用河北某地磁铁矿石制备超纯铁精矿_邹玄.pdf

Series No. 481 July2016 金属矿山 METAL MINE 总 第481 期 2016年第 7 期 收稿日期2016- 05- 03 基金项目河北省自然科学基金项目 编号 E2015209117 。 作者简介邹玄 1992 ， 女， 硕士研究生。通讯作者张晋霞 1979 ， 女， 副教授， 博士。 用河北某地磁铁矿石制备超纯铁精矿 邹玄 1 张晋霞 1， 2 牛福生 1， 2 于浩 1 刘亚 1 1. 华北理工大学矿业工程学院， 河北 唐山 063009;2. 河北省矿业开发与安全技术重点实验室， 河北 唐山 063009 摘要河北某地磁铁矿石铁品位为 35. 94， 磁性铁占总铁的 90. 40， 有害元素硫、 磷含量均较低。为了提高 矿山企业的经济效益， 提高产品的市场竞争力， 对矿石进行了超纯铁精矿生产工艺研究。结果表明 ①矿石在一段磨 矿细度为 －0. 074 mm 占 64. 16、 弱磁选 1 磁场强度为 39. 81 kA/m、 二段磨矿细度为 －0. 037 mm 占 80. 59、 弱磁选 2 磁场强度为 19. 90 kA/m 情况下， 可获得铁品位为 69. 57、 铁回收率为 96. 03的弱磁选铁精矿。②弱磁选铁精矿 在给矿浓度为 20、 悬振锥面选矿机分选面转动速度为 1. 23 r/min、 盘面振动频率为 390 次/min、 给矿速度为 0. 40 t/ h、 冲洗水流速为 1. 08 m3/h 的情况下 2 次精选， 可获得全铁品位为 71. 67、 SiO2含量为 0. 19、 铁回收率为 84. 89 的超纯铁精矿， 以及铁品位为 62. 90、 铁回收率为 23. 10的普通铁精矿， 总铁回收率高达 96. 03。 关键词超纯铁精矿阶段磨矿阶段弱磁选悬振锥面选矿机 中图分类号TD924． 1 2， TD922 文献标志码A文章编号1001- 1250 2016 - 07- 117- 04 Using Iron Ore in Hebei for the Preparation of Super Pure Iron Concentrate Zou Xuan1Zhang Jinxia1， 2Niu Fusheng1， 2Yu Hao1Liu Ya1 1． College of Mining Engineering， North China University of Science and Technology， Tangshan 063009， China; 2． Mining Development and safety Technology Key Loboratory of Hebei Province， Tangshan 063009， China AbstractThe iron grade of magnetite ore in Hebei was 35． 94， magnetic iron account for 90． 40 of the total iron， and the content of sulfur and phosphorus was low． In order to improve the economic benefits of mining enterprises， to improve the competitiveness of products， the production technology of super pure iron concentrate made from the ore were studied． The results showed that① when the grinding fineness was 64． 16 －0． 074 mm， the first low intensity magnetic field intensity was 39．81 kA/m and the second stage of the grinding fineness was －0． 037 mm accounted for 80． 59， the second stage of low intensity magnetic field intensity was 19． 90 kA/m， the iron concentrate with iron grade 69． 57 and iron recovery rate was 96． 03 can be obtained． ②When the feeding density was 20， the separation surface rotation speed was 1． 23 r/min， the disk vibration frequency was 390 times/min， the feeding speed was 0． 40 t/h， and ing water velocity was 1． 08 m3/h， after 2 times concentration selection of the suspension and vibrate of cone concentrator， super pure iron concentrate with total iron grade of 71． 67， the content of SiO2was 0． 19 and iron recovery rate of 84． 89 can be obtained， as well as normal iron concentrate with iron grade of 62．90 and iron recovery rate of 23． 10， and total iron recovery reach 96． 03． KeywordsSuper pure iron concentrate， Stage grinding stage low intensity magnetic separation， Suspension vibration cone concentrator 超纯铁精矿是指全铁品位大于 70、 SiO2含量 低于 2的铁精矿， 在冶金、 化工、 医疗等领域有着广 阔的应用前景 ［1 ］。随着矿物加工技术水平的提高以 及普通铁精矿和超纯铁精矿市场的冷热变化， 生产超 纯铁精矿成了有条件的选铁厂摆脱目前铁矿石市场 低迷的有效手段。 以磁铁矿为原料生产超纯铁精矿， 工艺流程主要 有单一弱磁选流程、 弱磁选浮选联合流程等。晏本 秀等 ［2 ］采用磨矿弱磁选反浮选流程制备了全铁 品位达 71. 0 ～ 71. 3、 SiO2含量仅为 0. 15 ～ 0. 35 的超纯铁精矿。孟令科 ［3 ］以南芬铁精矿为原 料， 采用细磨弱磁选反浮选联合流程， 得到全铁 品位 72、 SiO2含量 0. 2的超纯铁精矿。本试验以 河北某地磁铁矿石为原料， 采用弱磁选悬振锥面选 矿机重选工艺进行了超纯铁精矿生产工艺研究。 711 ChaoXing 1矿石成分分析 矿石主要化学成分分析结果见表 1， XRD 图谱分 析结果见图 1， 铁物相分析结果见表 2。 表 1矿石主要化学成分分析结果 Table 1Main chemical composition analysis results of raw ore 成分FeMgO SiO2CaOAl2O3SP 含量35. 943. 7840. 205. 004. 270. 100. 15 图 1矿石 XRD 图谱 Fig． 1XRD analysis results of raw ore Q石英; M磁铁矿; G高岭土; A钠长石; N绿泥石 表 2矿石铁物相分析结果 Table 2Iron phase analysis results of raw ore 铁相态含量占有率 磁性铁32. 4990. 40 赤褐铁0. 200. 56 其他铁3. 259. 04 总铁35. 94100. 00 由表 1 可知 矿石中有回收价值的元素为铁， 有 害元素硫、 磷含量均较低。 由图 1 可见 矿石中的有用矿物为磁铁矿， 脉石 矿物主要为石英、 高岭土、 钠长石及绿泥石。 由表 2 可见 矿石中的铁主要为磁性铁， 占总铁 的 90. 40。 2试验结果与讨论 2. 1一段磨选试验 一段磨选试验采用 XMB160 200 型智能棒磨 机， 给矿粒度为 2 ～ 0 mm， 弱磁选 1 采用 XCRS － 400 240 型磁选机。 2. 1. 1一段磨矿细度试验 一段磨矿细度试验的弱磁选 1 磁场强度为 29. 86 kA/m， 试验结果见图 2。 由图 2 可知 随着磨矿细度的提高， 弱磁选精矿 1 铁品位提高、 铁回收率降低。综合考虑， 确定一段 磨矿细度为 －0. 074 mm 占 64. 16。 2. 1. 2弱磁选 1 磁场强度试验 弱磁选 1 磁场强度试验的磨矿细度为 － 0. 074 mm 占 64. 16， 试验结果见图 3。 图 2一段磨矿细度试验结果 Fig． 2Experiment of the first grinding fineness ■品位;▲回收率 图 3弱磁选 1 磁场强度试验结果 Fig． 3First stage low intensity magnetic separation results at magnetic field intensity ■品位;▲回收率 由图 3 可知 随着磁场强度的提高， 弱磁选精矿 1 铁品位下降、 铁回收率上升。综合考虑， 确定弱磁 选 1 的磁场强度为 39. 81 kA/m， 对应的精矿铁品位 为 67. 10、 铁回收率为 97. 33。 2. 2二段磨选试验 二段磨选试验的给矿为弱磁选精矿 1， 磨矿设备 为 FSCG05 型立磨机， 弱磁选 2 采用 XCRS － 400 240 型磁选机。 2. 2. 1二段磨矿细度试验 二段磨矿细度试验的弱磁选 2 磁场强度为 29. 86 kA/m， 结果见图 4。 图 4二段磨矿细度试验结果 Fig． 4Experiment results of second stage grinding fineness ■品位;▲回收率 由图 4 可知 随着二段磨矿细度的提高， 弱磁选 811 总第 481 期金属矿山2016 年第 7 期 ChaoXing 精矿 2 铁品位上升、 铁作业回收率下降。综合考虑， 确定二段磨矿细度为 －0. 037 mm 占 80. 59。 2. 2. 2弱磁选 2 磁场强度试验 弱磁选 2 磁场强度试验的磨矿细度为 － 0. 037 mm 占 80. 59， 试验结果见图 5。 图 5弱磁选 2 磁场强度试验结果 Fig． 5Second stage low intensity magnetic separation results at magnetic field intensity ■品位;▲回收率 由图 5 可知 随着弱磁选 2 磁场强度的提高， 弱 磁选精矿 2 铁品位下降、 铁作业回收率上升。综合考 虑， 确定弱磁选 2 磁场强度为 19. 91 kA/m， 对应的精 矿铁品位为 69. 57、 铁作业回收率为 98. 66。 2. 3悬振锥面选矿机精选试验 悬振锥面选矿机 见图 6 是近年出现的一种重 选设备， 与摇床相比， 在细粒级物料的处理能力和效 果方面都有显著的优势 ［4- 8 ］。因此， 采用 LXZ － 1200A 型悬振锥面选矿机对弱磁选精矿 2 进行了精 选试验。试验采用 2 次精选流程， 固定给矿浓度为 20， 分选面转动速度为 1. 23 r/min， 盘面振动频率 为 390 次/min， 给矿速度为 0. 40 t/h， 冲洗水流速为 1. 08 m3/h， 试验结果见表 3。 图 6悬振锥面选矿机结构 Fig． 6Structure of suspended vibratory cone concentrator 由表 3 可知 弱磁选精矿 2 经 2 次悬振锥面选矿 机精选， 重选精矿 2 铁品位为 71. 67， 达到超纯铁 精矿对铁品位的要求。 表 3悬振锥面选矿机精选试验结果 Table 3Concentration experiment results by suspended vibrating cone concentrator 作业名产品作业产率品位作业回收率 悬振锥面 选矿机 精选 1 悬振锥面 选矿机 精选 2 重选精矿 190. 1271. 01 92. 01 中矿 19. 88 56. 447. 99 弱磁选精矿 2100. 0069. 57 100. 00 重选精矿 284. 1171. 67 84. 89 中矿 215. 89 67. 5215. 11 重选精矿 1100. 0071. 01 100. 00 2. 4全流程试验 试验全流程见图 7， 结果见表 4， 重选精矿 2 主要 化学成分分析结果见表 5。 图 7试验全流程 Fig． 7Whole experiment flowsheet 表 4全流程试验结果 Table 4Rest results of whole flowsheet 产品产率品位回收率 重选精矿84. 1171. 6784. 89 普通铁精矿25. 7762. 9023. 10 尾矿8. 554. 484. 01 原矿100. 0035. 94100. 00 表 5重选精矿主要化学成分分析结果 Table 5Main chemical composition analysis results of gravity concentrate 成 分FeSP SiO2Al2O3CaOMgO 含 量71. 670. 010. 020. 190. 140. 060. 05 由表 4、 表 5 可知 矿石采用 2 阶段磨矿弱磁 选悬振锥面选矿机 2 次精选流程处理， 可获得铁品 位为 71. 67、SiO2含 量 0. 19、铁 回 收 率 为 84. 89的重选精矿， 该精矿达到超纯铁精矿品质要 求， 普通铁精矿铁品位为 62. 90、 铁回收 率 为 23. 10， 总铁回收率高达 96. 03。 3结论 1 河北某地磁铁矿石铁品位为 35. 94， 磁性 铁占总铁的 90. 40， 有害元素硫、 磷含量均较低。 2 矿石经一段磨矿 － 0. 074 mm 占 64. 16 弱磁选 1二段磨矿 －0. 037 mm 占 80. 59 弱磁 选 2悬振锥面选矿机 2 次精选， 最终获得全铁品位 911 邹玄等 用河北某地磁铁矿石制备超纯铁精矿2016 年第 7 期 ChaoXing 为 71. 67、 SiO2含量 0. 19、 铁回收率为 84. 89 的超纯铁精矿， 以及铁品位为 62. 90、 铁回收率为 23. 10的普通铁精矿， 总铁回收率高达 96. 03。 参考文献 ［ 1］吴霞． 超纯铁精矿粉生产还原铁粉在我国的发展现状及前景 ［J］． 矿业快报， 2006 4 5- 7． Wu Xia． Present status of development and prospect of production of reduced iron powder using ultra- pure iron concentrate powder in Chi- na［J］． Express Ination of Mining Industry， 2006 4 5- 7． ［ 2］张晋霞， 牛福生， 徐之帅， 等． 用某铁精矿粉制取超纯铁精矿的 选矿试验研究［J］． 金属矿山， 2009 5 73- 74． Zhang Jinxia， Niu Fusheng， Xu Zhishuai， et al． Research on the pro- duction of super pure iron concentrate with a powder iron concentrate ［J］． Metal Mine， 2009 5 73- 74． ［ 3］孟令科． 浮选法超纯铁精矿研究及其开发利用［J］ ． 本钢技术， 2000 4 2- 6． Meng Lingke． The research and exploitation of iron concentrate in flotation preparation［ J］ ． Bengang Technology， 2000 4 2- 6． ［ 4］牛福生， 李卓林， 张晋霞． 悬振锥面选矿机在鲕状赤铁矿分选中 的应用［J］． 矿山机械， 2015 6 103- 107． Niu Fusheng， Li Zhuolin， Zhang Jinxia． Application of suspended vi- bratory cone concentrator to separation of oolitic hematite［J］． Mine and Processing Equipment， 2015 6 103- 107． ［ 5］杨波， 肖日鹏， 刘杰， 等． 悬振锥面选矿机回收细粒锡石试 验研究［J］． 矿冶， 2014 2 73- 76． Yang Bo， Xiao Ripeng， Liu Jie， et al． Experimental syudy on using hvc concentrator to recover fine cassiterite［J］． Mining and Metallur- gy， 2014 2 73- 76． ［ 6］聂轶苗， 李卓林， 刘淑贤， 等． 悬振锥面选矿机在微细粒赤铁矿 选矿中的应用试验研究［J］． 矿山机械， 2014 10 92- 95． Nie Yimiao， Li Zhuolin， Liu Shuxian， et al． Test study on application of suspending and vibrating cone concentrator to concentration of mi- cro- fine hematite［J］． Mining and Processing Equipment， 2014 10 92- 95． ［ 7］朱运凡， 杨波， 卢琳． 云南大红山铁尾矿再选新工艺研究 ［J］． 矿冶， 2012 1 35- 38． Zhu Yunfan， Yang Bo， Lu Lin． Study on the re- dressing of tailings in Yunnan Dahongshan iron mine［J］． Mining and Metallurgy， 2012 1 35- 38． ［ 8］张晋霞， 邹玄， 李卓林， 等． 悬振锥面选矿机分选冶金尘泥试 验［J］． 金属矿山， 2015 9 139- 142． Zhang Jinxia， Zou Xuan， Li Zhuolin， et al． Experimental of metallur- gical dust sorting using suspended vibration cone concentrator［J］． Metal Mine， 2015 9 139- 142． 责任编辑罗主平 021 总第 481 期金属矿山2016 年第 7 期 ChaoXing