淘洗磁选机；脱磷；钾；钠

文献标识码：Ａ

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３－６０９９．２０１９．０３．００９

文章编号：０２５３－６０９９（２０１９）０３－００３７－０３

摘　要：对广西某鲕状高磷赤铁矿进行了提铁降杂试验研究。采用磁化焙烧⁃磨矿⁃磁选⁃淘洗磁选流程，可得到精矿ＴＦｅ品位

ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＥｌｕｔｒｉａｔｉｏｎＭａｇｎｅｔｉｃＳｅｐａｒａｔｏｒｉｎＵｐｇｒａｄｉｎｇＩｒｏｎＣｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ

ｏｆＯｏｌｉｔｉｃＨｅｍａｔｉｔｅｂｙＲｅｄｕｃｉｎｇＩｍｐｕｒｉｔｉｅｓ

（ＸｉｎｇｆａＳｃｈｏｏｌｏｆＭｉｎｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＷｕｈａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ４３０２０５，Ｈｕｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎｂｅｎｅｆｉｃｉａｔｉｏｎｏｆａｈｉｇｈｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｏｏｌｉｔｉｃｈｅｍａｔｉｔｅｆｒｏｍＧｕａｎｇｘｉＺｈｕａｎｇＡｕｔｏｎｏｍｏｕｓＲｅｇｉｏｎ，ａｓｔｕｄｙａｉｍｉｎｇｔｏｕｐｇｒａｄｅｉｔｓｉｒｏｎｃｏｎｔｅｎｔｂｙｒｅｍｏｖｉｎｇｉｍｐｕｒｉｔｉｅｓｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ．Ｂｙｕｓｉｎｇａｍａｇｎｅｔｉｃｒｏａｓｔｉｎｇ⁃ｇｒｉｎｄｉｎｇ⁃ｍａｇｎｅｔｉｃｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｓｈｏｗｉｎｇｔｈａｔｔｈｅｈａｒｍｆｕｌｉｍｐｕｒｉｔｉｅｓｃｏｕｌｄｂｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｒｅｍｏｖｅｄ．Ｉｔｉｓｃｏｎｃｌｕｄｅｄｔｈａｔｅｌｐｕｔｒｉａｔｉｏｎｍａｇｎｅｔｉｃａｎｄａｌｋａｌｉｍｅｔａｌｓ．

ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ⁃ｅｌｕｔｒｉａｔｉｏｎｍａｇｎｅｔｉｃｓｅｐａｒａｔｉｏｎｆｌｏｗｓｈｅｅｔ，ｉｒｏｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｗｉｔｈＴＦｅｇｒａｄｅａｎｄｒｅｃｏｖｅｒｙｏｆ６１．１６％ａｎｄ８２．１３％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄ，ｗｈｉｌｅｔｈｅＰｃｏｎｔｅｎｔａｎｄＫ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏｃｏｎｔｅｎｔｗｅｒｅｒｅｄｕｃｅｄｔｏ０．３８５％ａｎｄ０．３０５％，ｓｅｐａｒａｔｉｏｎｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｇｒａｄｅｏｆｉｒｏｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅａｎｄｒｅｄｕｃｅｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｖａｒｉｏｕｓｎｏｎ⁃ｍａｇｎｅｔｉｃｍｉｎｅｒａｌｓＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｏｏｌｉｔｉｃｈｅｍａｔｉｔｅ；ａｒｔｉｆｉｃｉａｌｍａｇｎｅｔｉｔｅ；ｅｌｕｔｒｉａｔｉｏｎｍａｇｎｅｔｉｃｓｅｐａｒａｔｏｒ；ｄｅｐｈｏｓｐｈｏｒｉｚａｔｉｏｎ；ｐｏｔａｓｓｉｕｍ；ｓｏｄｉｕｍ　　广西柳钢屯秋铁矿属于典型的高磷鲕状赤铁矿，铁矿物嵌布粒度极细，Ｋ、Ｎａ、Ｐ等杂质含量较高，赋存状态复杂，属极难选铁矿石类型之一［１］。近年来，选冶技术的不断进步使该类型铁矿资源的经济合理开发利用成了可能，磁化焙烧⁃磁选是处理此类弱磁性铁矿石的有效选矿方法之一［２－４］。磁化焙烧产生的磁铁矿与自然界中开采出来的天然磁铁矿相比，在理化性质上有很大差别，如密度、磁性、表面性质、晶体结构和化学反应活性等，通常被称为人工磁铁矿。人工磁铁矿磁性弱、剩磁和矫顽力大、磁团聚现象严重，磁选分离效果不理想［５－６］。除了先进的磁化还原工艺及装备外，人工磁铁矿的磁力分选除杂新装备的开发也成为目前研究热点之一。全自动淘洗磁选机作为高效精选

①

ＺＨＡＮＧＨａｎ⁃ｑｕａｎ，ＧＡＯＷａｎｇ⁃ｊｉｅ，ＣＡＩＸｉａｎｇ，ＹＩＮＪｉａ⁃ｑｉ，ＸＩＥＬｅｉ，ＹＵＨｏｎｇ

设备，已经成功应用在马钢罗河铁矿、大昌矿业、首钢水厂、研山铁矿、苍山铁矿、扬州泰富等提铁降杂工程中［７－１０］。本文对柳钢屯秋鲕状高磷赤铁矿进行磁化焙烧⁃磁选⁃淘洗探索试验，进行人工磁铁矿的脱磷降杂工艺研究，探索技术可行、经济合理、工业运行可靠的工艺流程。

１　原矿性质

柳钢屯秋鲕状高磷赤铁矿化学多元素分析结果见

表１，铁物相分析结果见表２。由表１～２可以看出：矿石ＴＦｅ／ＦｅＯ比为２１．１９，大于３．５，为氧化铁矿石；矿石中的主要脉石成分为ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３。有害杂质硫的含量较低，磷含量高达１．０６％，碱金属Ｋ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ含量超过

收稿日期：基金项目：作者简介：通讯作者：２０１９－０１－１１

国家自然科学基金（５１４７４１６１）；湖北省教育厅科学技术研究项目（Ｂ２０１７０５５）

张汉泉（１９７１－），男，湖北浠水人，博士，教授，主要研究方向为矿物加工、造块理论与工艺。余　洪（１９８６－），男，四川达州人，博士，主要研究方向为化学选矿。

３８矿　冶　工　程第３９卷

冶炼标准（小于０．２５％），是要脱除的主要组分。

选，磁选场强６８．５ｋＡ／ｍ，连续试验结果见表３。

表１　屯秋赤铁矿主要化学成分分析结果（质量分数）／％

４７．０５ＴＦｅ

ＦｅＯ

１７．６４ＳｉＯ２

Ａｌ５．１２２Ｏ３ＣａＯ

ＭｇＯ０．１３７Ｍｎ２．２２１．０６Ｐ

０．５１Ｋ０．０３５Ｎａ０．１４４ＳＡｓ

烧失

３．４６０．６８

０．００４８

３．０１表２　屯秋赤铁矿铁物相分析结果

物相含量／％分布率／％磁铁矿中铁０．０１２０．０２赤（褐）铁矿中铁４５．３３９４．８５碳酸盐中铁１．４５３．０３硫化物中铁０．０８４０．２０硅酸盐中铁

０．９１１．９０合计

４７．７９

１００．００

２　淘洗磁选机工作原理

淘洗磁选机采用“磁悬浮”技术，铁矿石颗粒在连

续背景磁场及励磁、消磁磁场作用下以磁链形式悬浮下行“用下实现磁性物质与非磁性物质的分离分散，磁性矿粒在高磁场区域”。通过交替“团聚”“分散“团聚”，”，在重力和水的作在低磁场区域，磁性较弱的连生体在背景磁场力及水的冲力切割作用下淘洗进入尾矿中。淘洗磁选机设备结构示意见图１。

-4-4)A46A4212D.)E8<-;.'D8<+,,523)图１　淘洗磁选机设备结构示意

３　３．１　试验结果与讨论

通过条件试验动态磁化焙烧试验

８００～８５０，确定了最佳试验参数为：焙烧带温度

转速焙烧℃，（焙烧时间原矿配加６０１５％ｍｉｎ），煤粉煤气流量，动态窑用１．０１．５５Ｌ／ｍｉｎ。ｒ／ｍｉｎ通过的动态窑连续不间断焙烧，窑况稳定后每隔２ｈ取一次样，取样时间１０ｍｉｎ，对焙烧矿通过磨矿后进行弱磁

表３　动态磁化焙烧连续试验结果

取样产品产率次数名称ＴＦｅ回收率

磁精矿７１．８０／％

ＴＦｅ品位５８．０１／％８８．５３／％第１次

磁尾矿２８．２０１９．１４１１．４７合计１００．００４７．０５１００．００磁精矿

７１．４６５８．５９８８．９０第２次

磁尾矿２８．５４１８．３１１１．１０合计１００．００４７．０９１００．００磁精矿

７２．２２５８．２１８８．８１第３次

磁尾矿２７．７８１９．０７１１．１９合计

１００．００

４７．３４

１００．００

通过动态磁化焙烧⁃磁选，可得到ＴＦｅ品位５８．６７％、回收率不低于８８．００％的粗精矿，精矿化学多元素分析结果见表４。通过与表１对照分析可以看出，磁选粗精矿铁品位较高Ｋ，为５８．６７％，经磁选后硫、磷含量及２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ含量有所降低，脉石矿物含量显著降低。

表４　粗精矿主要化学成分分析结果（质量分数）／％

５８．６７ＴＦｅ

０．１２２Ｓ

０．６５９Ｐ

ＳｉＯ８．１４

２Ａｌ５．３２

２Ｏ３１．５７ＣａＯ

０．１７３ＭｇＯ

０．３４８Ｋ２Ｏ

０．０６７Ｎａ２Ｏ

３．２　淘洗磁选机可有效解决弱磁选过程中的机械夹杂

淘洗机精选试验

问题［１１］矿，ＴＦｅ。品位在采用最佳的磁化焙烧５８．５０％左右，粒度为⁃磁选流程得到的磁精－０．０４５ｍｍ粒级含量５９．４１％。将试样细磨至－０．０４５ｍｍ粒级占８６．５７％，经湿式圆筒磁选机分选后，精矿铁品位无明显提高，无分选效果。细磨后的样品浓缩后进行淘洗磁选机试验，由于淘洗磁选机最重要的两个因素为给水流量、磁场强度，故试验以此为变化进行了４组试验，结果见表５。

表５　淘洗磁选条件试验结果

／给水流量（Ｌ·ｈ－１）／（ｋＡ·ｍ磁场强度－１）

产品产率回收率名称９００８７．９５／％

ＴＦｅ９２精矿６０．３０／品位％９０．６８／％尾矿１２．０５４５．２０９．３２合计１００．００５８．４８１００．００８００９２精矿８８．８２６１．０６９２．６３尾矿１１．１８３８．６１７．３７合计１００．００５８．５５１００．００７００９２精矿９１．４４６０．６２９４．８１尾矿８．５６３５．４０５．１９合计１００．００５８．４６１００．００８００

１０４

精矿９２．８９６０．４１９５．９４尾矿７．１１３３．４０４．０６合计

１００．００

５８．４９

１００．００

第３期张汉泉等：淘洗磁选机在鲕状赤铁矿提铁降杂中的应用３９

　　由表５可知，从抛尾的角度看，尾矿产率随着给水流量增加而增加，但是尾矿品位亦逐渐增加，当给水流量大于８００Ｌ／ｈ时，尾矿品位增加趋势明显，说明此时部分细粒的、磁性较弱的精矿随水流上升进入尾矿，分选效果变差；磁场增强，尾矿产率减少，品位降低，虽然磁场增强，精矿回收率大，但由于尾矿产率下降过大，不利于去除试样中的连生体，影响除杂效果。综合各项指标，选择给水流量８００Ｌ／ｈ、磁场强度９２ｋＡ／ｍ（峰值）为最佳条件，此时铁精矿ＴＦｅ品位６１．０６％，作业回４　结　　论

条件为：焙烧温度８００℃，焙烧时间６０ｍｉｎ。焙烧矿磨矿细度－０．０３８ｍｍ粒级含量９４．１０％，经６８．５ｋＡ／ｍ弱磁选，可得ＴＦｅ品位５８．６７％、回收率不低于８８．００％、Ｐ含量０．６５９％、Ｋ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ含量０．４１５％的粗精矿。磁选精选作业，采用焙烧矿磨矿⁃磁选⁃淘洗磁选流程，１）动态磁化焙烧条件试验确定柳钢矿样最佳焙烧

２）磁化焙烧⁃磁选粗精矿细磨后增加一段淘洗机

３收率．３　９２．６３％。

磁化焙烧⁃磁选⁃淘洗磁选全流程试验１２０粗选磁场强度ｍｉｎ，还原剂煤粉配比一段磨矿细度１２％，焙烧温度８００℃，焙烧时间８０ｋＡ／ｍ；－０．０７４二段磨矿细度ｍｍ粒级含量－０．０４５６４．９１％，ｍｍ粒级含量－５２．０１％，精选磁场强度试验数质量流程见图０．０４５ｍｍ粒级含量８６．５７％，５６ｋＡ／ｍ；三段磨矿细度２。

淘洗磁场强度９２ｋＡ／ｍ，=3󱷛TFe8>(󰀆)B3)5(󰀆);/;5(󰀆)47.25100.00;100.0063-0.074 mmC47.38󰀆*@󰀃*@53.5584.11;95.3380 kA/m13.8915.89;4.6763-0.045 mmC52.01󰀆*@󰀃2@58.6771.04;88.2156 kA/m31.1513.07;8.6263-0.045 mmC86.57󰀆<>󰀃*@92 kA/m38.687.59;6.2161.1663.45;82.1328.3536.55;17.8723D/>3图２　焙烧矿磁选⁃淘洗磁选数质量流程

由图２可知，焙烧矿经磁选⁃淘洗磁选流程，最终所得到的精矿产率为６３．４５％，ＴＦｅ品位６１．１６％，综合铁回收率８２．１３％，Ｐ含量０．３８５％，Ｋ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ含量品位０．３０５％，２８．３５％，含量显著降低铁损失率。１７．８７％。

综合尾矿产率３６．５５％、ＴＦｅ

可以得到精矿ＴＦｅ品位６１．１６％、回收率８２．１３％、Ｐ含量０．３８５％、Ｋ杂质含量显著降低２Ｏ＋Ｎａ。２Ｏ含量０．３０５％的优良指标，有害参考文献：

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－１９３．［１１］　金属矿山吴新义，蔡顺贵，２０１７（１１）：７５，丁开振．马钢罗河铁矿磁选铁精矿降硫试验－７７．

［Ｊ］．

引用本文：张汉泉，高王杰，蔡　祥，等．淘洗磁选机在鲕状赤铁矿提铁降杂中的应用［Ｊ］．矿冶工程，２０１９，３９（３）：３７－３９．