超贫磁铁矿选矿工艺改进实践

我国铁矿石资源贫矿多，富矿少，开发和利用低品位的铁矿资源越来越受到重视。随着我国经济的发展和选矿工艺、设备的进步，在现有经济技术条件下，对超贫磁铁矿进行开发利用，在一定程度上缓解了我国铁矿资源不足的情况。承德地区的超贫磁铁矿主要为产于基性超基性岩体中的超贫磁铁矿，是河北省重点开发的超贫磁铁矿区。承德柏泉铁矿地处承德市平泉县，矿区为超贫磁铁矿，储量较为丰富，但原矿品位低，平均品位为9%~13%，磁性铁品位为5%~8%，矿石较坚硬，硬度系数f=11~15。柏泉铁矿采选生产能力200万t/a，年产铁精粉18万t。随着矿石品位的逐年降低，原选矿工艺流程中部分工艺设备不能够继续满足生产的要求，在生产中对选矿工艺设备进行了改进。

一、矿石性质

1、矿石化学多元素及物相分析

承德柏泉铁矿原矿化学多元素和物相分析结果见表1、表2。

由表1、表2可知该矿石品位极低，仅为12.06%。有用矿物以磁铁矿为主，磁性铁含量为7.18%，金属分布率59.54%，难以回收的菱铁矿和不可利用的硅酸铁矿占16.91%，用磁选法难以选别的赤褐铁矿占19.65%，这些对矿石的选别指标、尾矿品位和金属回收率影响很大。有害元素硫、磷含量较高，对选别指标也构成影响。

2、矿物组成及结构构造

矿石矿物组成复杂，金属矿物主要为磁铁矿，少量的赤铁矿、褐铁矿、磁黄铁矿、黄铁矿；非金属矿物主要为斜长石、辉石、角闪石、磷灰石，多发生轻微绿泥石化、绿帘石化、高岭土化、绢云母化、黑去母化。

磁铁矿为主要含铁矿物和矿石矿物。多呈半自形晶，部分他形晶，嵌布粒度粗细不等，粗粒含量较多，粒度一般为0.04~1.1mm。磁铁矿多与斜长石、角闪石等脉石矿物呈规则毗连镶嵌，部分粗粒磁铁矿中包裹斜长石、磷灰石等脉石矿物，部分细粒磁铁矿包裹于斜长石、角闪石等脉石矿物中。

磁赤铁矿含量较少，嵌布粒度粗细不等，一般为0.02~0.1mm。

赤铁矿多呈他形分布于磁铁矿边缘或呈条形分布于磁铁矿中，嵌布粒度细小。

黄铁矿、磁黄铁矿含量较少，为主要含硫矿物。主要呈他形粒状，嵌布粒度较细，一为0.01~0.15mm。多包裹于磁铁矿及脉石矿物中，少量与磁铁矿及脉石矿物毗连镶嵌。

二、原生产工艺流程

选厂生产采用3段一闭路破碎工艺流程，1次干选，阶段磨放，1次粗选，2次精选，旋流器、高频筛分级，总尾矿由盘式磁选机进行回收，改造前的工艺流程见图1，精矿粒度-0.074mm达到80%以上，精矿品位达到63.5%。破碎系统设备比较落后，粗碎和中碎使用颚式破碎机，细碎使用圆锥破碎机。

处理表面山体矿石时，矿石性质较好，硬度小可选择性较好。随着开采的逐步加深，矿石的硬度也逐渐加大，原矿品位也随之下降到10.5%左右。由于矿石属于超低贫磁铁矿，采场的矿石性质变化很大，矿石的可选性也随之下降导致精矿品位下降，回收率下降。为了提高精矿质量，提高回收率，工艺流程需要进行改造。

三、工艺流程改造

为了提高入磨量和矿石品位，增加产量，破碎车间加强大干选磁滑轮甩废量，振动筛筛孔由14mm改为14mm和12mm配合使用，给矿粒度-12mm占65%以上。改造后的工艺流程见图2。经过改造后磨选流程更加顺畅，与改造前相比中矿泵池子淤堵现象明显减少，减少了中矿泵的维修次数，节约了泵件。每月节省高频筛片20片左右。保证了精矿的品位要求，每月可增加精矿产量300t，提高了金属回收率。

1、阶段磨矿改为连续磨矿

矿石入磨粒度为-12mm占67%，分级机排矿粒度-200目占20%。分级机溢流经CTB1230磁选机选别后精矿经渣浆泵给入Φ500mm旋流器，旋流器溢流给入高频筛，高频筛使用120目筛网，筛下粒度-200目占80%以上。2段球磨机排矿粒度-200目在30%以上，旋流器底流粒度-200目在23%。旋流器给矿粒度较粗，造成旋流器和高频筛分级效果不好，筛网使用寿命较短，渣浆泵给矿浓度较高，粒度较粗，上矿效果不好，泵池子经济於矿，经常造成恶性循环，影响1段球磨机的磨矿量。随着原矿性质的变差，这种现象越来越明显。

阶段磨矿改为连续磨矿，将2段磨矿机的给矿顺由鼓式给矿器换为双勺给料器，增加一个给矿箱。工艺流程改造完成后，现场生产效果较好，泵池子淤堵现象明显减少，筛网使用寿命增长，渣浆泵泵件使用寿命也延长。

2、安装淘洗机

由于矿石性质的变化，矿石的可选性降低，精矿品位下降。为了提高精矿品位，在车间安装2台全自动淘洗磁选机。淘洗磁选机的工作原理：环水由底部切向给入，给矿由顶部给料斗进入筒体中部，散开后进入选别区，在磁场力、重力及上升水冲力相互作用下脉石、非磁性物质和连生体等经溢流槽的溢流管溢出，磁性铁由精矿管排出。

原流程的精矿由渣浆泵给入2台淘洗磁选机，淘洗机精矿直接给入过滤机，成为最终精矿，淘洗机溢流进入尾矿，经盘式磁选机选别后精矿返回流程。安装后进行现场工业试验，试验结果见表3。

淘洗机平均给矿品位62.08%，精矿平均品位63.55%，溢流平均品位20.21%，提高平均品位1.53个百分点，平均产率96.48%。

淘洗磁选机作为精选设备，试验结果较给矿产品品位高出1.53个百分点。淘洗磁选机有效的脱去脉石和大颗粒贫连生体，溢流浓度低（0.5%左右），溢流经过回收机选别后对增加流程负荷不明显。生产平衡后使用效果较好，平均提高了精矿品位1.71个百分点。

3、安装尾矿回收磁选机

由于1段磨矿溢流粒度较粗，1段磁选磁场偏低，造成粗选尾矿磁性铁流失。尾矿磁性铁品位在0.93%。为了将磁性铁充分回收，对尾矿进行高场强滚筒式磁选机回收试验。回收磁选机选用CTS1040型，场强477.6kA/m。磁选机安装后现场应用结果见表4。

经过磁选机选别后尾矿磁性铁平均0.73%，降低0.45个百分点，与盘式回收机相比降低0.2个百分点，可得到品位16.85%的精矿，产率在3.05%。进入2段磨矿流程后，每天可增加精矿产量约10t。进入2段磨矿流程后，负荷量增加对2段磨矿影响不大，效果较好。

为了提高贫磁铁矿石的金属回收率，提高资源利用率，矿石在进入球磨机之前进行抛废处理，提高了入磨矿石的质量。积极采用新型选矿设备和先进工艺，保证最终精矿品位。柏泉铁矿对选矿工艺流程的改进，获得了较大的经济效益和社会效益。

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