磁选机从铁矿尾矿回收赤铁矿的应用

上厂铁矿是昆明钢铁公司主要的铁精矿原料供应基地之一，其铁矿物以赤铁矿和褐铁矿为主，具有含磷、硫等杂质元素低的优点，是优质的钢铁原料。该铁矿于1969年建矿，1972年投产。经近30年的开采，矿石资源已趋于枯竭，矿山的生存问题尤其突出。然而据1989年的统计数字，该矿尾矿库已堆积含铁近28%的尾矿约736万t，折合铁金属量约206万t，且铁品位大于20%的现生产尾矿还在不断排入尾矿库中。至今，尾矿库已堆积了近千万吨尾矿，平均Fe品位为22%左右。随着昆钢公司大高炉的投产，对铁精矿原料的需求量大增，公司也要求上厂铁矿增加铁精矿的产量。为了充分利用上厂铁矿的尾矿资源，减缓矿山的老化，延长矿山服务年限，研究综合回收生产流程及尾矿库尾矿中的铁矿物资源已势在必行，意义重大。

1、矿石性质

上厂铁矿是露天开采的铁帽型风化矿，采出的原矿氧化程度较深，磁铁矿、假象磁铁矿含量极小，含铁矿物主要是赤铁矿和褐铁矿，主要脉石矿物是石英和铝土矿，铁矿物的赋存状态以块状富集体为主，铁矿物的粒度从数百毫米至几微米不等。矿石粒度越粗，则铁品位越高且可选性越好，矿石粒度越细，则铁品位越低，且因含泥大而可选性越差。因此上厂铁矿原设计的选矿流程是以感应辊强磁选机和跳汰选矿机回收粗粒铁矿物为主，细粒部分未经任何选别就作尾矿排放。

原尾矿有用矿物主要由赤铁矿和褐铁矿组成，另有少量的磁铁矿、碳酸铁、硫铁矿及硅酸铁。其中赤、褐铁矿占73.86%，且以赤铁矿为主，另外原尾矿中具有含泥量大，有害杂质元素低的特点。

原尾矿多元素化学分析结果见表1，铁的化学物相分析见表2，原尾矿中的矿物含量及其单体解离度测定结果见表3。

2、选矿试验研究

2.1、小型试验

根据试料的矿物性质，采用湿式强磁选全磁选流程回收原尾矿中的铁矿物是适宜的。1998年8月，受上厂铁矿委托，赣州有色冶金研究所针对上厂铁矿提供的原尾矿试料采用SLon型脉动高梯度磁选机进行了一次粗选、一次精选开路和闭路的全磁选流程试验研究，试验结果见表4和表5。试验结果表明，采用SLon型脉动高梯度磁选机进行了一次粗选、一次精选开路和闭路的全磁选流程试验研究，试验结果见表4和表5。试验结果表明，采用SLon型脉动高梯度磁选机回收上厂铁矿尾矿中的赤铁矿，开路、闭路流程均能获得铁品位大于55%的合格铁精矿，且闭路流程的精矿回收率比开路流程高4个百分点。

2.2、工业试验

在小型试验获得较好的指标的基础上，上厂铁矿于1999年5月在其洗选车间采用3台SLon-1500立环脉动高梯度磁选机，组成一粗一精选别流程，并于同年7月投产开始进行工业生产试验。

上厂铁矿细粒尾矿包括两部分，一部分是采场原矿选矿系统槽洗机的溢流，另一部分是从现有尾矿库采出的老尾矿。这两部分尾矿性质基本相同。上厂铁矿洗选车间原生产流程（处理栈桥原矿）是通过二段槽洗机槽洗，使矿泥分离。+2mm返砂经振动筛分级，+11mm进入大粒跳汰机；-11mm经φ1200mm单螺旋分级机，溢流丢弃，返砂经小振动筛分级、-6mm进入CS-1感应辊式强磁选机一次粗选、一次扫选；+6mm进入CS-2感应辊式强磁选机一次粗选、一次扫选。而一段槽洗机溢流（-2mm）进入φ1500mm双螺旋分级机，其溢流丢弃。现采用SLon磁选机的生产流程，是将尾矿库尾矿及洗选车间原生产流程中φ1500mm双螺旋分级机溢流经φ53m高效浓密机浓缩，并经φ15m浓密机脱去部分泥后给入SLon-1500立环脉动高梯度磁选机分选。

SLon-1500立环脉动高梯度磁选机的操作条件为：脉动冲程粗选16mm、精选20mm；脉动冲次粗选220次/min、精选270次/min；背景场强粗选0.94T，精选0.74T。

磁选条件试验指标为：原尾矿品位20%~25%时，可获得产率为12%~16%，铁精矿品位为53%~57%，回收率为32%~40%的精矿。以条件试验为依据，选定操作参数，对该流程进行72h连续稳定试验，其结果见表6。

由表6可知，通过72h稳定试验，原尾矿平均含Fe 22.11%，经SLon-1500立环脉动高梯度磁选机一次粗选、一次精选全磁选流程获铁精矿品位55.56%、产率14.77%、回收率37.06%的指标。

自1999年7月31日至8月8日生产取样平均指标：原尾矿品位24.17%，铁精矿品位55.26%，共生产铁精矿834t。生产数质量流程见图1。

3、结果分析

1）SLon立环脉动高梯度磁选机设计合理，集磁、重选矿原理于一体，转环立式旋转；对每一组磁介质而言，冲洗磁性精矿的方向与给矿方向相返，粗颗粒不必穿过磁介质堆便可冲洗出来，防止了磁介质堵塞；脉动机构周期性地产生上升冲动水流，使矿浆松散、悬浮，有效地打破矿泥胶结的脉石和铁矿物，使矿物松散性好。对上厂铁矿含泥量大的原尾矿选别效果明显，精矿品位提高幅度大，从而获得较高质量的铁精矿。

2）由于SLon立环脉动高梯度磁选机采用优化组合的分选介质，对上厂铁矿波动较大的入选品位和给矿粒度有很强的适应性，均获得较理想的分选指标。

4、细粒尾矿回收的成本分析

上厂尾矿细粒尾矿回收系统工程投资500万元，目前每年回收细粒铁矿矿近7万t，从尾矿中回收铁精矿，采矿费用低，不需要交纳矿产资源税，省去了破碎、磨矿等作业，具有选矿成本低的优点。上厂铁矿的细粒尾矿选矿成本分析见表7。

从表7可见，该矿建成尾矿回收系统后，每年新增产值1340万元，新增利税539万元，获得显著的经济效益。

5、结论

1）SLon型立环脉动高梯度磁选机为国内外先进选矿设备，设备运行稳定可靠，不易发生堵塞，成本低，操作方便。上厂铁矿采用SLon型立环脉动高梯度磁选机全磁选流程回收尾矿中赤铁矿，工艺流程简单，选别指标较好。

2）上厂铁矿是昆钢的主要原料基地之一，其铁精矿含杂质元素很低，是优质的钢铁原料，但是经过30年开采后，至今已面临资源枯竭的问题。该矿积极采用最新的选矿技术和设备，从尾矿中二次回收有用矿物。SLon型磁选机对细粒级弱磁性矿物回收是行之有效的设备，该机在上厂铁矿的应用解决了该矿微细粒（-0.2mm）的铁矿物长期因无合适设备而不能回收的技术难题。已建成尾矿回收系统，年新增利税539万元以上，不仅获得了显著的经济效益，而且可延长矿山服务年限10年以上。

3）上厂铁矿采用磁选流程回收细粒铁精矿，减少了尾矿的排放量，有利于充分利用国家的资源和生态环境保护。

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